CN103606310B - 教学方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种教学方法及系统。其中，该教学方法包括：增强现实AR服务器将来自移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配；在匹配成功的情况下，AR服务器将对应于实物图片的信息点POI信息发送给移动终端；AR服务器在接收到来自移动终端的增强内容获取请求的情况下，将对应于POI信息的增强内容信息发送给移动终端。通过本发明，可以方便学生学习或观看，能够达到提高教学效率、降低多媒体教学成本的效果。

Description

教学方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种教学方法及系统。

背景技术

在传统课堂教学中，学生在课堂上能获取的信息量是有限的，教师在讲课过程中能提供给学生的额外知识也很是有限的，而且每个教师都需要在课前花大量的时间去查找资料备课。由于目前大部分学校的教室并不具备多媒体在线教学的功能，所以如果能够在不具备多媒体在线教学条件的学校或教室也能体验到和多媒体在线教学一样的教学效果，那将大大地提高教学效率，而且降低多媒体教学成本。然而，目前并没有提供一种这样的教学方法。

针对相关技术中传统教学方法无法在不具备多媒体在线学习条件的环境中体验多媒体在线教学的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种教学方法及系统，以至少解决上述相关技术中传统教学方法无法在不具备多媒体在线学习条件的环境中体验多媒体在线教学的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种教学方法，包括：增强现实AR服务器将来自移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配；在匹配成功的情况下，AR服务器将对应于实物图片的信息点POI信息发送给移动终端；AR服务器在接收到来自移动终端的增强内容获取请求的情况下，将对应于POI信息的增强内容信息发送给移动终端。

优选地，增强现实AR服务器将来自移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配，包括：AR服务器接收来自移动终端的实物图片和图片识别请求，其中，实物图片是移动终端通过摄像头拍摄的；AR服务器响应图片识别请求，将实物图片与预置在AR服务器中的样本图片库中的样本图片进行匹配。

优选地，样本图片是由AR服务器进行了样本训练操作和特征提取操作的图片。

优选地，将实物图片与预置在AR服务器中的样本图片库中的样本图片进行匹配，包括：对实物图片进行特征提取操作后，再与样本图片进行匹配。

优选地，增强内容获取请求是由移动终端在收到POI信息后根据POI信息向AR服务器发送的，其中，增强内容获取请求中携带有POI信息。

优选地，该方法还包括：在匹配失败的情况下，AR服务器向移动终端发送失败提示，其中，失败提示中携带有重新上传图片的命令。

优选地，在AR服务器将对应于POI信息的增强内容信息发送给移动终端之后，该方法还包括：移动终端通过预置的教学显示装置显示增强内容信息，以供教学使用，其中，显示的方式包括以下之一：叠加显示方式、渲染显示方式。

根据本发明的另一方面，提供了一种教学系统，包括：增强现实AR服务器和移动终端，其中，增强现实AR服务器，包括：匹配模块，用于将来自移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配；第一发送模块，用于在匹配成功的情况下，将对应于实物图片的信息点POI信息发送给移动终端；第二发送模块，用于在接收到来自移动终端的增强内容获取请求的情况下，将对应于POI信息的增强内容信息发送给移动终端。

优选地，匹配模块包括：接收单元，用于接收来自移动终端的实物图片和图片识别请求，其中，实物图片是移动终端通过摄像头拍摄的；匹配单元，用于响应图片识别请求，将实物图片与预置在AR服务器中的样本图片库中的样本图片进行匹配。

优选地，样本图片是由AR服务器进行了样本训练操作和特征提取操作的图片。

优选地，匹配单元包括：提取匹配单元，用于对实物图片进行特征提取操作后，再与样本图片进行匹配。

优选地，增强内容获取请求是由移动终端在收到POI信息后根据POI信息向AR服务器发送的，其中，增强内容获取请求中携带有POI信息。

优选地，第一发送模块，还用于在匹配失败的情况下，向移动终端发送失败提示，其中，失败提示中携带有重新上传图片的命令。

优选地，移动终端包括：显示模块，用于通过预置的教学显示装置显示增强内容信息，以供教学使用，其中，显示的方式包括以下之一：叠加显示方式、渲染显示方式。

通过本发明，采用AR服务器将移动终端获取的实物图片与预置的样本图片进行匹配，并在匹配成功的情况下，将对应于实物图片的POI信息对应的增强内容信息发送给移动终端以用于教学中进行显示的方式，解决了相关技术中传统教学方法无法在不具备多媒体在线学习条件的环境中体验多媒体在线教学的问题，进而达到了提高教学效率、降低多媒体教学成本的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的教学方法流程图；

图2是根据本发明实施例的教学系统的结构框图；

图3是根据本发明实施例的优选教学系统的结构框图；

图4是根据本发明优选实施例的增强传统课堂教学系统的结构示意图；

图5是根据本发明优选实施例的增强传统课堂教学方法的实现流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供的技术方案主要提供了一种教学方法及系统，该方法及系统涉及多媒体通信领域，还涉及教育领域和增强实现领域。为了便于理解本发明实施例，这里先对本发明实施例在实现过程中需要涉及到的增强现实（AugmentedReality，简称为AR）技术进行简要介绍：AR技术是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术（也被称之为混合现实），其是通过计算系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。

本发明实施例提供了一种教学方法。图1是根据本发明实施例的教学方法流程图，如图1所示，该方法主要包括以下步骤（步骤S102-步骤S106）：

步骤S102，增强现实AR服务器将来自移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配；

步骤S104，在匹配成功的情况下，AR服务器将对应于实物图片的信息点POI信息发送给移动终端；

步骤S106，AR服务器在接收到来自移动终端的增强内容获取请求的情况下，将对应于POI信息的增强内容信息发送给移动终端。

在本实施例中，步骤S102可以通过以下方式来实现：AR服务器接收来自移动终端的实物图片和图片识别请求，其中，实物图片是移动终端通过摄像头拍摄的；AR服务器响应图片识别请求，将实物图片与预置在AR服务器中的样本图片库中的样本图片进行匹配。优选地，作为本实施例的一个较佳的实施方式，在匹配过程中，可以对实物图片进行特征提取操作后，再与样本图片进行匹配。

在本实施例中，样本图片可以是由AR服务器进行了样本训练操作和特征提取操作的图片。

优选地，增强内容获取请求是由移动终端在收到POI信息后根据POI信息向AR服务器发送的，其中，增强内容获取请求中携带有POI信息。

在本实施例中，在匹配失败的情况下，AR服务器还可以向移动终端发送失败提示，其中，失败提示中携带有重新上传图片的命令。

作为本实施例的一个较佳的实施方式，在执行完步骤S106之后，也就是说，当移动终端接收到AR服务器发送的增强内容信息之后，移动终端还可以通过预置的教学显示装置显示增强内容信息，以供教学使用，其中，显示的方式包括以下之一：叠加显示方式、渲染显示方式。当然，在本实施例中，并不对预置的教学显示装置做出任何限定，其可以教学中常用的投影仪，可以是电视，也可以是较大的计算机显示器等等。

本发明实施例提供了一种教学系统，该系统用以实现上述教学方法。图2是根据本发明实施例的教学系统的结构框图，如图2所示，该系统可以包括：增强现实AR服务器和移动终端，其中，增强现实AR服务器可以包括：匹配模块10、第一发送模块20以及第二发送模块30。

其中，匹配模块10，用于将来自移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配；第一发送模块20，用于在匹配成功的情况下，将对应于实物图片的信息点POI信息发送给移动终端；第二发送模块30，用于在接收到来自移动终端的增强内容获取请求的情况下，将对应于POI信息的增强内容信息发送给移动终端。

图3是根据本发明实施例的优选教学系统的结构框图，如图3所示，在该优选教学系统中，匹配模块10可以包括：接收单元12，用于接收来自移动终端的实物图片和图片识别请求，其中，实物图片是移动终端通过摄像头拍摄的；匹配单元14，用于响应图片识别请求，将实物图片与预置在AR服务器中的样本图片库中的样本图片进行匹配。

优选地，样本图片可以是由AR服务器进行了样本训练操作和特征提取操作的图片。

在该优选教学系统中，匹配单元14可以进一步包括：提取匹配单元142，用于对实物图片进行特征提取操作后，再与样本图片进行匹配。

优选地，增强内容获取请求是由移动终端在收到POI信息后根据POI信息向AR服务器发送的，其中，增强内容获取请求中携带有POI信息。

在该优选教学系统中，第一发送模块20，还可以用于在匹配失败的情况下，向移动终端发送失败提示，其中，失败提示中携带有重新上传图片的命令。

在该优选教学系统中，移动终端可以包括：显示模块40，用于通过预置的教学显示装置显示增强内容信息，以供教学使用，其中，显示的方式包括以下之一：叠加显示方式、渲染显示方式。

由上述实施例的描述可以看出，在实际应用中，本发明实施例完全可以完成以下教学内容（即上述增强内容信息）的展现：首先，可以利用增强现实技术透过移动终端的摄像头对实物（例如，记载于课本的知识内容）进行图片取样，再由移动终端将被拍摄的照片自动上传到增强现实服务器。接着，服务器可以将得到的图片与系统样本库中的图片进行比对识别（涉及到图像识别算法），如果匹配成功，则可以在系统中查找到该图片对应的增强内容信息并返回给移动终端，移动终端在接收到增强内容后，在教学中是通常使用的屏幕上进行叠加显示。最后，如果移动终端（例如，各种智能手机，PAD电脑等）设置有高清晰度多媒体接口（HighDefinitionMultimediaInterface，简称为HDMI），还可以将移动终端与教学中常用的显示装置（例如，电视机），则能够在显示装置上显示出增强内容，以这样的方式，可以方便学生观看和学习。除此之外，学生还可以在随身携带的移动终端（例如，Android智能手机）上安装增强现实安卓安装包（AndroidPackage，简称为APK）程序来自行获取增强内容进行学习。

采用上述实施例提供的教学方法及系统，AR服务器可以将移动终端获取的实物图片与预置的样本图片进行匹配，并在匹配成功的情况下，将对应于实物图片的POI信息对应的增强内容信息发送给移动终端以用于教学中进行显示，达到了提高教学效率、降低多媒体教学成本的效果。

下面结合图4和图5以及优选实施例对上述实施例提供的教学方法及系统的实现过程进行更加详细的描述和说明。

对于优选实施例的实现过程，这里分两部分进行说明，首先对作为方法（在本优选实施例中，称之为增强传统课堂教学方法）实现的硬件基础的系统（在本优选实施例中，称之为增强传统课堂教学系统）进行描述。

图4是根据本发明优选实施例的增强传统课堂教学系统的结构示意图，如图4所思，在本优选实施例中，增强现实服务系统可以包括：增强现实服务器（AR服务器）1和移动终端2。其中，增强现实服务器可以包括（但不限于）以下模块：样本训练模块11a和特征提取模块11b（在本优选实施例中将这两个模块设置为一个模块，在实际应用中，完全可以独立设置，设置方式并不会对其功能产生影响）、消息处理模块12、图像搜索模块13、增强内容处理模块14、操作维护模块15。其中，各个模块的具体功能如下：

样本训练模块11a：可以对新装载的未训练图片进行训练，提取特征点，生成词汇树。

特征提取模块11b：可以对上传的目标识别图片以及之前录入的样本图片进行去噪、特征提取。

消息处理模块12：可以对发送过来的HTTP请求进行响应，解析请求，返回对应的请求内容。

图像搜索模块13：可以对上传的图片进行特征提取，并与样本库中的图片特征进行比对，从而查找出最相似的样本图片。并根据该样本图片信息查询到相关的信息点（PointOfInterest，简称为POI）信息。

增强内容处理模块14：可以处理的增强内容下载请求，完成的内容下载功能。

操作维护模块15：可以对相关的资源进行管理，并进行业务统计、日志维护等功能。

在本优选实施例的实施过程中，可以在移动终端上安装一个AR客户端（例如，APK程序），AR客户端可以包含但不限于以下功能：控制摄像头、HTTP通讯、增强内容展示（叠加）、图片压缩处理。

其中，各功能的详细介绍如下：（1）控制摄像头：可以控制终端上的摄像头对实物进行拍照，拍取的照片能自动上传给服务器；（2）HTTP通讯：通过HTTP协议与AR服务器之间通信，完成目标识别和增强内容下载等消息交互；（3）增强内容展示：能对AR服务器返回的增强内容进行展示（叠加、渲染），内容格式包含但不限于文本、网页、图片、音视频等；（4）图片压缩处理：对于网络较差的环境，能将拍取的图片进行压缩后再上传到AR服务器。

另外，本优选实施例的实现还涉及到一种智能终端（即上述移动终端），该智能终端终端需要支持AR程序的安装，且包含但不限于以下功能：摄像头、WIFI或3G网络连接能力、HDMI接口（可选）、触摸屏等。其中，（1）摄像头，用于拍取照片，能通过应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface，简称为API）接口调用；（2）WIFI或3G网络连接能力，用于和服务器之间通信；（3）HDMI接口，用于终端连接电视机等显示装置；（4）触摸屏，用于操作界面按钮等。

在本优选实施例的实现过程中，移动终端2可以用于安装AR程序，运行时调用终端摄像头对实物进行拍照，并将拍摄的图片上传给增强现实服务器，在服务器返回POI信息后，根据POI信息再次发起增强内容获取请求，在服务器返回增强内容后，对增强内容进行解析并在界面上予以展示。

在实际应用中，该移动终端（即上述移动终端）可以是各种智能手机，PAD电脑，超级本等。

以下对优选实施例的实现过程的另一部分（增强传统课堂教学方法）进行说明和描述。

为了便于理解本优选实施例的实施过程，这里先对该增强传统课堂教学方法做一个简要描述：首先对实物进行取样，即拍摄多组图片上传到服务器样本库（需要进行训练和特征提取），然后使用终端通过对实物进行拍摄，再将被拍摄的照片上传到AR服务器进行特征提取和匹配，匹配成功后，AR服务器返回POI（热点ID和名称等）等信息给，根据返回的POI信息发起增强内容获取请求，AR服务器收到请求后，根据POI信息查找到对应的增强内容，返回给。收到增强内容后，进行解析并在界面上以增强现实（叠加、渲染）的方式予以展示。

图5是根据本发明优选实施例的增强传统课堂教学方法的实现流程图，如图5所示，该流程包括以下步骤：

步骤S502，移动终端运行对实物进行拍摄，得到实物照片；

步骤S504，将拍摄好的照片上传到AR服务器，请求识别实物照片；

由于在AR服务器端事先已经录入了样本库图片并进行了训练和特征提取，所以上传的图片进行特征提取后，会与样本中的进行匹配，若匹配成功，则返回该图片对应的POI信息，否则返回失败提示。

步骤S506，AR服务器端对上传的图片进行特征提取和匹配，若匹配成功，则返回该图片对应的POI信息，转入步骤S510执行；否则返回失败提示，要求重新上传，转入步骤S508执行；

步骤S508，收到失败响应后，若重新进行拍摄和上传，则转入步骤S502执行，否则流程结束；

步骤S510，AR服务器在图片识别成功后，返回图片对应的POI信息给移动终端；

步骤S512，移动终端根据收到的POI信息重新发起增强内容获取请求；

步骤S514，AR服务器端在收到增强内容获取请求后，根据POI查找对应的增强内容信息，并返回给移动终端；

步骤S516，移动终端根据收到的增强内容，进行解析并在界面上予以展示。

通过本优选实施例提供的增强现实课堂教学方法和系统，可以方便学生学习或观看，能够达到提高教学效率、降低多媒体教学成本的效果。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过硬件来实现的。例如：一种处理器，包括上述各个模块，或者，上述各个模块分别位于一个处理器中。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：AR服务器可以将移动终端获取的实物图片与预置的样本图片进行匹配，并在匹配成功的情况下，将对应于实物图片的POI信息对应的增强内容信息发送给移动终端以用于教学中进行显示，通过这种方式，解决了相关技术中传统教学方法无法在不具备多媒体在线学习条件的环境中体验多媒体在线教学的问题，进而达到了提高教学效率、降低多媒体教学成本的效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种教学方法，其特征在于，包括：

增强现实AR服务器将来自移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配，包括：所述AR服务器接收来自移动终端的所述实物图片和图片识别请求，其中，所述实物图片是所述移动终端通过摄像头拍摄的；所述AR服务器响应所述图片识别请求，将所述实物图片与预置在所述AR服务器中的样本图片库中的所述样本图片进行匹配，所述样本图片是由所述AR服务器进行了样本训练操作和特征提取操作的图片；

在匹配成功的情况下，所述AR服务器将对应于所述实物图片的信息点POI信息发送给所述移动终端；

所述AR服务器在接收到来自所述移动终端的增强内容获取请求的情况下，将对应于所述POI信息的增强内容信息发送给所述移动终端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述实物图片与预置在所述AR服务器中的样本图片库中的所述样本图片进行匹配，包括：

对所述实物图片进行特征提取操作后，再与所述样本图片进行匹配。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，所述增强内容获取请求是由所述移动终端在收到所述POI信息后根据所述POI信息向所述AR服务器发送的，其中，所述增强内容获取请求中携带有所述POI信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在匹配失败的情况下，所述AR服务器向所述移动终端发送失败提示，其中，所述失败提示中携带有重新上传图片的命令。

5.根据权利要求1述的方法，其特征在于，在所述AR服务器将对应于所述POI信息的增强内容信息发送给所述移动终端之后，所述方法还包括：

所述移动终端通过预置的教学显示装置显示所述增强内容信息，以供教学使用，其中，所述显示的方式包括以下之一：叠加显示方式、渲染显示方式。

6.一种教学系统，其特征在于，包括：增强现实AR服务器和移动终端，其中，

所述增强现实AR服务器，包括：

匹配模块，用于将来自所述移动终端的实物图片与预置的样本图片进行匹配，

所述匹配模块包括：

接收单元，用于接收来自移动终端的所述实物图片和图片识别请求，其中，所述实物图片是所述移动终端通过摄像头拍摄的；

匹配单元，用于响应所述图片识别请求，将所述实物图片与预置在所述AR服务器中的样本图片库中的所述样本图片进行匹配

其中，所述样本图片是由所述AR服务器进行了样本训练操作和特征提取操作的图片；

第一发送模块，用于在匹配成功的情况下，将对应于所述实物图片的信息点POI信息发送给所述移动终端；

第二发送模块，用于在接收到来自所述移动终端的增强内容获取请求的情况下，将对应于所述POI信息的增强内容信息发送给所述移动终端。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述匹配单元包括：

提取匹配单元，用于对所述实物图片进行特征提取操作后，再与所述样本图片进行匹配。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的系统，其特征在于，所述增强内容获取请求是由所述移动终端在收到所述POI信息后根据所述POI信息向所述AR服务器发送的，其中，所述增强内容获取请求中携带有所述POI信息。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一发送模块，还用于在匹配失败的情况下，向所述移动终端发送失败提示，其中，所述失败提示中携带有重新上传图片的命令。

10.根据权利要求6述的系统，其特征在于，所述移动终端包括：

显示模块，用于通过预置的教学显示装置显示所述增强内容信息，以供教学使用，其中，所述显示的方式包括以下之一：叠加显示方式、渲染显示方式。