CN108665740A - 一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统 - Google Patents

一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于教学系统技术领域,公开了一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统,在智能教室的前面安放有智能讲桌,智能讲桌上通过螺丝固定有总控电脑。在多媒体教室的前面墙上通过螺栓固定有电子显示屏和书写白板,其顶端分别通过螺丝固定有无线网络收发器和3D环绕音响。多媒体教室两侧的墙上分别通过螺栓安装有LCD超大电子显示屏。该基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统可以通过互联网实现老师与学生的实时沟通交流,通过电子智能设备更好的加强体验学生们的上课效率,特别是LCD超大电子显示屏和3D环绕音响能够依托互联网播放情景交融的场景和声音,加强了学生们的课堂体验,提升了学生们的学习性兴趣。

Description

一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统
技术领域
本发明属于教学系统,尤其涉及一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统。
背景技术
随着互联网不断的高速发展,智能手机及电脑在我们学习生活中不断普及,这使得我们的课堂内容可以变得更加多彩丰富,我们的学习信息资源更具有易得性、技术更加便携、学习更加个性化。目前,传统的“板书式”课堂教学上课内容较为单一,很难让学生们保持长时间的高度集中的注意力,整个课堂大部分时间是由老师一个人在讲课,不能让学生们更好的参与进来,使得课堂效率变得较低。
综上所述,现有技术存在的问题是:传统的课堂上课内容单一,无法引起学生们足够的兴趣,学生们的参与度不高。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统。
本发明是这样实现的,一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统。该基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统设置有多媒体教室,多媒体教室内安放有6张智能学习课桌,每张智能学习课桌上通过螺丝固定有学生电脑。在6张智能学习课桌之间安放有360°全景录像机。在智能教室的前面安放有智能讲桌,智能讲桌上通过螺丝固定有总控电脑。在多媒体教室的前面墙上通过螺栓固定有电子显示屏和书写白板,其顶端分别通过螺丝固定有无线网络收发器和3D环绕音响。多媒体教室两侧的墙上分别通过螺栓安装有LCD超大电子显示屏。
所述360°全景录像机对图像以当前视觉注意焦点为原点进行极坐标变换,在极坐标空间里进行搜索;
设P表示极坐标边界图中所有像素的集合,L={0,1}为极坐标边界图中每个像素可能标记的集合;
在概率边界图上寻求从集合P到集合L的标号函数,该标号函数满足如下能量方程:
式中,δ(lp,lq)为Kronecker符号,Up(lp)为能量函数数据项;
焦点的位置由Itti视觉注意模型获得,以该焦点为坐标原点,对概率边界图进行极坐标变换,得到极坐标概率边界图,根据上述公式得到最优边界,对最优边界进行逆极坐标变换,得到一封闭区域,即当前焦点区域;
所述总控电脑以待分割图像超像素为节点所构成的图为G,定义图G的Laplace矩阵:
dSi为极点Si的度,定义为所有与极点Si相连的极点之间的权值之和;
最终的焦点区域数为K,区域标记变量为t,1≤t≤K;
对于某一分割区域来说,图中所有节点分为两类:标记点集合VM和未标记点集合VU,VM∪VU=V且VM∩VU=Φ,根据节点所属的不同集合,Laplace矩阵写为:
设节点到达标记为t的种子点的概率为对当前焦点区域种子点定义标记函数对所有VM中的节点有:
对于未标记VU中的节点对标记为t的种子点的概率,根据Direchlett边界条件,根据下式求解:
LUX=-BTM
最后根据LU中各未标记点到各超像素种子点概率大小决定其归属于哪一分割区域。
进一步,所述多媒体教室的墙上两侧分别通过螺栓固定安装有LCD超大电子显示屏,用于情景交融画面的显示;
所述LCD超大电子显示屏的图像模糊度调整的工作流程包括:
步骤一,得出模糊度调整范围,利用图像获取,通过安卓手机设备的后置相机获取待评价图像;图像灰度化:Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11;图像边缘信息提取:利用Robert边缘检测算子提取图像边缘;图像处理:利用3*3的均值滤波器对灰度图像进行滤波处理;图像统计信息计算:选择图像每个边缘像素的3*3邻域,计算所有邻域中心边缘像素与域内其他像素各自的绝对加权差总和;图像模糊度计算:计算滤波前后图像统计信息的比值作为模糊度指标。评价LIVE2图像库中的174幅高斯模糊图像,计算出它们各自的模糊度评价值,然后利用拟合工具plot(value,DMOS)建立评价值value与DMOS之间的映射关系,根据最佳视觉效果对应的DMOS范围得出对应的一个模糊评价值范围[min,max];
步骤二,图像模糊度调整:评价模块计算的图像的模糊度大于max说明图像滤波前后统计量变化不大即图像过于模糊,利用高通滤波器进行滤波处理,反之,小于min说明统计量变化很大即原始图像过于清晰,利用低通滤波器进行滤波处理;
步骤三,得出调整后的最终图像和该图像的模糊度评价值;
所述LCD超大电子显示屏的图像边缘统计信息计算,分别计算图像滤波前后各自边缘灰度信息,滤波处理前的待评价图像F统计信息为sum_orig,滤波处理后的参考图像F2统计信息为sum_filter,具体计算公式如下:
sum_orig=w1×(|F(i,j)-F(i-1,j)|+|F(i,j)-F(i,j-1)|+|F(i,j)-F(i,j+1)|+|F(i,j)-F(i+1,j)|)+w2×(|F(i,j)-F(i-1,j-1)|+|F(i,j)-F(i-1,j+1)|+|F(i,j)-F(i+1,j-1)|+|F(i,j)-F(i+1,j+1)|),sum_filter=w1×(|F2(i,j)-F2(i-1,j)|+|F2(i,j)-F2(i,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i,j+1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j)|)+w2×(|F2(i,j)-F2(i-1,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i-1,j+1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j+1)|),
其中,w1与w2是根据离中心像素的距离设定的权值,w1=1,w2=1/3。
本发明的优点及积极效果为:该基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统可以通过互联网实现老师与学生的实时沟通交流,通过电子智能设备更好的加强体验学生们的上课效率,特别是LCD超大电子显示屏和3D环绕音响能够依托互联网播放情景交融的场景和声音,加强了学生们的课堂体验,提升了学生们的学习性兴趣。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统的相互功能作用示意图;
图中:1、多媒体教室;2、智能学习课桌;3、学生电脑;4、智能讲桌;5、总控电脑;6、电子显示屏;7、书写白板;8、无线网络收发器;9、3D环绕音响;10、360°全景录像机;11、LCD超大电子显示屏;
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统设置有多媒体教室1,多媒体教室1内安放有6张智能学习课桌2,每张智能学习课桌2上通过螺丝固定有学生电脑3。在6张智能学习课桌2之间安放有360°全景录像机10。在智能教室1的前面安放有智能讲桌4,智能讲桌4上通过螺丝固定有总控电脑5。在多媒体教室1的前面墙上通过螺栓固定有电子显示屏6和书写白板7,其顶端分别通过螺丝固定有无线网络收发器8和3D环绕音响9。多媒体教室1两侧的墙上分别通过螺栓安装有LCD超大电子显示屏11。
所述360°全景录像机对图像以当前视觉注意焦点为原点进行极坐标变换,在极坐标空间里进行搜索;
设P表示极坐标边界图中所有像素的集合,L={0,1}为极坐标边界图中每个像素可能标记的集合;
在概率边界图上寻求从集合P到集合L的标号函数,该标号函数满足如下能量方程:
式中,δ(lp,lq)为Kronecker符号,Up(lp)为能量函数数据项;
焦点的位置由Itti视觉注意模型获得,以该焦点为坐标原点,对概率边界图进行极坐标变换,得到极坐标概率边界图,根据上述公式得到最优边界,对最优边界进行逆极坐标变换,得到一封闭区域,即当前焦点区域;
所述总控电脑以待分割图像超像素为节点所构成的图为G,定义图G的Laplace矩阵:
dSi为极点Si的度,定义为所有与极点Si相连的极点之间的权值之和;
最终的焦点区域数为K,区域标记变量为t,1≤t≤K;
对于某一分割区域来说,图中所有节点分为两类:标记点集合VM和未标记点集合VU,VM∪VU=V且VM∩VU=Φ,根据节点所属的不同集合,Laplace矩阵写为:
设节点到达标记为t的种子点的概率为对当前焦点区域种子点定义标记函数对所有VM中的节点有:
对于未标记VU中的节点对标记为t的种子点的概率,根据Direchlett边界条件,根据下式求解:
LUX=-BTM
最后根据LU中各未标记点到各超像素种子点概率大小决定其归属于哪一分割区域。
所述LCD超大电子显示屏的图像模糊度调整的工作流程包括:
步骤一,得出模糊度调整范围,利用图像获取,通过安卓手机设备的后置相机获取待评价图像;图像灰度化:Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11;图像边缘信息提取:利用Robert边缘检测算子提取图像边缘;图像处理:利用3*3的均值滤波器对灰度图像进行滤波处理;图像统计信息计算:选择图像每个边缘像素的3*3邻域,计算所有邻域中心边缘像素与域内其他像素各自的绝对加权差总和;图像模糊度计算:计算滤波前后图像统计信息的比值作为模糊度指标。评价LIVE2图像库中的174幅高斯模糊图像,计算出它们各自的模糊度评价值,然后利用拟合工具plot(value,DMOS)建立评价值value与DMOS之间的映射关系,根据最佳视觉效果对应的DMOS范围得出对应的一个模糊评价值范围[min,max];
步骤二,图像模糊度调整:评价模块计算的图像的模糊度大于max说明图像滤波前后统计量变化不大即图像过于模糊,利用高通滤波器进行滤波处理,反之,小于min说明统计量变化很大即原始图像过于清晰,利用低通滤波器进行滤波处理;
步骤三,得出调整后的最终图像和该图像的模糊度评价值;
所述LCD超大电子显示屏的图像边缘统计信息计算,分别计算图像滤波前后各自边缘灰度信息,滤波处理前的待评价图像F统计信息为sum_orig,滤波处理后的参考图像F2统计信息为sum_filter,具体计算公式如下:
sum_orig=w1×(|F(i,j)-F(i-1,j)|+|F(i,j)-F(i,j-1)|+|F(i,j)-F(i,j+1)|+|F(i,j)-F(i+1,j)|)+w2×(|F(i,j)-F(i-1,j-1)|+|F(i,j)-F(i-1,j+1)|+|F(i,j)-F(i+1,j-1)|+|F(i,j)-F(i+1,j+1)|),sum_filter=w1×(|F2(i,j)-F2(i-1,j)|+|F2(i,j)-F2(i,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i,j+1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j)|)+w2×(|F2(i,j)-F2(i-1,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i-1,j+1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j-1)|+|F2(i,j)-F2(i+1,j+1)|),
其中,w1与w2是根据离中心像素的距离设定的权值,w1=1,w2=1/3。
本发明的工作原理是:用基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统上课时,360°全景录像机10开始录制整个上课过程,主讲老师通过控制总控电脑5,配合自己的讲课内容,来控制整个教学控制系统。将自己的PPT投影到电子显示屏6上,在书写白板7上可以手写板书,通过无线网络收发器8和学生电脑3来与听课的学生进行互动。当需要一些特殊的情景或者场景时,通过互联网下载相应的插件,通过墙上两侧LCD超大电子显示屏11播放真实情景的画面,3D环绕音响9播放相应的立体声,使得教学课堂通过互联网实现情景交融教学。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改,等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统,其特征在于,所述基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统设置有多媒体教室,多媒体教室内安放有6张智能学习课桌,每张智能学习课桌上通过螺丝固定有学生电脑;在6张智能学习课桌之间安放有360°全景录像机;在智能教室的前面安放有智能讲桌,智能讲桌上通过螺丝固定有总控电脑;在多媒体教室的前面墙上通过螺栓固定有电子显示屏和书写白板,其顶端分别通过螺丝固定有无线网络收发器和3D环绕音响;多媒体教室两侧的墙上分别通过螺栓安装有LCD超大电子显示屏;
所述360°全景录像机对图像以当前视觉注意焦点为原点进行极坐标变换,在极坐标空间里进行搜索;
设P表示极坐标边界图中所有像素的集合,L={0,1}为极坐标边界图中每个像素可能标记的集合;
在概率边界图上寻求从集合P到集合L的标号函数,该标号函数满足如下能量方程:
式中,δ(lp,lq)为Kronecker符号,Up(lp)为能量函数数据项;
焦点的位置由Itti视觉注意模型获得,以该焦点为坐标原点,对概率边界图进行极坐标变换,得到极坐标概率边界图,根据上述公式得到最优边界,对最优边界进行逆极坐标变换,得到一封闭区域,即当前焦点区域;
所述总控电脑以待分割图像超像素为节点所构成的图为G,定义图G的Laplace矩阵:
为极点Si的度,定义为所有与极点Si相连的极点之间的权值之和;
最终的焦点区域数为K,区域标记变量为t,1≤t≤K;
对于某一分割区域来说,图中所有节点分为两类:标记点集合VM和未标记点集合VU,VM∪VU=V且VM∩VU=Φ,根据节点所属的不同集合,Laplace矩阵写为:
设节点到达标记为t的种子点的概率为对当前焦点区域种子点定义标记函数对所有VM中的节点有:
对于未标记VU中的节点对标记为t的种子点的概率,根据Direchlett边界条件,根据下式求解:
LUX=-BTM
最后根据LU中各未标记点到各超像素种子点概率大小决定其归属于哪一分割区域。
2.如权利要求1所述基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统,其特征在于,所述多媒体教室的墙上两侧分别通过螺栓固定安装有LCD超大电子显示屏,用于情景交融画面的显示;
所述LCD超大电子显示屏的图像模糊度调整的工作流程包括:
步骤一,得出模糊度调整范围,利用图像获取,通过安卓手机设备的后置相机获取待评价图像;图像灰度化:Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11;图像边缘信息提取:利用Robert边缘检测算子提取图像边缘;图像处理:利用3*3的均值滤波器对灰度图像进行滤波处理;图像统计信息计算:选择图像每个边缘像素的3*3邻域,计算所有邻域中心边缘像素与域内其他像素各自的绝对加权差总和;图像模糊度计算:计算滤波前后图像统计信息的比值作为模糊度指标。评价LIVE2图像库中的174幅高斯模糊图像,计算出它们各自的模糊度评价值,然后利用拟合工具plot(value,DMOS)建立评价值value与DMOS之间的映射关系,根据最佳视觉效果对应的DMOS范围得出对应的一个模糊评价值范围[min,max];
步骤二,图像模糊度调整:评价模块计算的图像的模糊度大于max说明图像滤波前后统计量变化不大即图像过于模糊,利用高通滤波器进行滤波处理,反之,小于min说明统计量变化很大即原始图像过于清晰,利用低通滤波器进行滤波处理;
步骤三,得出调整后的最终图像和该图像的模糊度评价值;
所述LCD超大电子显示屏的图像边缘统计信息计算,分别计算图像滤波前后各自边缘灰度信息,滤波处理前的待评价图像F统计信息为sum_orig,滤波处理后的参考图像F2统计信息为sum_filter,具体计算公式如下:
其中,w1与w2是根据离中心像素的距离设定的权值,w1=1,w2=1/3。
3.如权利要求1所述基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统,其特征在于,所述多媒体教室的中间安放有360°全景录像机,用于录制整个学习课堂。
4.如权利要求1所述基于互联网的情景交融的课堂教学控制系统,其特征在于,所述每张智能课桌上都安装有学生电脑,用于互联网智能教学。
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