[發明專利]一種基于面部表情識別的課堂教學評估系統

在審

• 申請號: 201811639123.4
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109711371A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 李國琛;王立峰
• 申請（專利權）人: 山東旭興網絡科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06Q10/06;G06Q50/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于面部表情識別的課堂教學評估系統，包括監控模塊、人臉監測模塊、表情庫、數據庫、數據分析模塊、計時單元、成績獲取模塊、處理器、顯示模塊、存儲模塊、數據交互單元和教師互動端；所述教師互動端包括分控制器、提示模塊、顯示器、輸入模塊和記錄單元；所述監控模塊由設置在教室內的若干攝像頭構成；本發明通過監控模塊實時監控上課時教室內的影像資料，并通過人臉監測模塊對影像資料進行分析，依靠微表情識別技術分析感知學生在課堂中的情感狀態變化，反映學生對即時課堂教學的興趣度，實現快速、全自動的課堂教學評估。

技術領域

本發明屬于教學評估領域，涉及一種面部表情識別技術，具體是一種基于面部表情識別的課堂教學評估系統。

背景技術

表情識別是指從給定的靜態圖像或動態視頻序列中分離出特定的表情狀態，從而確定被識別對象的心理情緒。

隨著計算機技術和人工智能技術及其相關學科的迅猛發展，整個社會的自動化程度不斷提高，人們對類似于人和人交流方式的人機交互的需求日益強烈。計算機和機器人如果能夠像人類那樣具有理解和表達情感的能力，將從根本上改變人與計算機之間的關系，使計算機能夠更好地為人類服務。表情識別是情感理解的基礎，是計算機理解人們情感的前提，也是人們探索和理解智能的有效途徑。

人臉表情識別是指從給定的靜態圖像或動態視頻序列中分離出特定的表情狀態，從而確定被識別對象的心理情緒，實現計算機對人臉表情的理解與識別，從根本上改變人與計算機的關系，從而達到更好的人機交互。因此人臉表情識別在心理學、智能機器人、智能監控、虛擬現實及合成動畫等領域有很大的潛在應用價值。

而當前隨著技術的發展，表情識別這項技術也慢慢的被引用到其他領域；而教育是人們當前普遍的關注點，對于學生成績，教師的教學方式和內容也會對學生起到很大的影響，當前對于學生是否認真僅僅單憑成績就可以大概判定；那么對于教師的教學質量呢，可能需要多個角度去判定；當前我們則希望有一種能夠通過表情識別技術實時了解學生上課狀態，同時結合其他因素，形成一個良好的對于教師教學質量進行評價的系統；為了實現上述構想，現提供一種解決方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于面部表情識別的課堂教學評估系統。

本發明所要解決的技術問題為：

(1)如何對學生的上課表情進行分類，這些表情對于教學內容的反應為什么樣的；

(2)如何根據上課的各類實時表情對教師的教學質量做出評價。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種基于面部表情識別的課堂教學評估系統，包括監控模塊、人臉監測模塊、表情庫、數據庫、數據分析模塊、計時單元、成績獲取模塊、處理器、顯示模塊、存儲模塊、數據交互單元和教師互動端；

其中，所述教師互動端包括分控制器、提示模塊、顯示器、輸入模塊和記錄單元；

其中，所述監控模塊由設置在教室內的若干攝像頭構成，用于獲取教室內上課時的實時影像資料，所述數據庫存儲有班級所有學生的人臉總資料和課程信息；人臉總資料為該班級所有學生的人臉資料；課程信息為課程和對應教師；

所述監控模塊用于將影像資料傳輸到人臉監測模塊；

其中，所述表情庫預存有學生的聽課表情庫，所述聽課表情庫包括大于一定數量的聽課時的兩大類表情樣本；兩大類表情樣本具體為：

A：積極聽課類，積極聽課類表情為理解表情和傾聽表情；

A1：理解表情為學生聽懂課程的普遍反應，當學生理解了當前內容或者自身能夠積極的參與到教學活動中，如回答問題和參與討論中的情況時會流露出理解表情，采集大于一定數量的表情樣本形成樣本庫；