[發明專利]一種基于機器視覺的課堂遲到早退檢測方法

有效

• 申請號: 201810915073.1
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109118512B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 竇東陽;周德煬;薛研
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/20;G06T7/11;G06K9/00;G06Q50/20
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

本發明公開了一種基于機器視覺的課堂遲到早退檢測方法，檢測方法：S1、計算機通過導入數據庫中教室課表信息循環判斷該教室是否處于課堂階段；S2、若該教室處于課堂階段，計算機通過教室的監控攝像頭獲取課堂階段內進出教室前后門的視頻，分割視頻圖像并進行運動目標跟蹤檢測；S3、對于被跟蹤檢測到的運動目標，依據運動方向判斷是遲到還是早退，并截留捕捉有運動目標的運動視頻；S4、將跟蹤檢測到的運動目標的信息通過短信、郵箱或網絡鏈接發送給任課老師或管理人員。本發明利用機器視覺實現課堂遲到或早退檢測，做到實時監控，適時監控，為管理課堂紀律提供便利，且利用已有的校園監控系統設施，大大節約了資金投入。

技術領域

本發明涉及教務系統技術領域，特別是涉及一種基于機器視覺的課堂遲到早退檢測方法。

背景技術

課堂紀律監管是學校提高校風學風的重點。許多學校尤其是高等院校在大教室上課，學生眾多，班級混雜，因此任課老師很難管理課堂紀律；又有部分學生的自律能力較差，無心學習，縱是課堂點名也無法阻止學生遲到、早退等現象時常發生；而任課老師在授課時不是一直注意著課堂狀況，一些學生經常趁任課老師疏忽時離開課堂，影響課堂紀律和學習氛圍，任課老師也因不知事由無法對這些學生做出管理；已有的各類課堂考勤無法做到實時考查，亦或存在各種缺點無法檢測遲到早退狀況。鑒于上述問題，尋求一種實時監管考勤或檢測課堂遲到早退狀況的方法十分必要。

目前校園教室的視頻監控的到廣泛運用，但校園視頻監控系統多用于監考和防盜，功能單一，造成設備資源的浪費。現階段監控設備的性能有了很大提高，如計算機計算性能、攝像機拍攝視頻性能、無線數據傳輸等。計算機視覺處理技術發展迅猛，已在交通、醫學、軍事和工業等領域得到廣泛應用。這些都為實現基于機器視覺的課堂遲到早退檢測方法提供良好的支持。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了提供一種基于機器視覺的課堂遲到早退檢測方法，以教室已有的視頻監控設備為基礎，不僅使得校園視頻監控系統功能更加多樣化，而且對課堂遲到早退問題提供良好的檢測方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于機器視覺的課堂遲到早退檢測方法，

檢測方法：

S1、計算機通過導入數據庫中教室課表信息循環判斷該教室是否處于課堂階段；

S2、若該教室處于課堂階段，計算機通過教室的監控攝像頭獲取課堂階段內進出教室前后門的視頻，分割視頻圖像并進行運動目標跟蹤檢測；

S3、對于被跟蹤檢測到的運動目標，依據運動方向判斷是遲到還是早退，并截留捕捉有運動目標的運動視頻；

S4、將跟蹤檢測到的運動目標的信息通過短信、郵箱或網絡鏈接發送給任課老師或管理人員，發送內容包括事件時間、事件內容和事件截圖。

進一步地，在步驟S2中，運動目標跟蹤檢測采用基于混合高斯背景模型的背景差分法。

進一步地，在步驟S3中，使用Blob分析尋找連通域，依據連通域面積的大小判斷是否為人為運動，判斷閾值即最小連通域面積由操作人員依據選取檢測圖像的分辨率預設。

進一步地，在步驟S3之前，由操作人員依據拍攝畫面預設遲到和早退的運動方向向量分別為和，運動檢測時對被檢測到的人員進行跟蹤來獲得其運動方向向量，并將獲得的運動方向向量與預設的運動方向向量和進行匹配以判斷遲到或早退。計算公式為：

當所得值滿足時匹配成功，即匹配成功將判斷為遲到，匹配成功則判斷為早退。

進一步地，在步驟S3中，計算機在檢測到運動目標時截留捕捉有運動目標的運動視頻，截取捕捉有運動目標的視頻圖片，獲取人員面部圖像，進行人臉識別，匹配學生信息數據庫，獲得運動目標信息。

進一步地，檢測方法所需硬件設備包括：計算機和監控攝像頭。