一种基于大数据的采集分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于大数据的采集分析方法，包括一种基于大数据的采集分析系统，该系统包括数据采集模块、计算机辅助分析模块、结果显示模块，所述计算机辅助分析模块与结果显示模块电连接，所述数据采集模块用于采集上课时计算机屏幕前学生的上课状态信息，所述计算机辅助分析模块用于根据计算机与采集到的数据分析学生的表情与动作，所述结果显示模块用于显示分析结果，所述数据采集模块包括热成像模块、图像采集模块、定位模块，所述热成像模块用于对上课的学生进行热成像，所述图像采集模块用于采集学生的图像信息，所述定位模块用于在获取的图像上定位眉毛区域本发明专利技术，具有实时反馈和及时提醒的特点。时反馈和及时提醒的特点。时反馈和及时提醒的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的采集分析方法


[0001]本专利技术涉及大数据
，具体为一种基于大数据的采集分析方法。

技术介绍

[0002]为了保证教师、学生的健康安全，线上教学逐渐成为较流行的教学方式。
[0003]线上教学的实施方式为，教师通过计算机发布教学内容，并在约定时间内在线直播上课，学生通过计算机或者手机等移动设备在线收听课程，与传统教学方式相比，线上教学不受地理、空间的限制，且减少了同学之间的接触，有效防范了病毒的传播。
[0004]然而，线上教学也有一些劣势，比如对于老师来说，受限于计算机屏幕与显示面积，往往不能很及时地观察学生上课时的表情、动作，对于教学质量不能得到很及时的得到反馈，且对于学习习惯不太好的同学来说，没有老师当面监督会使自己产生懈怠，容易产生上课睡觉且无人提醒的现象，甚至是旷课，降低了教学质量，因此，设计实时反馈和及时提醒的一种基于大数据的采集分析方法是很有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于大数据的采集分析方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于大数据的采集分析方法，包括一种基于大数据的采集分析系统，该系统包括数据采集模块、计算机辅助分析模块、结果显示模块，所述数据采集模块与计算机辅助分析模块电连接，所述计算机辅助分析模块与结果显示模块电连接，所述数据采集模块用于采集上课时计算机屏幕前学生的上课状态信息，所述计算机辅助分析模块用于根据计算机与采集到的数据分析学生的表情与动作，所述结果显示模块用于显示分析结果。
[0007]根据上述技术方案，所述数据采集模块包括热成像模块、图像采集模块、定位模块，所述热成像模块与图像采集模块电连接，所述图像采集模块与定位模块电连接，所述热成像模块用于对上课的学生进行热成像，所述图像采集模块用于采集学生的图像信息，所述定位模块用于在获取的图像上定位眉毛区域。
[0008]根据上述技术方案，所述计算机辅助分析模块包括表情分析模块和动作分析模块，所述表情分析模块与动作分析模块电连接，所述表情分析模块用于根据眉毛位置分析学生的表情，所述动作分析模块用于分析学生的实时动作。
[0009]根据上述技术方案，所述结果显示模块包括状态分类模块、状态判定模块、反馈模块，所述状态分类模块与状态判定模块电连接，所述状态判定模块与反馈模块电连接，所述状态分类模块用于根据学生的不同特征确定状态类型，所述状态判断模块用于判断学生的实时状态，所述反馈模块用于将学生的状态反馈到老师。
[0010]根据上述技术方案，所述一种基于大数据的采集分析系统包括以下步骤：
[0011]步骤S1：学生坐在电脑前，开始上课后位于电脑摄像头处的数据采集模块开始工
作；
[0012]步骤S2：数据采集模块开始采集电脑前正在上课的学生的图像信息；
[0013]步骤S3：计算机辅助分析模块对正在上课的学生的上课状态进行分析，并实时分析当前学生的上课表情；
[0014]步骤S4：结果显示模块根据计算机辅助分析结果，判断学生的上课状态，并将信息通过反馈模块反馈给任课老师。
[0015]根据上述技术方案，所述步骤S2进一步包括以下步骤：
[0016]步骤S21：安装在电脑摄像头处的热成像模块在学生开始上课后，检测红外能量并将其转换为电信号进行热成像，获取正在上课的学生的热成像画面；
[0017]步骤S22：同时图像采集模块对电脑前方位置采集图像，并将采集到的画面信息电信号发送到定位模块；
[0018]步骤S23：定位模块根据采集到的画面信息，定位画面中的眉毛区域。
[0019]根据上述技术方案，所述步骤S3进一步包括以下步骤：
[0020]步骤S31：动作分析模块以电脑前学生所坐的位置建立标准听课姿势区域，并确定学生身体与屏幕的最佳距离，当距离过近或过远时发出提醒；
[0021]步骤S32：通过热成像画面，拟合出正在上课的学生的实时听课姿势轮廓区域，并与建立的标准听课姿势区域进行比对；
[0022]步骤S33：通过实时听课姿势轮廓区域与标准听课姿势区域的重合度判断当前学生上课时的坐姿标准度；
[0023]步骤S34：表情分析模块在刚开始上课时，定位模块定位到图像采集模块采集到的图片中学生的眉毛画面信息，以此时的鼻尖为坐标原点，水平方向为 x轴，建立平面直角坐标系，并记录此时的眉毛多点坐标作为眉毛标准位置；
[0024]步骤S35：在此后的上课过程中，表情分析模块每隔数秒对眉毛当前位置坐标进行更新；
[0025]步骤S36：根据坐标轴左右对称点的距离变化判断学生的表情，当学生眉毛左右对称点距离小于标准位置时的距离时，表示学生出现皱眉的表情，并计算其疑惑值。
[0026]根据上述技术方案，所述步骤S33中，坐姿标准度的计算公式为：
[0027][0028]其中，s为标准听课姿势区域内的学生实时听课姿势区域面积值，S为所建立的标准听课姿势区域面积值，λ为标准度转换系数，Q为坐姿标准度值，式中学生实时听课姿势区域面积值与标准听课姿势区域面积值成正比，当学生实时听课姿势区域面积值越大时，表示坐姿越端正，上课听讲的精神较为集中；当学生实时听课姿势区域面积值越小时，表示坐姿出现变化，存在上课打瞌睡甚至是旷课的可能。
[0029]步骤S36中，学生上课时的疑惑值的计算公式为：
[0030][0031]其中，(x
i
，y
i
)为学生眉毛上一点的实时坐标，(x0，y0)为刚开始上课时学生标准状态下的该点眉毛的坐标，μ为疑惑值转换系数，Y为学生上课时的疑惑值，式中，当学生眉毛
上实时一点与刚上课时的标准状态下该点的距离越大，表示此时学生的疑惑程度越深，当Y值为0时，表示学生表情没有变化，出现疑惑的概率较低。
[0032]根据上述技术方案，所述步骤S4中，状态分类的工作方法为：
[0033]当动作分析模块实时测得学生的标准度Q≥75％时，表示该学生坐姿较标准，瞌睡或旷课的几率较低；当动作分析模块实时测得学生的标准度Q≤75％时，表示该学生坐姿较歪，可能出现瞌睡甚至是旷课的概率；在学生坐姿标准的情况下，当测得该学生疑惑值较大时，记录此时的上课进度点与学生姓名。
[0034]根据上述技术方案，所述步骤S4中，反馈模块的工作方式为：
[0035]当学生坐姿较标准时，无需向任课老师反馈；当学生坐姿较歪时，发送学生姓名与坐姿标准度信息到任课老师端，任课老师收到信息后打开对应学生的摄像头进行二次确认；学生疑惑值全程检测，下课后生成时间点与学生疑惑值的二维图像，供任课老师总结教学情况。
[0036]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术，
[0037](1)通过设置有热成像模块，将电脑前学生的身体轮廓图像拟合出来，更方便系统判断学生的姿势；
[0038](2)通过设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的采集分析方法，包括一种基于大数据的采集分析系统，其特征在于：包括数据采集模块、计算机辅助分析模块、结果显示模块，所述数据采集模块与计算机辅助分析模块电连接，所述计算机辅助分析模块与结果显示模块电连接，所述数据采集模块用于采集上课时计算机屏幕前学生的上课状态信息，所述计算机辅助分析模块用于根据计算机与采集到的数据分析学生的表情与动作，所述结果显示模块用于显示分析结果。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的采集分析方法，其特征在于：所述数据采集模块包括热成像模块、图像采集模块、定位模块，所述热成像模块与图像采集模块电连接，所述图像采集模块与定位模块电连接，所述热成像模块用于对上课的学生进行热成像，所述图像采集模块用于采集学生的图像信息，所述定位模块用于在获取的图像上定位眉毛区域。3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的采集分析方法，其特征在于：所述计算机辅助分析模块包括表情分析模块和动作分析模块，所述表情分析模块与动作分析模块电连接，所述表情分析模块用于根据眉毛位置分析学生的表情，所述动作分析模块用于分析学生的实时动作。4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的采集分析方法，其特征在于：所述结果显示模块包括状态分类模块、状态判定模块、反馈模块，所述状态分类模块与状态判定模块电连接，所述状态判定模块与反馈模块电连接，所述状态分类模块用于根据学生的不同特征确定状态类型，所述状态判断模块用于判断学生的实时状态，所述反馈模块用于将学生的状态反馈到老师。5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的采集分析方法，其特征在于：所述一种基于大数据的采集分析系统包括以下步骤：步骤S1：学生坐在电脑前，开始上课后位于电脑摄像头处的数据采集模块开始工作；步骤S2：数据采集模块开始采集电脑前正在上课的学生的图像信息；步骤S3：计算机辅助分析模块对正在上课的学生的上课状态进行分析，并实时分析当前学生的上课表情；步骤S4：结果显示模块根据计算机辅助分析结果，判断学生的上课状态，并将信息通过反馈模块反馈给任课老师。6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的采集分析方法，其特征在于：所述步骤S2进一步包括以下步骤：步骤S21：安装在电脑摄像头处的热成像模块在学生开始上课后，检测红外能量并将其转换为电信号进行热成像，获取正在上课的学生的热成像画面；步骤S22：同时图像采集模块对电脑前方位置采集图像，并将采集到的画面信息电信号发送到定位模块；步骤S23：定位模块根据采集到的画面信息，定位画面中的眉毛区域。7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的采集分析方法，其特征在于：所述步骤S3进一步包括以下步骤：步骤S31：动作分析模块以电脑前学生所坐的位置建立标准听课姿势区域，并确定学生身...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴嘉明，谢中淮，郭卫星，
申请(专利权)人：苏州维科苏源新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：