检测课堂效率的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及教育信息化技术领域，公开了一种检测课堂效率的方法及其系统。本发明专利技术中，包括以下步骤：拍摄教室内包含所有学员的图像；获取拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像；识别子图像并判断对应的人脸区域是否有正脸，如果有正脸，则上报正脸信息；根据正脸信息进行课堂效率统计。本发明专利技术中，利用人脸识别来判断教师讲课时所有学生的正脸，从而检测学生和教师的课堂效率，可评估课堂效率，且评估更具有前瞻性。

【技术实现步骤摘要】
检测课堂效率的方法及其系统
本专利技术涉及教育信息化
，特别涉及检测课堂效率的方法及其系统。
技术介绍
教育机构一般通过考试、课后作业来评价教师的授课效率和学生的听课效率，然而考试方法使得反馈结果偏后，一般几个星期才会考试，补充授课时机被延迟。课后作业的方法，使得反馈真实性更加不确定。而且两种方法对评价课堂效率没有直接客观的证明。因此亟需一种能够准确及时地评估课堂效率的方法和系统。通过此系统，可以在下课后立即自动得到课堂效率的评估，能够对教师授课效率、学生听课效率有个直观的证明。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测课堂效率的方法及其系统，可评估课堂效率，且评估更具有前瞻性。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式公开了一种检测课堂效率的方法，包括以下步骤：拍摄教室内包含所有学员的图像；获取拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像；识别子图像并判断对应的人脸区域是否有正脸，如果有正脸，则上报正脸信息；根据正脸信息进行课堂效率统计。本专利技术的实施方式还公开了一种检测课堂效率的系统，包括以下模块：拍摄模块，用于拍摄教室内包含所有学员的图像；人脸区域图像获取模块，用于获取拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像；识别模块，用于识别子图像并判断对应的人脸区域是否有正脸，如果有正脸，则上报正脸信息；效率统计模块，用于根据正脸信息进行课堂效率统计。本专利技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：利用人脸识别来判断教师讲课时所有学生的正脸，从而检测学生和教师的课堂效率，可评估课堂效率，且评估更具有前瞻性。进一步地，配合传感器，当检测到在讲解时才获取图像并判断人脸区域中是否为正脸，排除了非讲课时间统计正脸时间而造成的结果不准确的问题。进一步地，当检测到教师没有在黑板上书写和/或口头讲解时，并不立即停止正脸识别的步骤，当超出允许停顿的延时阈值时，才停止正脸识别，更符合实际应用场景使统计结果更准确。进一步地，从不同角度使用正脸信息进行课堂效率统计，既针对某个时刻统计正脸数，也针对各个人员统计总正脸时间，可分别针对学员和教师进行展示。附图说明图1是本专利技术第一实施方式中一种检测课堂效率的方法的流程示意图；图2是本专利技术优选实施例中一种检测课堂效率的系统架构图；图3是本专利技术优选实施例中一种检测课堂效率的方法的流程示意图；图4是本专利技术第四实施方式中一种检测课堂效率的系统的结构示意图。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。术语解释：人脸识别：基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。正脸：当学员脸部基本正对摄像头时，认为是正脸。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述。本专利技术第一实施方式涉及一种检测课堂效率的方法，图1是该检测课堂效率的方法的流程示意图。该检测课堂效率的方法包括以下步骤：步骤101，拍摄教室内包含所有学员的图像；在本专利技术的各个实施方式中，可以利用旧摄像头进行拍摄，即不需要采购新的昂贵摄像头，而利用原有的摄像头，再配合平台的人脸识别模块即可完成系统的基本搭建。也可以用全新的设备进行搭建。步骤102，获取拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像；优选地，在步骤102中，根据预先设置的人脸位置区域配置信息表获取对应于每个人脸区域的子图像。其中，人脸位置区域配置信息表用于定位正脸和学员的对应关系，具体实现方式有多种：从对应的摄像头获取一张图片，手动框选人脸所在的一个区域，并自动生成一个区域坐标；此外，还可以通过人脸识别的方法自动地个从图片中识别出人脸所在的区域生成人脸位置区域配置信息表；此外，鉴于眼镜反光，可以先通过抓拍自动捕捉到眼镜，进行大致学员定位，然后，手动匹配眼镜区域和学号关系，以及没有戴眼镜的学员区域和学号关系。可以理解，在本专利技术的其他实施方式中，也可以不使用人脸位置区域配置信息表，直接通过人脸识别的方法来获取拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像，同样能实现本申请的技术方案。步骤103，识别子图像并判断对应的人脸区域是否有正脸，如果有正脸，则上报正脸信息；在一个优选例中，判断是否有正脸的方法为：在人脸区域搜索人脸特征，符合人脸特征(例如同时搜索到两只眼睛、鼻子和嘴巴)，则判断为有正脸，否则判断为没有正脸(例如低头看手机则不能同时检测到两只眼睛、鼻子和嘴巴)。可以理解，在本专利技术的各个实施方式中，正脸信息可以包括上报正脸信息的摄像头编号和各个人脸区域内学员是正脸的所有学员编号等用于统计课堂效率的信息。步骤104，根据正脸信息进行课堂效率统计。在一个优选例中，一个教室内可以设置多个摄像头，根据教师的位置来选择距离较近的摄像头所拍摄的图像进行人脸识别，以提高识别准确度。例如，在黑板的左右两侧分别设置一个摄像头，可以根据左右两侧摄像头所拍摄的图像来判断教师的位置距离哪个摄像头更近，也可以根据黑板的压力传感器或讲台的压力传感器来判断教师的位置距离左侧的摄像头更近，还是距离右侧的摄像头更近。在另一个优选例中，教师可以携带一个无线发射源(例如使用蓝牙麦克风，Wifi麦克风等)，在教室中设置多个摄像头，每个摄像头的位置设置一个无线接收装置，可以比较这些无线接收装置所接收到的无线发射源的无线信号强度，收到无线信号最强的那个无线接收装置所对应的摄像头就是离教师最近的摄像头。在另一个优选例中，一个教室内可以设置多个摄像头，并使用多个摄像头所拍摄的图像进行人脸识别。例如，在黑板的左右两侧分别设置一个摄像头，当两个摄像头的角度小于一预设阈值时，将两个摄像头所拍摄的图像进行合成后再进行人脸识别；当两个摄像头的角度大于一预设阈值时，分别对两个摄像头所拍摄的图像进行人脸识别并进行课堂效率统计，然后对所统计的数据取平均值以得到最终的统计数据。本实施方式利用人脸识别来判断教师讲课时所有学生的正脸，从而检测学生和教师的课堂效率，可评估课堂效率，且评估更具有前瞻性。本专利技术第二实施方式涉及一种检测课堂效率的方法，第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：配合传感器，当检测到在讲解时才获取图像并判断人脸区域中是否为正脸，排除了非讲课时间统计正脸时间而造成的结果不准确的问题；当检测到教师没有在黑板上书写和/或口头讲解时，并不立即停止正脸识别的步骤，当超出允许停顿的延时阈值时，才停止正脸识别，更符合实际应用场景使统计结果更准确。具体地说：优选地，在步骤101之前，还包括以下步骤：压力传感器检测教师或学生是否在黑板上书写；如果检测结果为是，则执行后续正脸识别的步骤；如果检测结果为否，则判断是否超过预定延时阈值，如果未超过，则执行后续正脸识别的步骤，如果超过，则判断讲课结束并停止正脸识别。上述优选方案的场景描述：比如在考试或者测验，则没有必要进行人脸识别和正脸统计，因为统计出来的结果也不能用于判断课堂注意力和效率。因此，在步骤101之前，先检测教师是否本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测课堂效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：拍摄教室内包含所有学员的图像；获取所述拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像；识别所述子图像并判断对应的人脸区域是否有正脸，如果有正脸，则上报正脸信息；根据所述正脸信息进行课堂效率统计。

【技术特征摘要】
1.一种检测课堂效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：拍摄教室内包含所有学员的图像；获取所述拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像；识别所述子图像并判断对应的人脸区域是否有正脸，如果有正脸，则上报正脸信息；根据所述正脸信息进行课堂效率统计。2.根据权利要求1所述的检测课堂效率的方法，其特征在于，在所述“拍摄教室内包含所有学员的图像”的步骤之前，还包括以下步骤：通过压力传感器检测教师或学生是否在黑板上书写；如果检测结果为是，则执行后续正脸识别的步骤；如果检测结果为否，则判断是否超过预定延时阈值，如果未超过，则执行后续正脸识别的步骤，如果超过，则判断讲课结束并停止正脸识别。3.根据权利要求1所述的检测课堂效率的方法，其特征在于，在所述“拍摄教室内包含所有学员的图像”的步骤之前，还包括以下步骤：通过麦克风检测教师是否在口头讲解；如果检测结果为是，则执行后续正脸识别的步骤；如果检测结果为否，则判断是否超过预定延时阈值，如果未超过，则执行后续正脸识别的步骤，如果超过，则判断讲课结束并停止正脸识别。4.根据权利要求1所述的检测课堂效率的方法，其特征在于，在所述“获取所述拍摄的图像中对应于每个人脸区域的子图像”的步骤中，根据预先设置的人脸位置区域配置信息表获取对应于每个人脸区域的子图像。5.根据权利要求1所述的检测课堂效率的方法，其特征在于，所述“根据所述正脸信息进行课堂效率统计”的步骤，包括以下子步骤：根据所述正脸信息，统计各个时刻的平均正脸数；统计每个学员的正脸时间；统计教师的讲解总时间，最大正脸数所在时刻，和最大正脸数所在时刻对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建飞，
申请(专利权)人：杭州海康威视系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33