CN109147444A - 一种学习情况反馈方法及智能台灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种学习情况反馈方法及智能台灯，其方法包括：智能台灯获取完成每一题目所需要的规定完成时间；所述智能台灯获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间；所述智能台灯判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内；若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，所述智能台灯则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。本发明能够通过监控学生完成每一道题目的时间，反应出学生对知识点的掌握情况，家长或老师可以通过管理终端了解学生哪些题目遇到了困难。

Description

一种学习情况反馈方法及智能台灯

技术领域

本发明涉及智能学习产品领域，尤指一种学习情况反馈方法及智能台灯。

背景技术

当前环境下，我国学生的学习压力普遍比较大，每天都有成堆的作业需要完成。学生在完成作业时，时常会遇到各种各样的问题，例如生字不会读，算数不会做，这种情况下需要及时进行辅导。但是很多家长碍于工作压力，根本无法及时辅导孩子完成课后作业，导致很多孩子学习成绩下降。

老师和家长了解学生学习情况一般都是通过作业的完成情况，但是从作业的完成情况上面来看，只能反映对错问题，也就是说只能反映出学生是否能够做对某一类型的题目，却难以反映出学生对于某一类型题目的熟练程度。例如对于一道行程问题的题目，正常情况下来说只需要10分钟就能够完成，但是学生如果花了30分钟来完成这道题目，即便是最后做对了，但是也反应出了学生对这一类题目的不熟练。

现有的一些例如手机、平板等智能产品能够监控学生在完成一张试卷、或者一章课后作业时的完成时间，但是没有做到对每道题目进行时间监控，也就很难反应出学生对于某一类知识点的掌握情况。并且这种方式方式，存在以下缺陷：1、脱离学生的作业场景，在额外的智能终端上进行查询；2、脱离不了手机、平板电脑等智能终端，现在智能终端的娱乐功能强大，学生会以作业为由借机玩手机或平板电脑，耽误学习。

为了能够在学生完成作业时，了解学生的作业完成情况，本发明提供了一种学习情况反馈方法及智能台灯。

发明内容

本发明的目的是提供一种学习情况反馈方法及智能台灯，能够通过监控学生完成每一道题目的时间，反应出学生对知识点的掌握情况，家长或老师可以通过管理终端了解学生哪些题目遇到了困难。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了一种学习情况反馈方法，包括步骤：

智能台灯获取完成每一题目所需要的规定完成时间；

所述智能台灯获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间；

所述智能台灯判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内；

若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，所述智能台灯则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

本方案中，智能台灯可以获取每一题目的规定完成时间，以及学生在完成当前题目的实际完成时间，通过将当前题目的时间完成时间和规定完成时间相比对，即可反应出学生对这一题目的熟悉程度。当实际完成时间超过规定完成时间时，智能台灯会向管理终端发送当前题目对应的题目信息以及当前题目的实际完成时间，家长或老师可通过管理终端了解学生在哪些题目上遇到了困难，掌握学生的学习情况。

优选的，智能台灯获取完成每一题目所需要的规定完成时间，此步骤具体包括：

所述智能台灯打开摄像模块，以检测到书本的边缘为界，获取书本图像；

所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息；

所述智能台灯根据每一题目的题目信息，从数据库中获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

本方案在获取提问区域图像时，首先获取书本的界面图像，然后在界面图像中获取目标指向区域作为提问区域图像，能够将检测范围缩小至书本的界面内，减小了检测的干扰。

所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，此步骤具体包括：

S121所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，以及每一题目的题目区域和每一题目的答题区域；

所述智能台灯获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间，此步骤具体包括：

S21当所述智能台灯获取书本图像时，所述智能台灯中的计时器开始计时；

S22当所述智能台灯检测到当前题目的答题区域有新的笔迹信息时，将所述计时器统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中，并将计时器的计时归零，重新开始计时，从而得到所述当前题目的实际完成时间。

本方案提供了一种统计实际完成时间的方法，智能台灯通过图像识别技术，可识别出书本画面中每一题目的题目区域和答题区域。智能台灯中设置了计时器，当学生开始做题时计时器开始计时。由于学生在做题过程中，有读题、思考、作答这几个步骤，完成这些步骤所花掉的时间都应该算在实际完成时间当中。本方案当智能台灯检测到某一题目的答题区域有新的笔迹时，计时器所计时间可视为学生对于这一题目的读题时间和思考时间，因此计时器会将时间累积到这一题目的时间完成时间中，累积完之后，计时器开始清零，由于学生在作答的过程当中有时会有停顿，就算连续作答时，写字之间也会有停顿，因此在作答过程中，计时器也会不断累积实际完成时间，最终可得到非常精确的实际完成时间。

还包括步骤：

若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则拍摄学生的学习视频信息，并将所述学生的学习视频信息发送至所述管理终端。

本方案中，当学生做题时的时间完成时间不在所述规定完成时间范围内，会拍摄学生的学习视频信息发送至管理终端，家长或老师可通过管理终端查看学生的学习情况，便于家长或老师管理学生。

优选的，还包括步骤：

所述智能台灯统计根据每一题目的题目信息，分析出每一题目所属知识点，并根据每一题目的实际完成时间，生成每一知识点的学习评价报告。

本方案中，智能台灯会对数据进行统计，当家长、学生或老师需要了解近期学生的学习情况，则可以通过统计的内容，得到每一知识点的学习评价报告。

本发明还提供了一种智能台灯，包括：

规定时间获取模块，用于获取完成每一题目所需要的规定完成时间；

实际时间获取模块，用于获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间；

判断模块，分别与所述规定时间获取模块、所述实际时间获取模块电连接，用于判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内；

发送模块，与所述判断模块电连接，用于若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

本方案中，智能台灯可以获取每一题目的规定完成时间，以及学生在完成当前题目的实际完成时间，通过将当前题目的时间完成时间和规定完成时间相比对，即可反应出学生对这一题目的熟悉程度。当实际完成时间超过规定完成时间时，智能台灯会向管理终端发送当前题目对应的题目信息以及当前题目的实际完成时间，家长或老师可通过管理终端了解学生在哪些题目上遇到了困难，掌握学生的学习情况。

优选的，所述智能台灯包括：

摄像模块，用于用于以检测到书本的边缘为界，获取书本图像；

识别模块，与所述摄像模块电连接，用于对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息；

规定时间获取模块，与所述识别模块电连接，用于根据每一题目的题目信息，从数据库中获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

本方案在获取提问区域图像时，首先获取书本的界面图像，然后在界面图像中获取目标指向区域作为提问区域图像，能够将检测范围缩小至书本的界面内，减小了检测的干扰。

优选的，所述识别模块，还用于对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，以及每一题目的题目区域和每一题目的答题区域；

所述智能台灯还包括：

计时器，用于当所述摄像模块获取书本图像时，开始计时；

所述实际时间获取模块，用于当所述智能台灯检测到当前题目的答题区域有新的笔迹信息时，将所述计时器统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中，

计时器，还用于在将所述计时器统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中后，计时归零，重新开始计时。

本方案提供了一种统计实际完成时间的方法，智能台灯通过图像识别技术，可识别出书本画面中每一题目的题目区域和答题区域。智能台灯中设置了计时器，当学生开始做题时计时器开始计时。由于学生在做题过程中，有读题、思考、作答这几个步骤，完成这些步骤所花掉的时间都应该算在实际完成时间当中。本方案当智能台灯检测到某一题目的答题区域有新的笔迹时，计时器所计时间可视为学生对于这一题目的读题时间和思考时间，因此计时器会将时间累积到这一题目的时间完成时间中，累积完之后，计时器开始清零，由于学生在作答的过程当中有时会有停顿，就算连续作答时，写字之间也会有停顿，因此在作答过程中，计时器也会不断累积实际完成时间，最终可得到非常精确的实际完成时间。

优选的，智能台灯还包括：

所述发送模块，还用于若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则拍摄学生的学习视频信息，并将所述学生的学习视频信息发送至所述管理终端。

本方案中，当学生做题时的时间完成时间不在所述规定完成时间范围内，会拍摄学生的学习视频信息发送至管理终端，家长或老师可通过管理终端查看学生的学习情况，便于家长或老师管理学生。

优选的，智能台灯还包括：

分析模块，与所述识别模块电连接，用于统计根据每一题目的题目信息，分析出每一题目所属知识点；

报告生成模块，与所述分析模块电连接，用于根据每一题目的实际完成时间，生成每一知识点的学习评价报告。

本方案中，智能台灯会对数据进行统计，当家长、学生或老师需要了解近期学生的学习情况，则可以通过统计的内容，得到每一知识点的学习评价报告。

通过本发明提供的一种学习情况反馈方法及智能台灯，能够带来以下至少一种有益效果：

智能台灯可以获取每一题目的规定完成时间，以及学生在完成当前题目的实际完成时间，通过将当前题目的时间完成时间和规定完成时间相比对，即可反应出学生对这一题目的熟悉程度。当实际完成时间超过规定完成时间时，智能台灯会向管理终端发送当前题目对应的题目信息以及当前题目的实际完成时间，家长或老师可通过管理终端了解学生在哪些题目上遇到了困难，掌握学生的学习情况。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种学习情况反馈方法及智能台灯的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种学习情况反馈方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明一种学习情况反馈方法的另一个实施例的流程图；

图3是本发明一种学习情况反馈方法的另一个实施例的流程图；

图4是本发明一种智能台灯的一个实施例的结构示意图；

图5是本发明一种智能台灯的另一个实施例的结构示意图。

附图标号说明：

1-规定时间获取模块、2-实际时间获取模块、3-判断模块、4-发送模块、5-摄像模块、6-识别模块、7-计时器、8-分析模块、9-报告生成模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本发明提供了一种学习情况反馈方法的一个实施例，如图1所示，包括：

S1智能台灯获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

智能台灯上可安装摄像头，智能台灯能够通过安装在本体上的摄像模块获取到书桌上书本的图像信息，如下步骤：

a.当智能台灯识别出用户的语音信息中含有提问关键词时，所述智能台灯通过摄像模块，以检测到书本的边缘为界，获取书本的图像信息。

具体的，为了更好地识别出桌面上的书本，可训练书本识别模型，本实施例以训练Unet分割模型为例。将基于tensorflow深度学习框架，构建Unet分割网络。为了降低分割网络的大小，提升分割网络的效率，修改现有的轻量化mobilenet_v2网络结构，将其用于unet网络编码部分，unet解码部分使用简单的卷积神经网络。

训练前可采集多种单一桌面图像，以及多种单一书本图像，将每一张单一桌面图像和每一张单一书本图像进行多样组合(例如将单一书本图像放置于单一书本图像上的不同位置)，得到若干单一书本图像和单一桌面图像的组合图像，然后将若干组合图像以4:1分为训练集和验证集，将训练集通过Unet分割网络进行训练，当Unet分割网络在训练集和测试集上的IOU(分割网络的标准度量)值都大于0.95时，得到Unet分割模型。

当摄像头获取桌面图像后，通过Unet分割模型对桌面图像进行二值分割，得到桌面图像的二值分割图，并从桌面图像的二值分割图中提取出书本的边缘，从而确定出书本的位置，从桌面图像中获取到书本的图像信息。

通过图像识别技术，可从书本的图像信息中识别出其中的文字内容，然后通过语义理解，获取到每一题的题目信息。本实施例中的数据库中储存有每一题的规定完成时间，所述规定完成时间可通过大量统计得到，也可以是教材编辑人员建议的完成时间。智能台灯可通过WIFI、GPRS等通信技术和服务器保持连接，可从数据库中获取到每一题目的规定完成时间。

S2所述智能台灯获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间。

可规定用户在做题时，在题目的题号上画圈，当智能台灯上的摄像头通过图像识别检测到题号上有圈时，可判断出学生开始做这一题，即可开始计时，当检测到在另一题号上画圈时，计时完毕，从而得到当前题目的实际完成时间。

S3所述智能台灯判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内。

通过学生在完成某一题目的实际完成时间和这一题目的规定完成时间之间的比对，可以知晓学生对这一题目的熟练程度。若完成某一题目的实际完成时间在这一题目的规定完成时间内，则说明学生对这一类型题目的熟练度较高，若完成某一题目的实际完成时间不在这一题目的规定完成时间内，则说明学生对这一类型题目的熟练度较低，需要执行下一步：

S4若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，所述智能台灯则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，智能台灯会向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间，管理终端可以是学生家长的手机、电脑，也可以是学生老师的手机、电脑等终端。老师、家长可通过管理终端了解学生对于哪些题目有困难，以便家长、老师对学生进行精准辅导。

如图2所示，本发明还提供了一种学习情况反馈方法的一个实施例，包括步骤：

S11所述智能台灯打开摄像模块，以检测到书本的边缘为界，获取书本图像。

S12所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息。

智能台灯上可安装摄像头，智能台灯能够通过安装在本体上的摄像模块获取到书桌上书本的图像信息，如下步骤：

a.当智能台灯识别出用户的语音信息中含有提问关键词时，所述智能台灯通过摄像模块，以检测到书本的边缘为界，获取书本的图像信息。

具体的，为了更好地识别出桌面上的书本，可训练书本识别模型，本实施例以训练Unet分割模型为例。将基于tensorflow深度学习框架，构建Unet分割网络。为了降低分割网络的大小，提升分割网络的效率，修改现有的轻量化mobilenet_v2网络结构，将其用于unet网络编码部分，unet解码部分使用简单的卷积神经网络。

训练前可采集多种单一桌面图像，以及多种单一书本图像，将每一张单一桌面图像和每一张单一书本图像进行多样组合(例如将单一书本图像放置于单一书本图像上的不同位置)，得到若干单一书本图像和单一桌面图像的组合图像，然后将若干组合图像以4:1分为训练集和验证集，将训练集通过Unet分割网络进行训练，当Unet分割网络在训练集和测试集上的IOU(分割网络的标准度量)值都大于0.95时，得到Unet分割模型。

当摄像头获取桌面图像后，通过Unet分割模型对桌面图像进行二值分割，得到桌面图像的二值分割图，并从桌面图像的二值分割图中提取出书本的边缘，从而确定出书本的位置，从桌面图像中获取到书本的图像信息。

S13所述智能台灯根据每一题目的题目信息，从数据库中获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

通过图像识别技术，可从书本的图像信息中识别出其中的文字内容，然后通过语义理解，获取到每一题的题目信息。本实施例中的数据库中储存有每一题的规定完成时间，所述规定完成时间可通过大量统计得到，也可以是教材编辑人员建议的完成时间。智能台灯可通过WIFI、GPRS等通信技术和服务器保持连接，可从数据库中获取到每一题目的规定完成时间。

S2所述智能台灯获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间。

S3所述智能台灯判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内。

S4若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，所述智能台灯则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

S5若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则拍摄学生的学习视频信息，并将所述学生的学习视频信息发送至所述管理终端。

当学生在做题时，对于当前题目的实际完成时间超过了规定完成时间有多种可能，例如是学生压根就没有在做题，而是再玩其他的东西，或者是学生确实不会做这种题。此时，智能台灯的摄像头会拍摄学生的学习视频信息发送至管理终端，家长或老师可通过管理终端查看学生的学习情况，便于家长或老师知晓学生做题时的情况，以便对学生进行管理。

S6所述智能台灯统计根据每一题目的题目信息，分析出每一题目所属知识点，并根据每一题目的实际完成时间，生成每一知识点的学习评价报告。

本方案中，智能台灯会对学生所做的每一道题的实际完成时间以及所属知识点进行统计，当家长、学生或老师需要了解近期学生的学习情况，则可以通过统计的内容，得到每一知识点的学习评价报告。例如当学生对几何类大部分题目的实际完成时间都超过了规定完成时间，学习评价报告中就会显示学生对几何类题目的熟练度不高。

如图3所示，本发明提供了一种学习情况反馈方法的一个实施例，包括：

S11所述智能台灯打开摄像模块，以检测到书本的边缘为界，获取书本图像。

S121所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，以及每一题目的题目区域和每一题目的答题区域。

S13所述智能台灯根据每一题目的题目信息，从数据库中获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

S21当所述智能台灯获取书本图像时，所述智能台灯中的计时器开始计时。

S22当所述智能台灯检测到当前题目的答题区域有新的笔迹信息时，将所述计时器统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中，并将计时器的计时归零，重新开始计时，从而得到所述当前题目的实际完成时间。

本实施例提供了一种统计学生对当前题目的实际完成时间的方案：

首先，智能台灯可通过图像识别技术，识别出书本画面中每一题目的题目区域和答题区域。

由于学生在做题过程中，有读题、思考、作答这几个步骤，完成这些步骤所花掉的时间都应该算在实际完成时间当中。

智能台灯中设置了计时器，学生开始做题时计时器开始计时。当智能台灯检测到某一题目的答题区域有新的笔迹时，计时器所计时间可视为学生对于这一题目的读题时间和思考时间，因此计时器会将时间累积到这一题目的时间完成时间中，累积完之后，计时器清零。也就是说计时器工作时，两个清零动作之间的时间即为笔迹所在题目的实际完成时间。

由于学生在作答的过程当中有时会有停顿，就算连续作答时，写字之间也会有停顿，因此在作答过程中，计时器也会不断累积实际完成时间。最终可得到非常精确的实际完成时间。

S3所述智能台灯判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内。

S4若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，所述智能台灯则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

S5若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则拍摄学生的学习视频信息，并将所述学生的学习视频信息发送至所述管理终端。

优选的，本实施例还包括：

当学生学习时，智能台灯获取书籍的书籍信息、所述书籍的学习进度，以及学习时间。

智能台灯根据所述书籍的书籍信息、所述书籍的学习进度，以及学习时间，生成所述书籍的学习记录，并根据学生的所述学习记录生成复习计划。

当到达所述复习计划中的复习时间时，所述智能台灯发出复习提示，和/或向用户终端发送复习提示。

当学生每次进行学习时，智能台灯都可以获取到书籍的书籍信息、所述书籍的学习进度，以及学习时间，通过多次的统计，即可得到学生对于同一书籍的学习记录。例如学生对于《(人教版)小学四年级数学》这本书在2018年9月8日19点05分23秒学习了第23页到第25页；在2018年9月9日18点55分14秒学习了第26页到第27页。

智能台灯会根据遗忘曲线，自动生成复习计划，例如复习时间可设置在学习后的第1天、第4天、第7天、第15天，例如对于“《(人教版)小学四年级数学》第23页到第25页”的复习计划，可将2018年9月9日19点05分23秒，2018年9月12日19点05分23秒，2018年9月15日19点05分23秒，2018年9月23日19点05分23秒这几个时间设为复习时间。

当智能台灯中的时钟到达以上相应的时间时，智能台灯就会发出相应的复习提示。提示信号包括但不限于声音提示、光信息提示。当学生不在智能台灯附近，时智能台灯还可以向用户终端发送复习提示，告知学生复习时间到了。

通过本实施例提供的方案，智能台灯能够有效获取到学生的学习进度，并生成复习计划，帮助学生进行有效的复习，提高学生的学习成绩。

可选的，还包括：所述智能台灯根据所述学习记录生成预习计划；当到达所述预习计划中的预习时间时，所述智能台灯发出预习提示，或向用户终端发送预习提示。

本实施例中，智能台灯还可以根据学生的学习记录生成相应的预习计划。例如学习记录中的书籍信息为《(人教版)语文六年级》，对应的学习时间和学习进度分别为：2018年9月1日18点、第66-69页；2018年9月2日19点、第70-73页；2018年9月3日19点、第74-78页。

智能台灯可通过这些学习记录，设定学生的预习计划，通过分析，学生每天学习的进度大概为3-4页，因此，可设定每天18点-19点预习3-4页的预习计划。每当当前的时间到达预习时间时，智能台灯可发出预习提示，本实施例中的预习提示可与复习提示加以区别，但是同样包括但不限于声音提示、光提示。本实施例通过生成复习计划和预习计划，能够规划学生的学习进度，对于低年级学生的学生来说能够起到非常好的学习辅助作用。

可选的，本实施例还包括：

当智能台灯接收到控制指令时，所述智能台灯通过摄像模块获取书本页面图像；所述智能台灯生成包含所述书本页面图像、所述智能台灯的ID号以及所述控制指令对应的功能码的数据包，并将所述数据包上传至服务器；所述服务器解析所述数据包，获取到所述书本页面图像、所述智能台灯的ID号及所述功能码；所述服务器根据所述功能码以及所述智能台灯的ID号将所述书本页面图像进行保存或发送至另一设备。

当学生想要将书本界面信息上传至服务器或者是发送至另一设备时，可通过多种方式向智能台灯传达控制：

a、可通过语音方式向智能台灯传达控制指令。在智能台灯上可预先设置不同的语音来绑定相应的控制指令，例如可设置“上传服务器”、“储存”等语音绑定储存功能指令，可设置“发送”、“传输”等语音来绑定传输功能指令。智能音箱上可安装麦克风等语音获取装置，当监听到用户的语音中含有上述相应的语音时，即可生成对应的控制指令。

b、可通过按键方式向智能台灯传达控制指令。智能台灯上可安装按钮或触摸屏，每个按键或触摸屏的每个触摸区域绑定对应的控制指令，当智能台灯接收到某个按键或某区域触摸屏的响应时，则可生成相应的控制。

c、可通过手势向智能台灯传达控制指令。可在智能台灯上预先设置不同手势来绑定相应的控制指令，例如可设置“拳头”绑定储存功能指令，设置“布”来绑定传输控制指令。

本实施例中，每一个智能台灯都有自己对应的ID号作为标识，将ID号纳入数据包中，方便服务器识别数据包的来源。智能台灯接收到控制指令后，可生成对应的功能号，例如“00000001”代表储存功能，“00000010”代表传输功能。

服务器需预先设置每一个功能码对应的控制功能，当解析数据包后，服务器即可根据功能码知晓应该执行的功能。例如接收到的功能码为“00000001”，则服务器可将所述书本页面图像进行保存，当接收到的功能码为“00000010”时，服务器可将书本页面图像发送至另一设备。

服务器将书本页面图像保存之后，老师可登陆服务器查看服务器储存的所有书本页面图像，由于每个书本页面图像都对应各自的ID号，因此可以根据ID号分清楚哪一张书本页面图像是哪一位学生的，老师即可根据这些书本页面图像分析书每位学生的学习状况。

现有技术中虽然也可以使用手机、服务器等智能终端将书本页面图像上传至服务器，但由于这些智能终端的娱乐功能太过强大，极有可能对学生的学习带来巨大的负面影响，并且需要额外使用智能终端才能够完成书本页面图像的上传。而本发明结合了学生完成功课所必须使用的东西——台灯，不需要借助手机、平板等智能终端，即可向服务器上传书本页面图像，同时也避免了手机、平板给学生学习带来的干扰。

如图4所示，本发明还提供了一种智能台灯的一个实施例，智能台灯包括：

规定时间获取模块1，用于获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

智能台灯上可安装摄像头，智能台灯能够通过安装在本体上的摄像模块5获取到书桌上书本的图像信息，如下步骤：

a.当智能台灯识别出用户的语音信息中含有提问关键词时，所述智能台灯通过摄像模块5，以检测到书本的边缘为界，获取书本的图像信息。

＝具体的，为了更好地识别出桌面上的书本，可训练书本识别模型，本实施例以训练Unet分割模型为例。将基于tensorflow深度学习框架，构建Unet分割网络。为了降低分割网络的大小，提升分割网络的效率，修改现有的轻量化mobilenet_v2网络结构，将其用于unet网络编码部分，unet解码部分使用简单的卷积神经网络。

训练前可采集多种单一桌面图像，以及多种单一书本图像，将每一张单一桌面图像和每一张单一书本图像进行多样组合(例如将单一书本图像放置于单一书本图像上的不同位置)，得到若干单一书本图像和单一桌面图像的组合图像，然后将若干组合图像以4:1分为训练集和验证集，将训练集通过Unet分割网络进行训练，当Unet分割网络在训练集和测试集上的IOU(分割网络的标准度量)值都大于0.95时，得到Unet分割模型。

当摄像头获取桌面图像后，通过Unet分割模型对桌面图像进行二值分割，得到桌面图像的二值分割图，并从桌面图像的二值分割图中提取出书本的边缘，从而确定出书本的位置，从桌面图像中获取到书本的图像信息。

通过图像识别技术，可从书本的图像信息中识别出其中的文字内容，然后通过语义理解，获取到每一题的题目信息。本实施例中的数据库中储存有每一题的规定完成时间，所述规定完成时间可通过大量统计得到，也可以是教材编辑人员建议的完成时间。智能台灯可通过WIFI、GPRS等通信技术和服务器保持连接，可从数据库中获取到每一题目的规定完成时间。

实际时间获取模块2，用于获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间。

判断模块3，分别与所述规定时间获取模块1、所述实际时间获取模块2电连接，用于判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内。

通过学生在完成某一题目的实际完成时间和这一题目的规定完成时间之间的比对，可以知晓学生对这一题目的熟练程度。若完成某一题目的实际完成时间在这一题目的规定完成时间内，则说明学生对这一类型题目的熟练度较高，若完成某一题目的实际完成时间不在这一题目的规定完成时间内，则说明学生对这一类型题目的熟练度较低，需要执行下一步：

发送模块4，与所述判断模块3电连接，用于若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，智能台灯会向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间，管理终端可以是学生家长的手机、电脑，也可以是学生老师的手机、电脑等终端。老师、家长可通过管理终端了解学生对于哪些题目有困难，以便家长、老师对学生进行精准辅导。

如图5所示，本发明还提供了一种智能台灯的一个实施例，智能台灯包括：

摄像模块5，用于用于以检测到书本的边缘为界，获取书本图像。

所述识别模块6，与所述摄像模块5电连接，还用于对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，以及每一题目的题目区域和每一题目的答题区域。

规定时间获取模块1，与所述识别模块6电连接，用于根据每一题目的题目信息，从数据库中获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

计时器7，用于当所述摄像模块5获取书本图像时，开始计时。

所述实际时间获取模块2，与所述计时器7电连接，用于当所述智能台灯检测到当前题目的答题区域有新的笔迹信息时，将所述计时器7统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中，

计时器7，还用于在将所述计时器7统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中后，计时归零，重新开始计时。

本实施例提供了一种统计学生对当前题目的实际完成时间的方案：

首先，智能台灯可通过图像识别技术，识别出书本画面中每一题目的题目区域和答题区域。

由于学生在做题过程中，有读题、思考、作答这几个步骤，完成这些步骤所花掉的时间都应该算在实际完成时间当中。

智能台灯中设置了计时器7，学生开始做题时计时器7开始计时。当智能台灯检测到某一题目的答题区域有新的笔迹时，计时器7所计时间可视为学生对于这一题目的读题时间和思考时间，因此计时器7会将时间累积到这一题目的时间完成时间中，累积完之后，计时器7清零。也就是说计时器7工作时，两个清零动作之间的时间即为笔迹所在题目的实际完成时间。

由于学生在作答的过程当中有时会有停顿，就算连续作答时，写字之间也会有停顿，因此在作答过程中，计时器7也会不断累积实际完成时间。最终可得到非常精确的实际完成时间。

判断模块3，分别与所述规定时间获取模块1、所述实际时间获取模块2电连接，用于判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内。

发送模块4，与所述判断模块3电连接，用于若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

所述发送模块4，还用于若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则拍摄学生的学习视频信息，并将所述学生的学习视频信息发送至所述管理终端。

当学生在做题时，对于当前题目的实际完成时间超过了规定完成时间有多种可能，例如是学生压根就没有在做题，而是再玩其他的东西，或者是学生确实不会做这种题。此时，智能台灯的摄像头会拍摄学生的学习视频信息发送至管理终端，家长或老师可通过管理终端查看学生的学习情况，便于家长或老师知晓学生做题时的情况，以便对学生进行管理。

分析模块8，与所述识别模块6电连接，用于统计根据每一题目的题目信息，分析出每一题目所属知识点。

报告生成模块9，与所述分析模块8电连接，用于根据每一题目的实际完成时间，生成每一知识点的学习评价报告。

本方案中，智能台灯会对学生所做的每一道题的实际完成时间以及所属知识点进行统计，当家长、学生或老师需要了解近期学生的学习情况，则可以通过统计的内容，得到每一知识点的学习评价报告。例如当学生对几何类大部分题目的实际完成时间都超过了规定完成时间，学习评价报告中就会显示学生对几何类题目的熟练度不高。

优选的，本实施例还包括：

当学生学习时，智能台灯获取书籍的书籍信息、所述书籍的学习进度，以及学习时间。

智能台灯根据所述书籍的书籍信息、所述书籍的学习进度，以及学习时间，生成所述书籍的学习记录，并根据学生的所述学习记录生成复习计划。

当到达所述复习计划中的复习时间时，所述智能台灯发出复习提示，和/或向用户终端发送复习提示。

当学生每次进行学习时，智能台灯都可以获取到书籍的书籍信息、所述书籍的学习进度，以及学习时间，通过多次的统计，即可得到学生对于同一书籍的学习记录。例如学生对于《(人教版)小学四年级数学》这本书在2018年9月8日19点05分23秒学习了第23页到第25页；在2018年9月9日18点55分14秒学习了第26页到第27页。

智能台灯会根据遗忘曲线，自动生成复习计划，例如复习时间可设置在学习后的第1天、第4天、第7天、第15天，例如对于“《(人教版)小学四年级数学》第23页到第25页”的复习计划，可将2018年9月9日19点05分23秒，2018年9月12日19点05分23秒，2018年9月15日19点05分23秒，2018年9月23日19点05分23秒这几个时间设为复习时间。

当智能台灯中的时钟到达以上相应的时间时，智能台灯就会发出相应的复习提示。提示信号包括但不限于声音提示、光信息提示。当学生不在智能台灯附近，时智能台灯还可以向用户终端发送复习提示，告知学生复习时间到了。

通过本实施例提供的方案，智能台灯能够有效获取到学生的学习进度，并生成复习计划，帮助学生进行有效的复习，提高学生的学习成绩。

可选的，还包括：所述智能台灯根据所述学习记录生成预习计划；当到达所述预习计划中的预习时间时，所述智能台灯发出预习提示，或向用户终端发送预习提示。

本实施例中，智能台灯还可以根据学生的学习记录生成相应的预习计划。例如学习记录中的书籍信息为《(人教版)语文六年级》，对应的学习时间和学习进度分别为：2018年9月1日18点、第66-69页；2018年9月2日19点、第70-73页；2018年9月3日19点、第74-78页。

智能台灯可通过这些学习记录，设定学生的预习计划，通过分析，学生每天学习的进度大概为3-4页，因此，可设定每天18点-19点预习3-4页的预习计划。每当当前的时间到达预习时间时，智能台灯可发出预习提示，本实施例中的预习提示可与复习提示加以区别，但是同样包括但不限于声音提示、光提示。本实施例通过生成复习计划和预习计划，能够规划学生的学习进度，对于低年级学生的学生来说能够起到非常好的学习辅助作用。

可选的，本实施例还包括：

当智能台灯接收到控制指令时，所述智能台灯通过摄像模块获取书本页面图像；所述智能台灯生成包含所述书本页面图像、所述智能台灯的ID号以及所述控制指令对应的功能码的数据包，并将所述数据包上传至服务器；所述服务器解析所述数据包，获取到所述书本页面图像、所述智能台灯的ID号及所述功能码；所述服务器根据所述功能码以及所述智能台灯的ID号将所述书本页面图像进行保存或发送至另一设备。

当学生想要将书本界面信息上传至服务器或者是发送至另一设备时，可通过多种方式向智能台灯传达控制：

a、可通过语音方式向智能台灯传达控制指令。在智能台灯上可预先设置不同的语音来绑定相应的控制指令，例如可设置“上传服务器”、“储存”等语音绑定储存功能指令，可设置“发送”、“传输”等语音来绑定传输功能指令。智能音箱上可安装麦克风等语音获取装置，当监听到用户的语音中含有上述相应的语音时，即可生成对应的控制指令。

b、可通过按键方式向智能台灯传达控制指令。智能台灯上可安装按钮或触摸屏，每个按键或触摸屏的每个触摸区域绑定对应的控制指令，当智能台灯接收到某个按键或某区域触摸屏的响应时，则可生成相应的控制。

c、可通过手势向智能台灯传达控制指令。可在智能台灯上预先设置不同手势来绑定相应的控制指令，例如可设置“拳头”绑定储存功能指令，设置“布”来绑定传输控制指令。

本实施例中，每一个智能台灯都有自己对应的ID号作为标识，将ID号纳入数据包中，方便服务器识别数据包的来源。智能台灯接收到控制指令后，可生成对应的功能号，例如“00000001”代表储存功能，“00000010”代表传输功能。

服务器需预先设置每一个功能码对应的控制功能，当解析数据包后，服务器即可根据功能码知晓应该执行的功能。例如接收到的功能码为“00000001”，则服务器可将所述书本页面图像进行保存，当接收到的功能码为“00000010”时，服务器可将书本页面图像发送至另一设备。

服务器将书本页面图像保存之后，老师可登陆服务器查看服务器储存的所有书本页面图像，由于每个书本页面图像都对应各自的ID号，因此可以根据ID号分清楚哪一张书本页面图像是哪一位学生的，老师即可根据这些书本页面图像分析书每位学生的学习状况。

现有技术中虽然也可以使用手机、服务器等智能终端将书本页面图像上传至服务器，但由于这些智能终端的娱乐功能太过强大，极有可能对学生的学习带来巨大的负面影响，并且需要额外使用智能终端才能够完成书本页面图像的上传。而本发明结合了学生完成功课所必须使用的东西——台灯，不需要借助手机、平板等智能终端，即可向服务器上传书本页面图像，同时也避免了手机、平板给学生学习带来的干扰。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种学习情况反馈方法，其特征在于，包括步骤：

S1智能台灯获取完成每一题目所需要的规定完成时间；

S2所述智能台灯获取学生完成当前题目的实际完成时间；

S3所述智能台灯判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内；

S4若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，所述智能台灯则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及所述当前题目的实际完成时间。

2.根据权利要求1所述的一种学习情况反馈方法，其特征在于，智能台灯获取完成每一题目所需要的规定完成时间，此步骤具体包括：

S11所述智能台灯打开摄像模块，以检测到书本的边缘为界，获取书本图像；

S12所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息；

S13所述智能台灯根据每一题目的题目信息，从数据库中获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

3.根据权利要求2所述的一种学习情况反馈方法，其特征在于，所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，此步骤具体包括：

S121所述智能台灯对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，以及每一题目的题目区域和每一题目的答题区域；

所述智能台灯获取所述学生完成所述当前题目的实际完成时间，此步骤具体包括：

S21当所述智能台灯获取书本图像时，所述智能台灯中的计时器开始计时；

S22当所述智能台灯检测到当前题目的答题区域有新的笔迹信息时，将所述计时器统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中，并将计时器的计时归零，重新开始计时，从而得到所述当前题目的实际完成时间。

4.根据权利要求1所述的一种学习情况反馈方法，其特征在于，还包括步骤：

若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则拍摄学生的学习视频信息，并将所述学生的学习视频信息发送至所述管理终端。

5.根据权利要求2、3所述的一种学习情况反馈方法，其特征在于，还包括步骤：

所述智能台灯统计根据每一题目的题目信息，分析出每一题目所属知识点，并根据每一题目的实际完成时间，生成每一知识点的学习评价报告。

6.一种智能台灯，其特征在于，包括：

规定时间获取模块，用于获取完成每一题目所需要的规定完成时间；

实际时间获取模块，用于获取学生完成当前题目的实际完成时间；

判断模块，分别与所述规定时间获取模块、所述实际时间获取模块电连接，用于判断所述当前题目的实际完成时间是否在所述当前题目的规定完成时间范围内；

发送模块，与所述判断模块电连接，用于若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则向管理终端发送当前题目对应的题目信息，以及当前题目的实际完成时间。

7.根据权利要求6所述的一种智能台灯，其特征在于，所述智能台灯包括：

摄像模块，用于用于以检测到书本的边缘为界，获取书本图像；

识别模块，与所述摄像模块电连接，用于对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息；

规定时间获取模块，与所述识别模块电连接，用于根据每一题目的题目信息，从数据库中获取完成每一题目所需要的规定完成时间。

8.根据权利要求7所述的一种智能台灯，其特征在于：

所述识别模块，还用于对所述书本图像进行图像识别，获取每一题目的题目信息，以及每一题目的题目区域和每一题目的答题区域；

所述智能台灯还包括：

计时器，用于当所述摄像模块获取书本图像时，开始计时；

所述实际时间获取模块，与所述计时器电连接，用于当所述智能台灯检测到当前题目的答题区域有新的笔迹信息时，将所述计时器统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中，

计时器，还用于在将所述计时器统计的时间累积到所述当前题目的实际完成时间中后，计时归零，重新开始计时。

9.根据权利要求6所述的一种智能台灯，其特征在于，所述智能台灯还包括：

所述发送模块，还用于若所述当前题目的实际完成时间不在所述当前题目的规定完成时间范围内，则拍摄学生的学习视频信息，并将所述学生的学习视频信息发送至所述管理终端。

10.根据权利要求7、8所述的一种智能台灯，其特征在于，所述智能台灯还包括：

分析模块，与所述识别模块电连接，用于统计根据每一题目的题目信息，分析出每一题目所属知识点；

报告生成模块，与所述分析模块电连接，用于根据每一题目的实际完成时间，生成每一知识点的学习评价报告。