CN108922275A - 远程教育系统及教育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种远程教育系统及教育方法，教育系统包括第二服务器、流媒服务器、接收终端、第一服务器；第二服务器包括音频获取单元、第一图像获取单元、处理单元、第二图像获取单元、第一终端以及图像连接单元；第一图像获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息发送至处理单元和图像连接单元，第二图像获取单元用于获取教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元，音频获取单元用于获取教师在弹奏钢琴时候音频信息，并将教师在弹奏钢琴时候的音频信息发送至处理单元；教育方法利用上述系统完成。

Description

远程教育系统及教育方法

技术领域

本发明涉及钢琴教育领域，尤其是一种功能多样的远程教育系统及教育方法。

背景技术

一般而言，远程教育是指使用电视及互联网等传播媒体的教学模式，它突破了时空的界线，有别于传统的面对面教学模式。即便如此，传统技术中钢琴教学的远程系统功能比较单一；对学生钢琴学习的考核大多数是依靠教师实地的观听来认为判断，这种方式效率非常的低，而且人为判断存在很大的主观性；既浪费了教师的时间，也浪费了学员的时间。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的系统包括第二服务器、流媒服务器、接收终端、第一服务器；其中，第二服务器包括音频获取单元、第一图像获取单元、处理单元、第二图像获取单元、第一终端以及图像连接单元；所述第二服务器的处理单元分别连接所述第一图像获取单元、第二图像获取单元、音频获取单元以及第二服务器的第一终端，所述图像连接单元分别连接第二服务器的第一终端及所述第二图像获取单元，所述第二服务器的第一终端通过所述流媒服务器连接所述接收终端；所述第二服务器的第一图像获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元，所述第二服务器的第二图像获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元，音频获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的音频信息，并将教师在弹奏钢琴时候的音频信息发送至第二服务器的处理单元。

进一步，第二服务器的处理单元，用于发送控制指令至第二服务器的音频获取单元、第一图像获取单元、第二图像获取单元及第二服务器的第一终端；第二服务器的第一终端用于接收所述控制指令后，确定需要输出的教学视频信息和音频信息，并向第二服务器的图像连接单元发送图像处理指令。

进一步，第二服务器的图像连接单元还用于根据从第一图像获取单元和第二图像获取单元接收到的教师弹奏钢琴时候的动作图像信息及从第一终端接收的图像处理指令，生成组合视频信息并且推送至第二服务器的第一终端，同时第二服务器的处理单元还用于将从音频获取单元获得的音频信息推送至第二服务器的第一终端；第二服务器的第一终端，用于通过流媒服务器将组合视频信息和音频信息发送至学生的接收终端，第一终端还连接第一服务器，第一终端还用于将组合视频信息和音频信息发送第一服务器形成历史存储。

进一步，所述接收终端还用于从第一服务器下载历史存储的组合视频信息和音频信息，且所述多个接收终端通过互联网连接所述第一服务器；所述接收终端包括：考核管理单元，用于从第一服务器中获得一个历史存储的组合视频信息和音频信息的标题并发送考试开始的音频提示信息给接收终端的扬声器；考核音频获取单元，用于获取学生考核的音频信息并且发送给第一服务器的审核单元。

优选地，进一步，所述图像连接单元具体是图像拼接器，所述第一图像获取单元、第二图像获取单元具体是摄像机，音频获取单元具体是录音机，接收终端至少包括液晶显示屏和扬声器。

优选地，第一服务器包括审核单元，用于接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对，生成学生的弹奏错误记录，将学生的弹奏错误记录发送给对应的接收终端；第一服务器的审核单元还用于将学生的弹奏错误记录所对应的历史存储的组合视频信息发送给对应的接收终端。

进一步，接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对的过程是：首先建立学生考核的音频信息信号图谱，坐标量分别为幅值f1和时间t，图像为f1(t)，历史存储的音频信息信号图谱，坐标量分别为幅值f2和时间t,图像为f2(t)，将时间坐标分为n个等份：0-t1s、t1s-t2s、t2s-t3s……tn-2s-tn-1s、tn-1s-tns，每等份时间段的中点为tm，1≤m≤n,m为自然数；

获得第一个数组数据{f1，(tm)，1≤m≤n,m为自然数}，获得第二个数组数据{f2，(tm)，1≤m≤n,m为自然数}，设置一个时间边界数值c，c为自然数,设置一个参考阈值b，设置一个变量r，计算任一时间点m，m为常量且属于自然数，如果满足：当0≤m-c且m+c≤n；

则标记时间点tm为错误记录；

定义计数函数Q(x),若x>0则Q(x)＝1，否则Q(x)＝0；

设置一个变量r，m也作为变量，当0≤m-c且m+c≤n；计算:

W则标记为学生考核分数；其中，若：

则标记为学生考核分数为最高分。

本发明的教育方法包括教学阶段和考核阶段。

进一步，所述的教学阶段包括步骤：S1、第一图像获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息，并将图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元；S2、第二图像获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息，并将图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元；S3、音频获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的音频信息，并将教师在弹奏钢琴时候的音频信息发送至处理单元；S4、处理单元发送控制指令至音频获取单元、第一图像获取单元、第二图像获取单元及第一终端；S5、第一终端接收所述控制指令后，确定需要输出的教学视频信息和音频信息，图像连接单元发送图像处理指令；S6、图像连接单元根据从第二服务器的第一图像获取单元和第二图像获取单元接收到的教师弹奏钢琴时候的动作图像信息及从第二服务器的第一终端接收的图像处理指令，生成组合视频信息并且推送至第二服务器的第一终端，同时处理单元将从音频获取单元获得的音频信息推送至第一终端；S7、第一终端通过流媒服务器将组合视频信息和音频信息发送至学生的接收终端；S8、第一终端将组合视频信息和音频信息发送第一服务器形成历史存储。

进一步，所述的考核阶段包括步骤：S1、考核管理单元从第一服务器中获得一个历史存储的组合视频信息和音频信息的标题并发送考试开始的音频提示信息给接收终端的扬声器；S2、考核音频获取单元获取学生考核的音频信息并且发送给第一服务器的审核单元；S3、审核单元接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对，生成学生的弹奏错误记录，将学生的弹奏错误记录发送给对应的接收终端；S4、审核单元将学生的弹奏错误记录所对应的历史存储的组合视频信息发送给对应的接收终端。

本发明的有益效果是，本发明既可以实现钢琴远程教学的同步进行，也可以将远程教学的视频和音频信息进行历史存储，方便学生下载后离线学习；另外，本发明设置审核单元等功能，可以允许钢琴学员学习后进行演奏考核，并且将考核中的错误告知学生，还可以给出考核结果分数来提供评比的参考。

附图说明

图1是本发明系统的框图。

图2是本发明系统的第二服务器框图。

图3是本发明系统接收终端和第一服务器的连接框图。

具体实施方式

在图1所示的实施例中，本发明的系统包括第二服务器、流媒服务器、接收终端、第一服务器。

其中，如图2所示，第二服务器包括音频获取单元、第一图像获取单元、处理单元、第二图像获取单元、第一终端以及图像连接单元；所述第二服务器的处理单元分别连接所述第一图像获取单元、第二图像获取单元、音频获取单元以及第二服务器的第一终端，所述图像连接单元分别连接第二服务器的第一终端及所述第二图像获取单元，所述第二服务器的第一终端通过所述流媒服务器连接所述接收终端；所述第二服务器的第一图像获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元，所述第二服务器的第二图像获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元，音频获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的音频信息，并将教师在弹奏钢琴时候的音频信息发送至第二服务器的处理单元。

具体地，第二服务器的处理单元，用于发送控制指令至第二服务器的音频获取单元、第一图像获取单元、第二图像获取单元及第二服务器的第一终端；第二服务器的第一终端用于接收所述控制指令后，确定需要输出的教学视频信息和音频信息，并向第二服务器的图像连接单元发送图像处理指令；第二服务器的图像连接单元还用于根据从第一图像获取单元和第二图像获取单元接收到的教师弹奏钢琴时候的动作图像信息及从第一终端接收的图像处理指令，生成组合视频信息并且推送至第二服务器的第一终端，同时第二服务器的处理单元还用于将从音频获取单元获得的音频信息推送至第二服务器的第一终端。

另外，具体地，第二服务器的第一终端，用于通过流媒服务器将组合视频信息和音频信息发送至学生的接收终端，第一终端还连接第一服务器，第一终端还用于将组合视频信息和音频信息发送第一服务器形成历史存储。

参考图3所示，所述接收终端还用于从第一服务器下载历史存储的组合视频信息和音频信息，且所述多个接收终端通过互联网连接所述第一服务器。

参考图3所示，所述接收终端包括：

考核管理单元，用于从第一服务器中获得一个历史存储的组合视频信息和音频信息的标题并发送考试开始的音频提示信息给接收终端的扬声器；

考核音频获取单元，用于获取学生考核的音频信息并且发送给第一服务器的审核单元。另外，所述图像连接单元具体是图像拼接器，所述第一图像获取单元、第二图像获取单元具体是摄像机，音频获取单元具体是录音机，接收终端至少包括液晶显示屏和扬声器。参考图3所示，第一服务器包括审核单元，用于接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对，生成学生的弹奏错误记录，将学生的弹奏错误记录发送给对应的接收终端；第一服务器的审核单元还用于将学生的弹奏错误记录所对应的历史存储的组合视频信息发送给对应的接收终端。

具体地，接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对的过程是：首先建立学生考核的音频信息信号图谱，坐标量分别为幅值f1和时间t，图像为f1(t)，历史存储的音频信息信号图谱，坐标量分别为幅值f2和时间t,图像为f2(t)，将时间坐标分为n个等份：0-t1s、t1s-t2s、t2s-t3s……tn-2s-tn-1s、tn-1s-tns，每等份时间段的中点为tm，1≤m≤n,m为自然数；

获得第一个数组数据{f1，(tm)，1≤m≤n,m为自然数}，获得第二个数组数据{f2，(tm)，1≤m≤n,m为自然数}，设置一个时间边界数值c，c为自然数,设置一个参考阈值b，设置一个变量r，计算任一时间点m，m为常量且属于自然数，如果满足：当0≤m-c且m+c≤n；

则标记时间点tm为错误记录；

定义计数函数Q(x),若x>0则Q(x)＝1，否则Q(x)＝0；

设置一个变量r，m也作为变量，当0≤m-c且m+c≤n；计算:

W则标记为学生考核分数；其中，若：

则标记为学生考核分数为最高分。

本发明的教育方法包括教学阶段和考核阶段。

具体地，所述的教学阶段包括步骤：S1、第一图像获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息，并将图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元；S2、第二图像获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息，并将图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元；S3、音频获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的音频信息，并将教师在弹奏钢琴时候的音频信息发送至处理单元；S4、处理单元发送控制指令至音频获取单元、第一图像获取单元、第二图像获取单元及第一终端；S5、第一终端接收所述控制指令后，确定需要输出的教学视频信息和音频信息，图像连接单元发送图像处理指令；S6、图像连接单元根据从第二服务器的第一图像获取单元和第二图像获取单元接收到的教师弹奏钢琴时候的动作图像信息及从第二服务器的第一终端接收的图像处理指令，生成组合视频信息并且推送至第二服务器的第一终端，同时处理单元将从音频获取单元获得的音频信息推送至第一终端；S7、第一终端通过流媒服务器将组合视频信息和音频信息发送至学生的接收终端；S8、第一终端将组合视频信息和音频信息发送第一服务器形成历史存储。

具体地，所述的考核阶段包括步骤：S1、考核管理单元从第一服务器中获得一个历史存储的组合视频信息和音频信息的标题并发送考试开始的音频提示信息给接收终端的扬声器；S2、考核音频获取单元获取学生考核的音频信息并且发送给第一服务器的审核单元；S3、审核单元接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对，生成学生的弹奏错误记录，将学生的弹奏错误记录发送给对应的接收终端；S4、审核单元将学生的弹奏错误记录所对应的历史存储的组合视频信息发送给对应的接收终端。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种远程教育系统，其特征在于，包括第二服务器、流媒服务器、接收终端、第一服务器；第二服务器包括音频获取单元、第一图像获取单元、处理单元、第二图像获取单元、第一终端以及图像连接单元；所述第二服务器的处理单元分别连接所述第一图像获取单元、第二图像获取单元、音频获取单元以及第二服务器的第一终端，所述图像连接单元分别连接第二服务器的第一终端及所述第二图像获取单元，所述第二服务器的第一终端通过所述流媒服务器连接所述接收终端；所述第二服务器的第一图像获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元，所述第二服务器的第二图像获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息，并将教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元，音频获取单元，用于获取教师在弹奏钢琴时候的音频信息，并将教师在弹奏钢琴时候的音频信息发送至第二服务器的处理单元。

2.根据权利要求1所述的一种远程教育系统，其特征在于，第二服务器的处理单元，用于发送控制指令至第二服务器的音频获取单元、第一图像获取单元、第二图像获取单元及第二服务器的第一终端；第二服务器的第一终端用于接收所述控制指令后，确定需要输出的教学视频信息和音频信息，并向第二服务器的图像连接单元发送图像处理指令。

3.根据权利要求1所述的一种远程教育系统，其特征在于，第二服务器的图像连接单元还用于根据从第一图像获取单元和第二图像获取单元接收到的教师弹奏钢琴时候的动作图像信息及从第一终端接收的图像处理指令，生成组合视频信息并且推送至第二服务器的第一终端，同时第二服务器的处理单元还用于将从音频获取单元获得的音频信息推送至第二服务器的第一终端；第二服务器的第一终端，用于通过流媒服务器将组合视频信息和音频信息发送至学生的接收终端，第一终端还连接第一服务器，第一终端还用于将组合视频信息和音频信息发送第一服务器形成历史存储。

4.根据权利要求1所述的一种远程教育系统，其特征在于，所述接收终端还用于从第一服务器下载历史存储的组合视频信息和音频信息，且所述多个接收终端通过互联网连接所述第一服务器；

所述接收终端包括：

考核管理单元，用于从第一服务器中获得一个历史存储的组合视频信息和音频信息的标题并发送考试开始的音频提示信息给接收终端的扬声器；

考核音频获取单元，用于获取学生考核的音频信息并且发送给第一服务器的审核单元。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种远程教育系统，其特征在于，所述图像连接单元具体是图像拼接器，所述第一图像获取单元、第二图像获取单元具体是摄像机，音频获取单元具体是录音机，接收终端至少包括液晶显示屏和扬声器。

6.根据权利要求1所述的一种远程教育系统，其特征在于，第一服务器包括审核单元，用于接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对，生成学生的弹奏错误记录，将学生的弹奏错误记录发送给对应的接收终端；第一服务器的审核单元还用于将学生的弹奏错误记录所对应的历史存储的组合视频信息发送给对应的接收终端。

7.根据权利要求6所述的一种远程教育系统，其特征在于，具体地，接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对的过程是：首先建立学生考核的音频信息信号图谱，坐标量分别为幅值f1和时间t，图像为f1(t)，历史存储的音频信息信号图谱，坐标量分别为幅值f2和时间t,图像为f2(t)，将时间坐标分为n个等份：0-t1s、t1s-t2s、t2s-t3s……tn-2s-tn-1s、tn-1s-tns，每等份时间段的中点为tm，1≤m≤n,m为自然数；

获得第一个数组数据{f1，(tm)，1≤m≤n,m为自然数}，获得第二个数组数据{f2，(tm)，1≤m≤n,m为自然数}，设置一个时间边界数值c，c为自然数,设置一个参考阈值b，设置一个变量r，计算任一时间点m，m为常量且属于自然数，如果满足：当0≤m-c且m+c≤n；

则标记时间点tm为错误记录；

定义计数函数Q(x),若x>0则Q(x)＝1，否则Q(x)＝0；

设置一个变量r，m也作为变量，当0≤m-c且m+c≤n；计算:

W则标记为学生考核分数；其中，若：

则标记为学生考核分数为最高分。

8.利用权利要求1或2或3或4或6或权利要求7所述的远程教育系统的一种教育方法，其特征在于，包括教学阶段和考核阶段。

9.根据权利要求8所述的教育方法，其特征在于，所述的教学阶段包括步骤：

S1、第一图像获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的手部动作图像信息，并将图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元；

S2、第二图像获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的非手部动作图像信息，并将图像信息发送至第二服务器的处理单元和图像连接单元；

S3、音频获取单元获取教师在弹奏钢琴时候的音频信息，并将教师在弹奏钢琴时候的音频信息发送至处理单元；

S4、处理单元发送控制指令至音频获取单元、第一图像获取单元、第二图像获取单元及第一终端；

S5、第一终端接收所述控制指令后，确定需要输出的教学视频信息和音频信息，图像连接单元发送图像处理指令；

S6、图像连接单元根据从第二服务器的第一图像获取单元和第二图像获取单元接收到的教师弹奏钢琴时候的动作图像信息及从第二服务器的第一终端接收的图像处理指令，生成组合视频信息并且推送至第二服务器的第一终端，同时处理单元将从音频获取单元获得的音频信息推送至第一终端；

S7、第一终端通过流媒服务器将组合视频信息和音频信息发送至学生的接收终端；

S8、第一终端将组合视频信息和音频信息发送第一服务器形成历史存储。

10.根据权利要求8所述的一种教育方法，其特征在于，所述的考核阶段包括步骤：

S1、考核管理单元从第一服务器中获得一个历史存储的组合视频信息和音频信息的标题并发送考试开始的音频提示信息给接收终端的扬声器；

S2、考核音频获取单元获取学生考核的音频信息并且发送给第一服务器的审核单元；

S3、审核单元接收学生考核的音频信息并且与历史存储的音频信息进行比对，生成学生的弹奏错误记录，将学生的弹奏错误记录发送给对应的接收终端；

S4、审核单元将学生的弹奏错误记录所对应的历史存储的组合视频信息发送给对应的接收终端。