[發明專利]一種基于手機圖像采集的學生課堂監測系統及其監測方法

有效

• 申請號: 201610060519.8
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105491355B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 李忠國;遲睿;唐煒;羅元康
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06K9/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 唐紅

技術領域

本發明涉及計算機信息處理技術，具體涉及一種基于手機圖像采集的學生課堂監測系統及其監測方法。

背景技術

當今網絡游戲如鴉片般侵蝕了學生大量時間，很容易使學生不能自拔，導致課堂時間也經常被侵占。文獻記載學生平均每天上網時間在2-6小時，嚴重影響學生學業和身心健康。改變這一狀況除了提高教學方法外，實時簡單、準確、可靠的監測管控勢在必行。通過傳感器實現自動監測管控對于提高課堂教學質量有重大意義。但自動監測因學生數量多、信息穩定性差，存在身份確認困難，學生課堂狀態認證困難等等難題。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有技術中存在的不足，提供一種基于手機圖像采集的學生課堂監測系統及其監測方法，本發明能夠大大節約圖像采集的硬件成本，通過手機app提高學生身份確認和判斷學生課堂狀態的準確率。

技術方案：本發明的一種基于手機圖像采集的學生課堂監測系統，包括系統服務器和學生客戶端；所述學生客戶端中設置有第一數據傳輸模塊、身份驗證模塊和圖像采集模塊，學生通過身份驗證模塊驗證身份信息，圖像采集模塊采集學生的面部圖像信息，通過第一數據傳輸模塊將學生的身份信息和面部圖像信息傳輸至系統服務器中；所述系統服務器中包括有面部圖像分析模塊、第二數據傳輸模塊和統計分析模塊，面部圖像分析模塊根據第二數據傳輸模塊接收到的面部圖像信息判斷學生的聽課狀態，統計分析模塊統計學生聽課時間占整個課堂時間比例存入數據庫文件并形成報表文件。

其中，身份驗證模塊可以采用現有的射頻卡(飯卡)驗證的簽到技術。

為便于“就地取材”，方便靈活快捷實現監測目的，所述系統服務器為教室內的計算機，所述學生客戶端為學生的帶有拍照功能的手機。

進一步的，所述第一數據傳輸模塊和第二數據傳輸模塊均采用藍牙模塊完成圖像數據的發送和接受，進而實現將學生客戶端采集的圖像信息數據傳輸至系統服務器。

進一步的，通過所述身份確認模塊直接在學生客戶端中輸入學號進行身份登記和確認，并通過圖像信息對比進行身份確認，提高身份確認的準確性并便于統計匯總。

進一步的，所述面部圖像分析模塊根據學生客戶端連續掃描的兩幅面部圖像中臉部的面積(高度)的大小判斷學生是在聽課還是“低頭”，具體方法為：當手機水平放置，低頭看手機時，臉部面積(高度)較大，聽課時臉部面積(高度)較小，通過設定一個監測數值，超過該面部面積監測數值時則認為該學生當前是處在“低頭”狀態。

上述監測數值跟手機放置時和聽課時人臉的角度有關。數值的多少可根據大量統計數據確定。由于學生低頭可能是記筆記，則需要每隔一段時間(如一分鐘)采集發送圖像一次，因為采集次數較少時判斷容易有較大誤差，但大量數據的統計結果相對較為準確，例如一節課45分鐘，一分鐘掃描一次，根據45次掃描結果分析聽課狀態較為準確了。

進一步的，圖像采集模塊中設定采集圖像的時間間隔，如5分鐘一次，根據連續兩次間的“低頭”與否狀態分析統計學生聽課時間占整個課堂時間比例，通過有時間間隔地采集學生圖像面部信息而大大減小服務器的計算量。

本發明還公開了一種基于手機圖像采集的學生課堂監測系統的監測方法，依次包括以下步驟：

(1)學生通過學生客戶端用學號登錄監測系統APP，系統服務器通過輸入班級號登錄監測系統，學生客戶端和系統服務器通過藍牙建立通信連接；

(2)系統服務器中設定采樣時間，學生客戶端接受主機設定的采樣時間；

(3)學生客戶端到達設定的采樣時間后，采集學生的面部信息，并發送給系統服務器；

(4)系統服務器收到學生的面部信息后，提取圖像邊緣，選定臉部面積進而確定學生的聽課狀態；

(5)系統服務器根據學生在一段時間內的不同時刻的聽課狀態，來統計分析學生的聽課時間；

(6)當課程結束后，將上述的聽課時間數據存入數據庫文件并形成報表文件。

有益效果：本發明通過驗證每個學生的身份，以及通過面部信息(“低頭”與否)來監測學生的聽課狀態，分析統計學生聽課時間占整個課堂時間比例。總之，本發明能夠極大程度的節約圖像采集的硬件成本，通過手機app提高學生身份確認和判斷學生課堂狀態的準確率。

附圖說明

圖1為本發明的程序流程圖。

具體實施方式

下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。