一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统及方法，检测系统设置于共享空间内，检测系统包括条纹投影放大单元、图像采集单元和计算机处理系统；条纹投影放大单元朝向共享空间内的用户群体投射条纹光束；图像采集单元采集共享空间内含有条纹光束的用户群体条纹调制图像，同时将所采集的条纹调制图像输入计算机处理系统；计算机处理系统用于调控条纹投影放大单元，且计算机处理系统对所采集的条纹调制图像进行处理提取出运动区域个数N、平均运动幅值

【技术实现步骤摘要】
一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统及方法
本专利技术属于新一代信息
，尤其是一种基于图书馆共享空间用户群形肢变化识别下的阅读关注度实时检测系统及方法。
技术介绍
随着信息技术的发展，互联网、新媒体、大数据、人工智能、移动设备等技术革故鼎新，用户对图书馆的服务要求和资源需求也随之发生改变，涌现出诸多高校图书馆学习共享空间建设的新尝试。图书馆学习共享空间成为用户与图书馆联系最为重要的一个场所，当今人工智能的出现冲击着各个应用领域，高校图书馆服务体系从以文献信息服务为标志的“数字化服务1.0”向侧重于挖掘馆藏资源“智慧化服务2.0”转变。智慧空间中不同的情景构建往往影响着用户的阅读效果，而不同用户不同阅读状态对其空间情景构建有着不同的要求。因此图书馆智慧空间用户阅读状态的检测和识别成为提高图书馆服务工作效率的一个重要研究内容。图书馆共享空间用户阅读关注度是衡量用户和图书馆之间情感和价值取向的重要指标，图书馆是否有着较高的服务效率、较好的服务质量、浓厚的学术氛围从用户的情绪反应就能判断，好的情绪就有好的阅读关注度，从而就有好的阅读效果。用户阅读关注度与其形肢姿态及其变化有着密切的联系，其形肢姿态即是用户的表情，人们的表情主要有三种不同的表现方式，分别是声调表情、肢体表情和面部表情，其中面部表情是人与人之间互相传达情绪、认知、意图和观点的最有利也是最便捷的方式之一，从而出现了一些与脸、眼相关的检测技术。例如：基于数据挖掘理论下离群点检测技术的学习状态识别方法，该方法将有限的教育资源分配给最迫切需求的学生。使用基于密度的局部离群点检测算法对学生考试成绩数据进行挖掘，找出可疑离群学生，然后对可疑离群学生进行学习状态分析；又如通过云平台控制与可变焦的高清球型摄像机快速对教室学生进行人脸识别，可快速对教室所有学生进行人脸识别，并不断扫描听课状态，将获取的图像视频数据实时上传至云端服务器进行分析，对结构化数据进行大数据处理，输出统计结果，并进行后台的可视化呈现，同时将系统与学生的微信或QQ进行绑定，能够实现上课实时状态提醒等服务功能；再如利用视频监控技术、Java编程技术、图像处理技术、统计分析技术，通过人脸状态进行学习状态的检测技术，该技术可对学生四种上课状态即:认真上课、发呆、睡觉、玩手机进行分类识别；还有基于神经网络RNN的眼动分析算法进行学习状态分析的技术，该技术提出了一种基于RNN-EMA(RNN-EyeMovementAnalysis)的眼动分析算法，该算法通过对序列眼动向量分析，预测学生学习行为，完成当前学习状态检测；再比如基于面部表情的学习疲劳识别和干预方法，该方法将用户表情特征分解到不同的子空间，在表情子空间中进行识别，最终进行智慧学习空间中的表情识别；此外、还有基于微表情下的学生学习专注度分析，通过用户眼、脸的微表情进行分类等等。用户阅读关注度与其情绪密切相关，其表达总会伴随着人体的形肢动作，高兴时的手舞足蹈，悲伤时的垂头丧气。情绪的形肢动作的表达被研究者称为情绪躯体语，情绪躯体语言的研究表明大脑在对躯体刺激和非躯体的中性事物刺激进行辨认时，对躯体刺激脑区的激活类似于对面部的辨认。情绪将身体置于情绪信息加工的核心，认为情绪体验和情绪加工均离不开躯体感觉资源。因此有学者文提出了视频图像数学差的像素处理方法，该方法可识别用户阅读过程中的躯体运动状态变化，从而判断用户的基本情绪。又如有学者通过视频图像捕获用户的姿态关节点坐标，并与标准姿态比较进行打分，来度量当前的姿态情绪。所以用户形肢姿态及其变化可作为用户情绪状态识别的一个依据，由此体现用户的阅读关注度。从上述的研究分析可以看出无论是人脸检测还是面部表情检测，如果只是满足于对静态图片进行检测，则很难应用于图书馆用户的实时检测，情绪检测系统也是如此。如上述的方法仅仅将用户躯体的二维状态作为判断依据，由此产生较大的判断误差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提出了一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统及方法，基于形肢变化识别精准地获取用户的阅读状态。本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统，检测系统设置于共享空间内，检测系统包括条纹投影放大单元、图像采集单元和计算机处理系统；所述条纹投影放大单元朝向共享空间内的用户群体投射条纹光束；所述图像采集单元采集共享空间内含有条纹光束的用户群体条纹调制图像，同时将所采集的条纹调制图像输入计算机处理系统；所述计算机处理系统用于调控条纹投影放大单元，且计算机处理系统对所采集的条纹调制图像进行处理提取出运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度通过运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度表征共享空间内用户群体的阅读关注度。进一步，所述条纹投影放大单元包括激光光源、光栅发生器和光放大投影机；激光光源、光栅发生器和光放大投影机在共享空间的上方自上往下依次放置，且激光光源、光栅发生器和光放大投影机位于同一光轴上。进一步，所述激光光源通过信号线依次连接时序控制器和计算机处理系统；进一步，所述图像采集单元包括摄像机，所述摄像机位于光放大投影机旁边，摄像机通过信号线连接计算机处理系统；计算机处理系统与时序控制器同步时序分帧提取条纹图像。进一步，在所述计算机处理系统中对条纹调制图像进行处理获取运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度且在计算机处理系统中分别预设运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度的阈值。一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测方法，包括如下步骤：S1，利用检测系统采集共享空间内含有条纹光束的用户群体条纹调制图像，并对相邻两帧条纹调制图像依次进行预处理，并对处理的两帧条纹调制图像进行数学差运算，运算后图像经过高通滤波后形成初步结果图像。S2，对初步结果图像中条纹区域面积、个数、像素占空比、采样频率进行计算，得到图像中关于用户形肢姿态变化的时空分布参数，所述时空分布参数包括运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度S3，在计算机处理系统分别设定运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度的判断阈值，将设定运动区域N、平均运动幅值和平均形肢变化速度分别与其判断阈值进行比较，上述参数与阈值的比较结果表征共享空间内用户群的阅读关注度。进一步，所述预处理包括单色滤波处理和两值化条纹处理，两值化条纹处理后两幅图像的分布函数分别为H1(x,y),H2(x,y)；两幅图像差值处理得到其差值函数：ΔH(x,y)＝H2(x,y)-H1(x,y)，差值为1区即表示形肢变化区域，差值为0区表示形肢没有变化区域。进一步，获得运动区域N的方法为：对ΔH(x,y)函数值为1连续区域作轮廓线，并对连续区域进行计数得到个数N。进一步，获得定义平均运动幅值为其中，Fi表示第i个形肢变化幅值，Mi表示为第i个像素点。进一步，平均形肢变化速度为Si为第i个运动区域的形肢变化速度。本专利技术的有益效果：1.本专利技术所述一种基于图书馆共享空间用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统，其特征在于，检测系统设置于共享空间内，检测系统包括条纹投影放大单元、图像采集单元和计算机处理系统(6)；所述条纹投影放大单元朝向共享空间内的用户群体投射条纹光束；所述图像采集单元采集共享空间内含有条纹光束的用户群体条纹调制图像，同时将所采集的条纹调制图像输入计算机处理系统(6)；所述计算机处理系统(6)用于调控条纹投影放大单元，且计算机处理系统(6)对所采集的条纹调制图像进行处理提取出运动区域个数N、平均运动幅值

【技术特征摘要】
1.一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统，其特征在于，检测系统设置于共享空间内，检测系统包括条纹投影放大单元、图像采集单元和计算机处理系统(6)；所述条纹投影放大单元朝向共享空间内的用户群体投射条纹光束；所述图像采集单元采集共享空间内含有条纹光束的用户群体条纹调制图像，同时将所采集的条纹调制图像输入计算机处理系统(6)；所述计算机处理系统(6)用于调控条纹投影放大单元，且计算机处理系统(6)对所采集的条纹调制图像进行处理提取出运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度通过运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度表征共享空间内用户群体的阅读关注度。


2.根据权利要求1所述的一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统，其特征在于，所述条纹投影放大单元包括激光光源(1)、光栅发生器(2)和光放大投影机(3)；激光光源(1)、光栅发生器(2)和光放大投影机(3)在共享空间的上方自上往下依次放置，且激光光源(1)、光栅发生器(2)和光放大投影机(3)位于同一光轴上。


3.根据权利要求2所述的一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统，其特征在于，所述激光光源(1)通过信号线依次连接时序控制器(4)和计算机处理系统(6)。


4.根据权利要求2所述的一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统，其特征在于，所述图像采集单元包括摄像机(5)，所述摄像机(5)位于光放大投影机(3)旁边，摄像机(5)通过信号线连接计算机处理系统(6)；计算机处理系统(6)与时序控制器(4)同步时序分帧提取条纹图像。


5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种基于图书馆共享空间用户群阅读关注度实时检测系统，其特征在于，在所述计算机处理系统(6)中对条纹调制图像进行处理获取运动区域个数N、平均运动幅值和平均形肢变化速度且在计算机处理系统(6)中分别预设运动区域个数N、平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婧怡，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32