CN111062836B - 一种基于视频的评分方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种基于视频的评分方法、装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种基于视频的评分方法,该方法包括:从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧;针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据,其中,该评分点的评判数据与各个目标对象的目标位置关系相关;针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分;基于各个评分点的评分,计算待评分人员关于目标实验的评分结果。与现有技术相比,应用本发明实施例提供的方法,可以极大地减少老师在对学生的实验操作进行评分的工作量。

Description

一种基于视频的评分方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,特别是涉及一种基于视频的评分方法、装置及电子设备。
背景技术
实验操作是帮助学生掌握知识内容的一项重要手段。例如:凸透镜成像规律是学生在光学学习时的重点和难点,通常,在凸透镜成像规律的教学过程中,老师会对凸透镜成像规律实验的操作进行演示。
此外,为了帮助学生更好地理解和记忆所学习的知识内容,老师会要求学生独立完成实验操作,并通过对学生实验操作情况的评分来评价学生的实验操作规范性。
当前,老师对学生实验操作情况进行评分的方法是:在学生进行实验时,老师在旁边观察学生的实验操作过程,并基于所观察到的内容进行评分。显然,这种评分方法需要老师参与每个学生的实验操作过程,从而使得老师的工作量较大。
那么,对于凸透镜成像规律等评分受实验器材位置关系影响的实验而言,如何减少老师在对学生的实验操作进行评分的工作量,是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于视频的评分方法、装置及电子设备,以实现减少老师在对学生的实验操作进行评分的工作量。具体技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种基于视频的评分方法,所述方法包括:
从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧;其中,任一评分点对应的视频帧用于评判该评分点的分数且符合该评分点对应的预定条件,所述预定条件包括:存在与该评分点相关的各个目标对象,且所述各个目标对象的目标位置关系为所述待评分人员所调整完毕的位置关系,所述目标位置关系为该评分点对应的位置关系;
针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据,其中,该评分点的评判数据与所述各个目标对象的目标位置关系相关;
针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分;
基于各个评分点的评分,计算所述待评分人员关于所述目标实验的评分结果。
第二方面,本发明实施例提供了一种基于视频的评分装置,所述装置包括:
视频帧获取模块,用于从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧;其中,任一评分点对应的视频帧用于评判该评分点的分数且符合该评分点对应的预定条件,所述预定条件包括:存在与该评分点相关的各个目标对象,且所述各个目标对象的目标位置关系为所述待评分人员所调整完毕的位置关系,所述目标位置关系为该评分点对应的位置关系;
评判数据确定模块,用于针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据,其中,该评分点的评判数据与所述各个目标对象的目标位置关系相关;
评分确定模块,用于针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分;
评分结果计算模块,用于基于各个评分点的评分,计算所述待评分人员关于所述目标实验的评分结果。
第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述第一方面提供的一种基于视频的评分方法中任一所述的方法步骤。
第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的一种基于视频的评分方法中任一所述的方法步骤。
以上可见,应用本发明实施例提供的方案,老师在对学生实验操作情况进行评分时,不需要在旁边观察学生的实验操作过程,并基于所观察的内容进行评分,而是可以通过图像采集设备获取学生操作目标实验的操作录像,进而,由电子设备基于该操作录像自动获取该学生的关于该目标实验的评分结果。这样,便可以极大地减少老师在对学生的实验操作进行评分的工作量。
附图说明
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,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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。
图1为一种凸透镜成像规律实验的示意图;
图2为本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种基于视频的评分装置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
当前,老师对学生实验操作情况进行评分的方法是:在学生进行实验时,老师在旁边观察学生的实验操作过程,并基于所观察到的内容进行评分。显然,这种评分方法需要老师参与每个学生的实验操作过程,从而使得老师的工作量较大。那么,对于凸透镜成像规律等评分受实验器材位置关系影响的实验而言,如何减少老师在对学生的实验操作进行评分的工作量,是一个亟待解决的问题。为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种基于视频的评分方法。
需要说明的是,本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法可以应用于任意电子设备,例如,可以是平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、手机等,在此不做具体限定,以下简称电子设备。
可以理解的,本发明实施例提供的是一种基于视频的评分方法,因此,在执行该方法的具体步骤前,电子设备需要首先获取到待评分人员操作目标实验的操作录像,也就是说,在待评分人员操作目标实验时,需要对该目标实验的操作过程进行录像。
需要说明的是,可以通过多种方式对待评分人员操作目标实验的过程进行录像,得到操作录像,对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,在每个实验台上安装一台镜头对准该实验台的摄像机,当待评分人员在该实验台上操作目标实验时,该摄像头便可以对该人员操作目标实验的过程进行录像,得到操作录像,进而,该摄像机可以将该操作录像发送到与自身通信连接的电子设备中,也可以保存在本地的存储空间中,这都是合理的。
显然,电子设备也可以通过多种方式获取该操作录像,对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,电子设备可以与实验室中的摄像头建立通信连接,这样,摄像机在拍摄到这些操作录像后,便可以将这些操作录像发送给电子设备,进而,电子设备将这些操作录像保存在自身的存储空间中。这样,在对某个待评分人员进行评分时,电子设备便可以直接调用该人员所对应的操作录像。
又例如,实验室中的摄像头将拍摄到的操作录像保存在本地的存储空间中,且这些摄像头与电子设备建立通信连接。这样,在对某个待评分人员进行评分时,电子设备可以向该设备发送录像获取请求,进而,接收该设备响应该录像获取请求发送的操作录像。其中,上述录像获取请求中,可以包括待评分人员的标识、目标实验的标识等信息,这样,保存操作录像的设备便可以基于这些信息从所保存的操作录像中确定电子设备所需要的操作录像,并将之发送给电子设备。
又例如,实验室中的摄像头将拍摄到的操作录像保存在自身的内存卡中,这样,在对某个待评分人员进行评分时,可以取出该摄像头的内存卡安装到电子设备中,这样,电子设备便可以通过读取该内存卡来获取该人员的操作录像。
基于上述说明,电子设备在获取待评分人员操作目标实验的操作录像后便可以基于该操作录像对该待评分人员的实验操作,即执行本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法。
下面,对本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法进行介绍。
图2为本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法的流程示意图。如图2所示,该方法可以包括如下步骤:
S201:从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧;
其中,任一评分点对应的视频帧用于评判该评分点的分数且符合该评分点对应的预定条件,预定条件包括:存在与该评分点相关的各个目标对象,且各个目标对象的目标位置关系为待评分人员所调整完毕的位置关系,目标位置关系为该评分点对应的位置关系。
其中,上述的各个目标对象为目标实验中所利用的一个或多个实验器材。
需要说明的是,在实验操作过程中,可以包括若干个重要环节,这些环节决定了实验是否能够取得准确的实验结果。当学生能够正确完成这些环节并取得正确的实验结果,那么,便可以说明学生较为准确地掌握了该实验所对应的知识内容,反之,则说明学生没有掌握该实验所对应的知识内容,或者,所掌握的知识内容中存在错误。这样,便可以通过评价学生在实验操作过程中针对这些环节的表现来确定学生对知识内容的掌握情况。因此,可以将实验中的重要环节作为实验的评分点。其中,这些环节可以是符合预定规则的操作、正确地设置实验器材的位置关系、取得正确的实验结果等。
可以理解的,在待评分人员操作目标实验的操作录像中,可以存在多帧视频帧所反映的内容并不是目标实验的评分点所对应的内容。例如,在操作录像的前几分钟内所拍摄的内容是学生正在阅读实验注意事项,显然,这些内容并不是目标实验的评分点所对应的内容,因此,电子设备需要在上述操作录像中确定目标实验包括的评分点所对应的视频帧,进而,基于所确定的视频帧执行后续步骤,对待评分人员关于目标实验的操作进行评分。
这样,电子设备在获取待评分人员操作目标实验的操作录像后,便可以执行上述步骤S201,从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧。
具体的,针对上述操作录像中的每一帧视频,电子设备可以通过判断该帧视频是否符合任一评分点对应的预定条件,当判断结果为是时,便可以将该帧视频作为该评分点对应的视频帧,进而,该视频帧便可以用于评判该评分点的分数。其中,预定条件可以为:该视频帧上存在与该评分点相关的各个目标对象,且各个目标对象的目标位置关系为待评分人员所调整完毕的位置关系,同时,该目标位置关系为该评分点对应的位置关系。其中,上述判断视频帧是否为任一评分点对应的视频帧的具体过程可以理解为:在上述操作录像播放过程中,针对每一帧图像,电子设备可以通过预设的算法判断该帧图像中是否存在任一评分点对应的目标对象,进而,判断待评分人员是否已经调整完毕各个目标对象。而当判断出存在任一评分点对应的目标对象,电子设备便可以进一步判断这些目标对象的目标位置关系是否为该评分点对应的位置关系。其中,可以理解的,如果该视频帧中的目标对象的位置关系并不是待评分人员调整完毕的位置关系,则在该视频帧之后的视频帧中这些目标对象的位置关系可能会发生变化,从而不能作为该评分点对应的位置关系,因此,上述目标位置关系为待评分人员所调整完毕的位置关系,那么,电子设备便可以进一步判断上述目标位置关系是否为某个评分点对应的位置关系。这样,当判断出上述目标位置关系为某个评分点对应的位置关系时,便可以将该视频帧确定为该评分点对应的视频帧。
需要说明的是,很多情况下,目标实验的评分点是按照实验进行的顺序依次出现的,也就是说,目标实验的各个评分点的确定可以是按照顺序确定的。具体而言,在上述步骤S201中,电子设备可以首先基于第一评分点的预定条件,确定第一评分点对应的视频帧,再基于第二评分点的预定条件,确定该第二评分点的视频帧,依次类推,直至确定最后一个评分点对应的视频帧。
根据目标实验所对应的知识内容以及目标实验的操作规范,针对不同的目标实验,评分点可以是不同的,且评分点对应的预定条件也可以是不同的。因此,从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧的方式可以是不同的,对此,本发明实施例不做具体限定。
S202:针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据;
其中,该评分点的评判数据与各个目标对象的目标位置关系相关。
在确定每个评分点对应的视频帧后,电子设备便可以确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,进而,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据。
在上述步骤S201中,针对每一评分点,是基于视频帧中各个目标对象的目标位置关系确定该评分点对应的视频帧的,而在上述步骤S202中,针对每一评分点,是基于该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息确定该评分点的评判数据的,因此,针对每一评分点,该评分点的评判数据与该评分点对应的视频帧中各个目标对象的目标位置关系相关。
S203:针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分;
在执行完上述步骤S202,获得每个评分点的评判数据后,电子设备便可以基于每个评分点的评判数据,确定每个评分点的评分。
其中,根据目标实验所对应的知识内容以及目标实验的操作规范,针对不同的目标实验,基于每个评分点的评分数据确定该评分点的评分的方式可以不同。对此,本发明实施例不做具体限定。
S204:基于各个评分点的评分,计算待评分人员关于目标实验的评分结果。
在执行完上述步骤S203,获得每个评分点的评分后,电子设备便可以基于这些评分,计算待评分人员关于目标实验的评分结果。
基于上述对步骤S201的说明,待评分人员在每一个评分点获得的评分可以表明该人员对该评分点对应的知识内容的掌握情况,因此,便可以根据该人员在每个评分点所获得的评分确定该人员关于目标实验的评分结果。这样,便可以通过该评分结果反映该人员操作目标实验的情况,进而,反映该人员对目标实验所对应的知识内容的掌握情况。
显然,在确定该学生的评分结果时,每个评分点的权重可以是相同的,也可以根据每个评分点所对应的知识内容的难易程度,为每个评分点设置不同的权重,这都是合理的。
这样,电子设备在执行上述步骤S204时,可以直接将所获得的各个评分点的评分进行加和计算,将得到的和值作为上述待评分人员关于目标实验的评分结果;也可以根据各个评分点的权重,计算所获得的各个评分点与权重的乘积之和,将计算得到的乘积之和作为上述待评分人员关于目标实验的评分结果;这都是合理的。
基于上述对本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法的介绍,该方法可以适用于任一评分受实验器材位置关系影响的实验,即上述目标实验可以为任一评分受实验器材位置关系影响的实验,例如,平面镜成像实验、凹透镜成像规律实验等,这都是合理的。当然,上述目标实验也可以是其他涉及到实验器材位置关系的实验,对此,本发明实施例不做具体限定。
为了行文清晰,后续结合具体实施例会对上述各个步骤进行举例说明。
以上可见,应用本发明实施例提供的方案,老师在对学生实验操作情况进行评分时,不需要在旁边观察学生的实验操作过程,并基于所观察的内容进行评分,而是可以通过图像采集设备获取学生操作目标实验的操作录像,进而,由电子设备基于该操作录像自动获取该学生的关于该目标实验的评分结果。这样,便可以极大地减少老师在对学生的实验操作进行评分的工作量。
可选的,一种具体实现方式中,上述目标实验可以是凸透镜成像规律实验。
针对凸透镜成像规律实验而言,其实验器材可以包括蜡烛、光屏和凸透镜,该实验的目的是根据蜡烛火焰、光屏和凸透镜之间的位置关系,观察在光屏中得到的蜡烛火焰的倒像的大小与蜡烛火焰的大小的关系,来理解和掌握凸透镜成像的规律。
具体的,如图1所示,在一种凸透镜成像规律实验中,实验器材可以包括蜡烛110、凸透镜120、光屏130和滑轨150。其中,蜡烛110、凸透镜120和光屏130可以通过支架安装在滑轨150上,且这些支架可以在滑轨150上滑动,从而改变蜡烛110、凸透镜120和光屏130之间的距离,同时,根据滑轨150上的刻度,可以直接读取到蜡烛110、凸透镜120和光屏130三者之间的距离。则在该实验过程中,正确的实验操作以及取得的正确实验结果为:将凸透镜120设置在光屏130和蜡烛110之间;在点燃蜡烛110后,调整蜡烛110、凸透镜120和光屏130的高度,以使得蜡烛110的火焰、凸透镜120和光屏130的中心在同一高度上,这样,便可以在光屏130上得到蜡烛110的火焰的倒立的像140;接着,调整蜡烛110的火焰和凸透镜120的位置关系,改变二者之间的实际距离,这样,当蜡烛110的火焰和凸透镜120之间的实际距离大于凸透镜120的焦距的二倍数值时,会在光屏上呈现倒立的、小于蜡烛火焰大小的像140,当蜡烛110的火焰和凸透镜120之间的实际距离处于凸透镜120的焦距的一倍数值和二倍数值之间时,会在光屏上呈现倒立的、大于蜡烛火焰大小的像140。
需要说明的是,在凸透镜成像规律实验中,凸透镜的焦距是已知的。其中,凸透镜的焦距可以是在出厂时由生产商测量标注的,也可以是在凸透镜成像规律实验进行之前通过成像测试测量得到的,这都合理的。此外,在凸透镜成像规律实验过程中,实验器材只包括蜡烛、凸透镜和光屏,而不包括滑轨,这样,便可以将蜡烛、凸透镜和光屏通过直接放置在实验桌面上,并通过刻度尺等工具获得蜡烛、凸透镜和光屏三者之间的距离。
通过上述图1所示的一种凸透镜成像规律实验,可以确定在凸透镜成像规律实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的排列顺序;蜡烛火焰、凸透镜和光屏的中心的高度;以及蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离、凸透镜的焦距和光屏成像的大小之间的关系是凸透镜成像规律实验中的重要环节,且这三个环节时依次顺序进行的。即,在凸透镜成像规律实验中,首先判断凸透镜是否被设置在蜡烛和光屏之间;当凸透镜被设置在蜡烛和光屏之间时,点燃蜡烛后,判断蜡烛火焰、凸透镜和光屏的中心点是否为同一高度;进而,当蜡烛火焰、凸透镜和光屏的中心点为同一高度时,便可以移动蜡烛火焰和凸透镜,并在改变蜡烛火焰和凸透镜的实际距离的同时,判断当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离大于凸透镜的焦距的二倍数值时,是否在光屏上呈现倒立的、小于蜡烛火焰大小的像,以及当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离处于凸透镜的焦距的一倍数值和二倍数值之间时,是否在光屏上呈现倒立的、大于蜡烛火焰大小的像。
因此,当目标实验是凸透镜成像规律实验时,该目标实验便可以包括第一评分点、第二评分点和第三评分点,共三个评分点。
其中,第一评分点为:凸透镜在光屏和蜡烛的中间的评分点。也就是说,第一评分点对应的正确操作为:待评分人员在设置蜡烛、光屏和凸透镜时,将凸透镜设置在光屏和蜡烛的中间。
第二评分点为:蜡烛火焰、光屏与凸透镜的中心在同一高度上的评分点。也就是说,第二评分点对应的正确操作为:待评分人员在设置蜡烛、光屏和凸透镜时,在点燃蜡烛后,将蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心设置在同一高度上。
第三评分点为:光屏上成倒立缩小的像时判断物距与焦距的关系满足u>2f的评分点和/或光屏上成倒立放大的像时判断物距与焦距的关系满足f<u<2f的评分点,u为物距,f为焦距。其中,物距u为蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离,焦距f为凸透镜的焦距。也就是说,第三评分点对应的正确操作得到的实验结果为:当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离大于凸透镜的焦距的二倍数值时,会在光屏上呈现倒立的、小于蜡烛火焰大小的像,当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离处于凸透镜的焦距的一倍数值和二倍数值之间时,会在光屏上呈现倒立的、大于蜡烛火焰大小的像。
根据上述对凸透镜成像规律实验的介绍,上述第三评分点对应的操作是在第一评分点和第二评分点对应的操作完成后进行的,且在进行第三评分点对应的操作时,不会改变第一评分点和第二评分点对应的操作的结果。
这样,当目标实验是凸透镜成像规律实验时,一种具体实现方式中,上述第一评分点、第二评分点和第三评分点所对应的视频帧可以为不同的视频帧。而另一种具体实现方式中,第一评分点对应的视频帧和第二评分点对应的视频帧均为第三评分点对应的一个视频帧。
下面,当目标实验是凸透镜成像规律实验时,分别针对上述两种具体实现方式,对上述本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法中的步骤S201进行介绍。
首先,针对第一种具体实现方式,对上述步骤S201进行介绍。在该第一种具体实现方式中,上述第一评分点、第二评分点和第三评分点所对应的视频帧为不同的视频帧。
由于在凸透镜成像规律实验中,上述第三评分点的操作是在第一评分点和第二评分点对应的操作完成后进行的,因此,当上述第一评分点、第二评分点和第三评分点所对应的视频帧为不同的视频帧时,电子设备首先确定第一评分点对应的视频帧,再确定第二评分点对应的视频帧,最后确定第三评分点对应的视频帧。
这样,分别针对上述第一评分点、第二评分点和第三评分点,上述步骤S201,从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧,分别可以包括如下步骤:
具体的,针对第一评分点,上述步骤S201可以包括步骤A1-步骤A2:
步骤A1:按照操作录像的播放顺序,从操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛、光屏和凸透镜。
对于凸透镜成像规律实验而言,蜡烛、光屏和凸透镜是实验过程中所必需的实验器材,因此,在获取操作录像后,电子设备便可以按照操作录像的播放顺序,从该操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测录像画面中是否存在蜡烛、光屏和凸透镜。
其中,N可以为1,即从操作录像的第一帧开始检测是否存在蜡烛、光屏和凸透镜;N也可以为其他预定的数值,例如,5,10等,对此,本发明实施例不做具体限定。
可以理解的,当待评分人员开始进行凸透镜成像实验时,可能并不是马上进入实验操作环节,而是进行拿取实验器材、阅读实验说明等活动。那么,上述操作录像中开始播放后的一段时间内拍摄到的内容也就可以不是实验操作环节的内容。因此,为了节省评分时间、提高评分效率,电子设备可以不从第一帧开始检测,而是按照操作录像的播放顺序,从预定的第N帧开始检测。
其中,电子设备中可以内置用于检测蜡烛、光屏和凸透镜的算法,以使得电子设备可以检测操作录像的视频帧中是否存在蜡烛、光屏和凸透镜。其中,任一种能够实现蜡烛、光屏和凸透镜检测的算法均可应用于电子设备中。
步骤A2:在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛、光屏和凸透镜的位置信息,确定蜡烛、光屏和凸透镜是否位于同一水平线上,并在检测到位于同一水平线时,将该帧作为第一评分点所对应的视频帧。
按照操作录像的播放顺序,从预定的第N帧开始逐帧检测,当电子设备检测完一帧后,确定该帧中存在蜡烛、光屏和凸透镜。那么,电子设备便可以基于该帧中蜡烛、光屏和凸透镜的位置关系,进一步确定蜡烛、光屏和凸透镜是否位于同一水平线上,并在检测到位于同一水平线时,将该帧作为第一评分点所对应的视频帧。
针对第一评分点,该评分点对应的正确操作为:待评分人员在设置蜡烛、光屏和凸透镜时,将凸透镜设置在光屏和蜡烛的中间。也就是说:在凸透镜成像规律实验中,需要将蜡烛、光屏和凸透镜按照实验要求的排列顺序排列成一排。而排列后的蜡烛、光屏和凸透镜的位置关系在操作录像视频帧中的反映即为蜡烛、光屏和凸透镜位于同一水平线。因此,在上述步骤A2中,电子设备可以在检测到该帧中的蜡烛、光屏和凸透镜位于同一水平线时,确定该帧可以作为第一评分点所对应的视频帧。
具体的,电子设备可以通过多种方式确定操作录像视频帧中的蜡烛、光屏和凸透镜是否位于同一水平线。对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,可以预先在操作录像视频帧中建立二维坐标系,这样,电子设备便可以获得蜡烛、光屏和凸透镜上的各点在视频帧中的坐标。那么,当检测到视频帧中蜡烛、光屏和凸透镜的底部端点的纵坐标相同时,电子设备便可以确定蜡烛、光屏和凸透镜位于同一水平线,并确定该帧可以作为第一评分点所对应的视频帧。
其中,当实验器材中存在滑轨时,可以基于该滑轨建立上述二维坐标系,例如,以滑轨为横轴,以滑轨上任一点为原点,以过原点与滑轨垂直的线为纵轴,建立二维坐标系。
在确定第一评分点对应的视频帧后,针对第二评分点,上述步骤S201,从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验的每个评分点对应的视频帧,可以包括步骤B1-步骤B2:
步骤B1:按照操作录像的播放顺序,从第一评分点所对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰、光屏和凸透镜;
在凸透镜成像规律实验中,当按照实验要求的排列顺序将蜡烛、光屏和凸透镜排列成一列后,待评分人员便可以点燃蜡烛,进而,调整蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度,以使得三者的中心在同一高度上。因此,根据上述对第一评分点和第二评分点的介绍,第二评分点所对应的操作出现在第一评分点所对应的操作之后。这样,在确定第一评分点对应的视频帧后,电子设备便可以按照操作录像的播放顺序,从第一评分点对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰、光屏和凸透镜。
其中,电子设备中可以内置用于检测蜡烛火焰、光屏和凸透镜的算法,以使得电子设备可以检测操作录像的视频帧中是否存在蜡烛火焰、光屏和凸透镜。其中,任一种能够实现蜡烛火焰、光屏和凸透镜检测的算法均可应用于电子设备中。
步骤B2:在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的位置信息,判断该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化,如果是,对目标数值加1,否则,对目标数值清零,并且,在对目标数值加1后,判断目标数值是否达到预设数值,如果是,将该帧作为第二评分点对应的视频帧。
按照操作录像的播放顺序,从第一评分点所对应的视频帧开始逐帧检测,当电子设备检测完一后,确定该帧中存在蜡烛火焰、光屏和凸透镜。那么,电子设备便可以基于该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的信息位置,进一步判断该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化。
可以理解的,针对第二评分点,要确定蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心是否在同一高度上,那么,在调节完成蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度后,蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度可以不再变化。因此,在确定第二评分点所对应的视频帧的过程中,需要判断待评分人员是正在调整蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度,还是已经调整完成蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度。相应的,待评分人员的这些操作反映到操作录像视频帧中,即为:如果连续多帧视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点发生变化,则可以认为待评分人员正在调节蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度,如果连续多帧视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点不再发生变化,则可以认为待评分人员已经调节完成蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度。因此,在确定视频帧中存在蜡烛火焰、光屏和凸透镜后,则需要基于该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的信息位置,进一步判断该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化。
这样,当判断出该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点相对于上一帧未发生变化时,便可以对目标数值加1,也就是对蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点相对于上一帧未发生变化的视频帧进行计数;进而,电子设备便可以判断该目标数值是否达到预设数值,也就是判断是否存在连续预设数值帧视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点相对于上一帧未发生变化,如果达到,则说明存在连续预设数值帧视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点相对于上一帧未发生变化,即待评分人员已经调节完成蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度。如果未达到,则说明还未存在连续预设数值帧视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点相对于上一帧未发生变化,需要继续对下一帧进行检测和判断。
其中,上述预设数值可以根据实际应用的具体情况进行设定,例如可以为为5,也可以是10,还可以为8,这都是合理的。
而当判断出该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点相对于上一帧发生变化时,则可以说明待评分人员正在调节蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度,那么,则可以将目标数值清零,即重新对蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点相对于上一帧未发生变化的视频帧进行计数。这样,直至目标数值达到预设数值,确定第二评分点对应的视频帧。
具体的,电子设备可以通过多种方式确定操作录像视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化。对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,可以预先在操作录像视频帧中建立二维坐标系,这样,电子设备便可以获得蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点在视频帧中的坐标。那么,可以通过判断该视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点的纵坐标相对于上一帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点的纵坐标是否发生变化,便可以判断操作录像视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化。进而,电子设备可以执行后续操作,直至确定第二评分点所对应的视频帧。
在确定第二评分点对应的视频帧后,便可以继续确定第三评分点对应的视频帧,根据上述对凸透镜成像规律实验的介绍,第三评分点对应两种情况。因此,第三评分点对应的视频帧便可以包括:第一视频帧和第二视频帧。
这样,上述步骤S201,从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验的每个评分点对应的视频帧,可以包括步骤C1-步骤C2:
步骤C1:按照操作录像的播放顺序,从第二评分点所对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第一类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第一视频帧;
步骤C2:按照操作录像的播放顺序,从第三评分点所对应的第一视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第二类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第二视频帧;
其中,第一类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像;或者,第一类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像。
在凸透镜成像规律实验中,当待评分人员对蜡烛火焰、光屏和凸透镜的高度调节完成后,便可以调整蜡烛火焰和凸透镜的位置关系,观察二者的实际距离与凸透镜的焦距之间处于不同的数值关系时,光屏中的成像与蜡烛火焰的大小关系,进而,理解和记忆凸透镜成像规律。也就是说,在凸透镜成像规律实验中,执行后能够得到第三评分点对应的实验结果的实验操作,是在第二评分点对应的实验操作完成后进行的。
这样,在确定第二评分点对应的视频帧后,电子设备便可以按照操作录像的播放顺序,从第二评分点对应的视频帧开始,逐帧通过检测和判断确定第三评分点对应的第一视频帧和第二视频帧。
根据上述对凸透镜成像规律实验的说明,第三评分点对应的正确操作得到的两个实验结果分别为:当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离大于凸透镜的焦距的二倍数值时,会在光屏上呈现倒立的、小于蜡烛火焰大小的像;当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离处于凸透镜的焦距的一倍数值和二倍数值之间时,会在光屏上呈现倒立的、大于蜡烛火焰大小的像。因此,第三评分点对应的视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系可以为第一类关系或第二类关系,即第三评分点对应的视频帧中蜡烛火焰大于光屏中的成像,或者,蜡烛火焰小于光屏中的成像。
这样,按照操作录像的播放顺序,从第二评分点对应的视频帧开始,当电子设备检测到某一视频帧中存在蜡烛火焰和光屏中的像后,进而,便可以基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系。当判断结果为视频帧中蜡烛火焰大于光屏中的成像,或者,蜡烛火焰小于光屏中的成像,电子设备便可以将该帧确定为第三评分点对应的第一视频帧。为了描述清楚,可以将第三评分点对应的第一视频帧中的蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系称为第一类关系。显然,第一类关系可以为蜡烛火焰大于光屏中的成像,或者,蜡烛火焰小于光屏中的成像。
需要说明的是,待评分人员在进行凸透镜成像规律实验时,可以先取得蜡烛火焰大于光屏中的成像的实验结果,也可以先取得蜡烛火焰小于光屏中的成像的实验成果,因此,电子设备确定的第三评分点对应的第一视频帧中可以是视频帧中蜡烛火焰大于光屏中的成像,也可以是蜡烛火焰小于光屏中的成像,即先判断出哪种大小关系,第三评分点对应的第一视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像便呈现哪种大小关系。
这样,在确定了第三评分点对应的第一视频帧后,电子设备也就可以获知该第一视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像所呈现的大小关系。这样,电子设备便可以按照操作录像的播放顺序,从该第一视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在每一帧检测完成后,如果在该帧中检测到蜡烛火焰和光屏中的像,便可以基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第二类关系,当判断结果为视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系为第二类关系时,电子设备便可以将该帧确定为第三评分点对应的第二视频帧。
其中,当上述第一类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像,那么上述第二类关系便为蜡烛火焰小于光屏中的成像;反之,当上述第一类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像,那么上述第二类关系便为蜡烛火焰大于光屏中的成像。
其中,电子设备中可以内置用于检测蜡烛火焰和光屏中的成像的算法,以使得电子设备可以检测操作录像的视频帧中是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像。其中,任一种能够实现蜡烛火焰和光屏中的成像检测的算法均可应用于电子设备中。
具体的,电子设备可以通过多种方式基于视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系。对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,可以预先在操作录像视频帧中建立二维坐标系,这样,电子设备便可以获得蜡烛火焰和光屏中的成像所对应目标框的四个顶点的坐标,进而,便可以根据所获得的两个目标框的四个顶点的坐标分别计算两个目标框在视频帧中面积。从而,电子设备便可以通过比较这两个目标框在视频帧中的面积的大小来判断蜡烛火焰和光屏中的成像的大小。其中,当蜡烛火焰所对应目标框在视频帧中的面积大于光屏中的成像所对应目标框在视频帧中的面积,则电子设备可以确定蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像;反之,当蜡烛火焰所对应目标框在视频帧中的面积小于光屏中的成像所对应目标框在视频帧中的面积,则电子设备可以确定蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像。
接着,针对上述目标实验是凸透镜成像规律实验时,第二种具体实现方式,对上述步骤S201进行介绍。
在该第二种具体实现方式中,凸透镜成像规律实验的第一评分点对应的视频帧和第二评分点对应的视频帧均为第三评分点对应的一个视频帧。其中,在该第二种具体实现方式中,第三评分点对应的视频帧也可以包括:第一视频帧和第二视频帧;
这样,上述步骤S201,从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验的每个评分点对应的视频,,可以包括步骤D1-步骤D3:
步骤D1:按照操作录像的播放顺序,从操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第一类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第一视频帧;
步骤D2:按照操作录像的播放顺序,从第三评分点所对应的第一视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第二类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第二视频帧;
步骤D3:将第三评分点所对应的第一视频帧或第二视频帧确定为第一评分点所对应的视频帧;并将第三评分点所对应的第一视频帧或第二视频帧确定为第一评分点所对应的视频帧;
其中,第一类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像;或者,第一类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像。
根据上述对目标实验是凸透镜成像规律实验时,第一种具体实现方式中确定第三评分点对应的视频帧的步骤的介绍,在凸透镜成像规律实验中,第三评分点所对应的实验操作是在第一评分点和第二评分点对应的实验操作完成后进行的,且在进行第三评分点所对应的实验操作时并不改变第一评分点和第二评分点对应的实验操作的实验结果。因此,电子设备确定的第三评分点对应的视频帧同样可以符合第一评分点和第二评分点对应的预定条件。
基于上述说明,电子设备在执行上述步骤D1和D2,得到第三评分点对应的第一视频帧和第二视频帧后,便可以继续执行上述步骤D3,确定第一评分点和第二评分点对应的视频帧。其中,可以将第三评分点所对应的第一视频帧或第二视频帧确定为第一评分点和第二评分点所对应的视频帧,即第一评分点和第二评分点对应的视频帧均为第三评分点对应的第一视频帧或均为第三评分点对应的第二视频帧;也可以是将第三评分点所对应的第一视频帧和第二视频帧分别确定为第一评分点和第二评分点所对应的视频帧,即一种情况中:第一评分点对应的视频帧为第三评分点对应的第一视频帧,第二评分点对应的视频帧为第三评分点对应的第二视频帧;另一种情况中,第一评分点对应的视频帧为第三评分点对应的第二视频帧,第二评分点对应的视频帧为第三评分点对应的第一视频帧。这都是合理的。
可以理解的,待评分人员在进行凸透镜成像规律实验时,是在进行了一段时间的操作后,才会进入到第三评分点所对应的实验操作环节。这样,按照录像视频的播放顺序,播放录像是在播放了一段时间之后,才可以出现符合第三评分点所对应的预定条件,因此,电子设备在执行上述步骤D1时,便可以从操作录像的预定的第N帧开始。
其中,N可以为1,即从操作录像的第一帧开始检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;N也可以为其他预定的数值,例如,15,20等。对此,本发明实施例不做具体限定。
需要说明的是,电子设备执行上述步骤D1和D2的具体方式可以与电子设备执行上述步骤C1和C2的方式相同,再次不再赘述。
根据上述对本发明实施例提供一种基于视频的评分方法的介绍,电子设备在执行完上述步骤S201,确定目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧后,便可以继续执行上述步骤S202,针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据;以及上述步骤S203,针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分。
下面,以目标实验为凸透镜成像规律实验为例,对上述步骤S202和S203进行具体介绍。
需要说明的是,电子设备可以针对每一评分点,在确定该评分点对应的视频帧后,继续执行步骤S202和S203,确定该评分点的评分;也可以在确定了目标实验所包括的所有评分点分别对应的视频帧后,在分别针对每一评分点对应的视频帧,执行上述步骤S202和S203,确定每一评分点的评分。这都是合理的。
以下,分别针对凸透镜成像规律实验所包括的第一评分点、第二评分点和第三评分点,对电子设备执行步骤S202和步骤S203的具体方式进行介绍。
针对第一评分点,上述步骤S202可以包括:确定第一评分点对应的视频帧中蜡烛、光屏和凸透镜的位置信息,基于蜡烛、光屏和凸透镜的位置信息,确定蜡烛、光屏和凸透镜所对应目标框中预定位置的参考点,基于各个参考点的横坐标的大小关系,确定蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序。
根据上述对凸透镜成像规律实验包括的各个评分点的介绍,第一评分点为:凸透镜在光屏和蜡烛的中间的评分点。因此,第一评分点的评判数据便可以为:第一评分点对应的视频帧中蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序。
具体的,电子设备可以确定蜡烛、光屏和凸透镜在第一评分点对应的视频帧中的位置信息,进而,基于这些位置信息,确定蜡烛、光屏和凸透镜所对应目标框中预定位置的参考点,这样,便可以根据所确定的各个参考点的横坐标的大小关系,确定蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序。这样,电子设备便可以将该排列顺序作为第一评分点的评判数据。
显然,根据坐标系中点的横坐标的大小与顺序的关系,在上述电子设备所确定的参考点中,当蜡烛、光屏和凸透镜中的任一个的参考点的横坐标的数值介于另外两个的参考点的横坐标之间时,便可以确定该目标对象位于另外两个目标对象之间。
例如,蜡烛的参考点的横坐标大于光屏的参考点的横坐标,小于凸透镜的参考点的横坐标,则蜡烛位于光屏和凸透镜之间。
需要说明的是,电子设备可以通过多种方式执行上述步骤S202所包括的内容,确定蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序。
例如,可以预先在操作录像视频帧中建立二维坐标系,这样,电子设备便可以获得蜡烛、光屏和凸透镜所对应目标框上的各点在第一评分点对应的视频帧中的坐标。进而,在这些坐标中选取蜡烛、光屏和凸透镜所对应目标框的中心点的横坐标。那么,电子设备便可以通过判断蜡烛、光屏和凸透镜所对应目标框的中心点的横坐标的大小关系确定蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序。
电子设备在确定蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序,并将该排列顺序作为第一评分点的评判数据后,便可以执行上述步骤S203,确定第一评分点的评分。
根据上述对凸透镜成像规律实验包括的各个评分点的介绍,第一评分点对应的正确操作为:待评分人员在设置蜡烛、光屏和凸透镜时,将凸透镜设置在光屏和蜡烛的中间。因此,上述步骤S203可以包括步骤E1-E2:
步骤E1:当蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序为:凸透镜位于光屏和蜡烛之间时,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分;
步骤E2:当蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序为:光屏位于凸透镜和蜡烛之间或蜡烛位于凸透镜和光屏之间时,确定该评分点的评分:该评分点的错误操作所对应的评分。
由于在第一评分点对应的视频帧中,蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序是通过蜡烛、光屏和凸透镜所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标的大小关系反映的。
因此,上述步骤E1具体可以为:当凸透镜所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标大于光屏所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标,且小于蜡烛所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标时,或者,当凸透镜所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标小于光屏所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标,且大于蜡烛所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标时,便可以确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分。
上述步骤E2具体可以为:当凸透镜所对应的目标框中预定位置的参考点的横坐标是所确定的三个参考点的横坐标中的最大值或最小值时,便可以确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
其中,该评分点的正确操作所对应的评分可以为10分,也可以为其他设定的分值;该评分点的错误操作所对应的评分可以为0分,也可以为其他设定的分支。这都是合理的。
针对第二评分点,上述步骤S202可以包括:确定第二评分点对应的视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的位置信息,基于蜡烛火焰、光屏和凸透镜的位置信息,确定蜡烛火焰、光屏和凸透镜所对应目标框的中心点,计算所确定的三个中心点的纵坐标的方差。
根据上述对凸透镜成像规律实验包括的各个评分点的介绍,第二评分点为:蜡烛火焰、光屏与凸透镜的中心在同一高度上的评分点。对于多个数字而言,方差是可以用于反映这些数字的接近程度的重要指标,因此,第二评分点的评判数据便可以为:第二评分点对应的视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜所对应目标框的中心点的纵坐标的方差。
具体的,电子设备可以确定蜡烛火焰、光屏和凸透镜在第二评分点对应的视频帧中的位置信息,进而,基于这些位置信息,确定蜡烛火焰、光屏和凸透镜所对应目标框的中心点,并计算所确定的三个中心点的纵坐标的方差。这样,电子设备便可以将该方差作为第二评分点的评判数据。
需要说明的是,电子设备便可以通过多种方式执行上述步骤S202所包括的内容,计算所确定的三个中心点的纵坐标的方差。
例如,可以预先在操作录像视频帧中建立二维坐标系,这样,电子设备便可以获得蜡烛、光屏和凸透镜所对应目标框的中心点在第二评分点对应的视频帧中的纵坐标。进而,计算所确定的三个中心点的纵坐标的方差。
电子设备在计算得到上述所确定的三个中心点的纵坐标的方差,并将该方差作为第二评分点的评判数据后,便可以执行上述步骤S203,确定第二评分点的评分。
根据上述对凸透镜成像规律实验包括的各个评分点的介绍,第二评分点对应的正确操作为:待评分人员在设置蜡烛、光屏和凸透镜时,在点燃蜡烛后,将蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心设置在同一高度上。因此,可以根据方差的大小,确定上述三个中心点的纵坐标的接近程度,即确定蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心的高度的接近程度,并可以基于该接近程度确定第二评分点的评分。
具体的,上述步骤S203可以包括:按照如下公式,计算该评分点的评分:
Figure BDA0001830878560000221
其中,Score为计算得到的第二评分点的评分,Var为三个中心点的纵坐标的方差。
例如,当Var=0.01时,Score=9.99,电子设备可以确定第二评分点的评分为9.99;当Var=0.8时,Score=9.23,电子设备可以确定第二评分点的评分为9.23。
当然,电子设备也可以通过其他方式,基于上述所确定的三个中心点的纵坐标的方差,确定第二评分点的评分。对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,当Var∈[0,1]时,确定Score=10,即确定第二评分点的评分为10;当Var∈(1,3.5]时,确定Score=5,即确定第二评分点的评分为5;当Var>3.5时,确定Score=0,即确定第二评分点的评分为0。
针对第三评分点,由于第三评分点对应的视频帧包括第一视频帧和第二视频帧,因此,上述步骤S202便可以包括步骤F1-F2:
步骤F1:针对第三评分点,确定第三评分点对应的第一视频帧中蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,基于蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,确定蜡烛火焰和凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离,获得实际距离与凸透镜的焦距在第一视频帧中的第一长度关系;确定第一视频帧所对应的第一对象大小关系,第一对象大小关系为:第一视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系;
步骤F2:针对第三评分点,确定第三评分点对应的第二视频帧中蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,基于蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,确定蜡烛火焰和凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离,获得实际距离与凸透镜的焦距在第二视频帧中的第二长度关系;确定第二视频帧所对应的第二对象大小关系,第二对象大小关系为:第二视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系;
其中,当第一长度关系为L∈(F,2F)时,第二长度关系为L>2F;而当第一长度关系为L>2F时,第二长度关系为L∈(F,2F);L为蜡烛火焰和凸透镜的实际距离,F为凸透镜的焦距。
根据上述对凸透镜成像规律实验包括的各个评分点的介绍,第三评分点为:光屏上成倒立缩小的像时判断物距与焦距的关系满足u>2f的评分点和/或光屏上成倒立放大的像时判断物距与焦距的关系满足f<u<2f的评分点。因此,第三评分点的评判数据便可以为:第三评分点对应的视频帧中蜡烛火焰和凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离与凸透镜的焦距的长度关系,以及蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系。
具体的,针对第三评分点对应的第一视频帧,电子设备可以确定蜡烛火焰和凸透镜的位置信息在该第一视频帧中的位置信息,进而,便可以确定在该第一视频帧中,蜡烛火焰和凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离与凸透镜的焦距在第一视频帧中的第一长度关系。显然,该第一长度关系可以为:L∈(F,2F),或者,该第一长度关系可以为:L>2F。同时,电子设备还可以进一步确定光屏中的成像在该第一视频帧中的位置信息,进而,确定第一视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系,该大小关系可以称为第一对象大小关系。这样,电子设备便可以将上述第一长度关系和第一对像大小关系作为上述第一视频帧中第三评分的评判数据。
相对应的,在上述第一视频帧中第三评分的评判数据确定后,电子设备便可以在第三评分对应的第二视频帧中,蜡烛火焰和凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离与凸透镜的焦距在第二视频帧中的第二长度关系,以及第二视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系。其中,该大小关系可以称为第二对象大小关系。这样,电子设备便可以将上述第二长度关系和第二对像大小关系作为上述第二视频帧中第三评分的评判数据。
显然,当第一长度关系为L∈(F,2F)时,第二长度关系为L>2F;而当第一长度关系为L>2F时,第二长度关系为L∈(F,2F)。
需要说明的是,电子设备可以通过多种方式确定上述第一长度关系、第二长度关系、第一对象大小关系和第二对象大小关系。其中,第一长度关系和第二长度关系的确定方法可以相同,也可以不同;第一对象大小关系和第二对象大小关系可以相同,也可以不同。对此,本发明实施例不做具体限定。
下面,以第一长度关系和第一对象大小关系为例,对确定第一长度关系、第二长度关系、第一对象大小关系和第二对象大小关系的方法举例介绍。
例如,可以预先在操作录像视频帧中建立二维坐标系,这样,电子设备便可以获得蜡烛火焰、凸透镜和光屏中的成像所对应目标框上的各点在第三评分点对应的第一视频帧中的坐标。进而,可以获得蜡烛火焰和凸透镜所对应的目标框的中心点的横坐标,根据所获得的两个横坐标,电子设备便可以获得蜡烛火焰和凸透镜在该第一视频帧中的距离。这样,通过转换计算,电子设备便可以获得在拍摄该第一视频帧时,蜡烛火焰和凸透镜的实际距离。进而,获得该实际距离与凸透镜的焦距在该第一视频帧中的第一长度关系。
同时,电子设备可以根据获得的蜡烛火焰和光屏中的成像所对应目标框的四个顶点的坐标,计算蜡烛火焰和光屏中的成像所对应的目标框在该第一视频帧中的面积,从而,电子设备便可以根据比较这两个目标框在该第一视频帧中的面积的大小来获得蜡烛火焰和光屏中的成像的第一大小关系。
其中,电子设备可以通过多种转换计算关系,根据蜡烛火焰和凸透镜在该第一视频帧中的距离确定在拍摄该第一视频帧时,蜡烛火焰和凸透镜的实际距离。对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,电子设备可以根据拍摄操作录像的摄像机的参数,基于该摄像机的内、外成像矩阵,将蜡烛火焰和凸透镜在该第一视频帧中的距离转换为在拍摄该第一视频帧时,蜡烛火焰和凸透镜的实际距离;
又例如,当实验器材中存在滑轨时,电子设备可以通过滑轨在视频帧的长度方向所占据的像素点的数量以及滑轨的实际长度,计算视频帧中一个像素点所对应的单位实际距离。从而,电子设备在获得蜡烛火焰和凸透镜在该第一视频帧中的距离后,可以获得该距离所包括的像素点个数,进而,便可以计算单位实际距离与像素点个数的乘积,则该乘积即为在拍摄该第一视频帧时,蜡烛火焰和凸透镜的实际距离。
又例如,当实验器材中存在滑轨时,电子设备可以通过滑轨两端在视频帧中的横坐标获得滑轨在视频帧中的长度,这样,便可以通过该长度以及滑轨的实际长度,计算视频帧中一个单位的横坐标对应的单位实际距离。从而,电子设备在获得蜡烛火焰和凸透镜在该第一视频帧中的距离后,便可以计算该距离与上述单位实际长度的乘积,则该乘积即为在拍摄该第一视频帧时,蜡烛火焰和凸透镜的实际距离。
电子设备在确定第一长度关系和第一对像大小关系,并将第一长度关系和第一对像大小关系作为上述第一视频帧中第三评分点的评判数据;以及确定第二长度关系和第二对像大小关系,并将第二长度关系和第二对像大小关系作为上述第二视频帧中第三评分点的评判数据后,电子设备便可以执行上述步骤S203,确定第一视频帧和第二视频帧中第三评分点的评分。
其中,电子设备可以在确定第一视频帧中第三评分点的评判数据并确定第一视频帧中第三评分点的评分后,再确定第二视频帧中第三评分点的评判数据并确定第二视频帧中第三评分点的评分;也可以在确定第一视频帧中第三评分点的评判数据并确定第二视频帧中第三评分点的评判数据后,再确定第一视频帧和第二视频帧中第三评分点的评分。这都是合理的。
根据上述对凸透镜成像规律实验包括的各个评分点的介绍,第三评分点对应的正确操作得到的实验结果为:当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离大于凸透镜的焦距的二倍数值时,会在光屏上呈现倒立的、小于蜡烛火焰大小的像,当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离处于凸透镜的焦距的一倍数值和二倍数值之间时,会在光屏上呈现倒立的、大于蜡烛火焰大小的像。
此外,根据上述介绍,当第一长度关系为L∈(F,2F)时,第二长度关系为L>2F;而当第一长度关系为L>2F时,第二长度关系为L∈(F,2F)。因此,上述步骤S203可以包括以下两种情况:
在第一种情况中,第一长度关系为L∈(F,2F),第二长度关系为L>2F。
这样,上述步骤S203具体可以为:判断第一对象大小关系是否为蜡烛火焰大于光屏中的成像,如果判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;并判断第二对象大小关系是否为蜡烛火焰小于光屏中的成像,当判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
也就是,针对第三评分点对应的第一视频帧,判断当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离处于凸透镜的焦距的一倍数值和二倍数值之间时,是否会在光屏上呈现倒立的、大于蜡烛火焰大小的像。如果是,则说明在该第一视频帧中取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第一视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分;否则,则说明在该第一视频帧中没有取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第一视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
针对第三评分点对应的第二视频帧,判断当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离大于凸透镜的焦距的二倍数值时,是否会在光屏上呈现倒立的、小于蜡烛火焰大小的像。如果是,则说明在该第二视频帧中取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第二视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分;否则,则说明在该第二视频帧中没有取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第二视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
在第二种情况中,第一长度关系为L>2F,第二长度关系为L∈(F,2F)。
这样,上述步骤S203具体可以为:判断第一对象大小关系是否为蜡烛火焰小于光屏中的成像,如果判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;并判断第二对象大小关系是否为蜡烛火焰大于光屏中的成像,当判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
也就是,针对第三评分点对应的第一视频帧,判断当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离大于凸透镜的焦距的二倍数值时,是否会在光屏上呈现倒立的、小于蜡烛火焰大小的像。如果是,则说明在该第一视频帧中取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第一视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分;否则,则说明在该第一视频帧中没有取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第一视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
针对第三评分点对应的第二视频帧,判断当蜡烛火焰和凸透镜之间的实际距离处于凸透镜的焦距的一倍数值和二倍数值之间时,是否会在光屏上呈现倒立的、大于蜡烛火焰大小的像。如果是,则说明在该第二视频帧中取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第二视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分;否则,则说明在该第二视频帧中没有取得正确的操作结果,因此,可以确定在该第二视频帧中,第三评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
其中,该评分点的正确操作所对应的评分可以为5分,也可以为其他设定的分值;该评分点的错误操作所对应的评分可以为0分,也可以为其他设定的分支。这都是合理的。
相应于上述本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法,本发明实施例还提供了一种基于视频的评分装置。
图3为本发明实施例提供的一种基于视频的评分装置,如图3所示,该装置可以包括如下模块:
视频帧获取模块310,用于从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧;其中,任一评分点对应的视频帧用于评判该评分点的分数且符合该评分点对应的预定条件,预定条件包括:存在与该评分点相关的各个目标对象,且各个目标对象的目标位置关系为待评分人员所调整完毕的位置关系,目标位置关系为该评分点对应的位置关系;
评判数据确定模块320,用于针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据,其中,该评分点的评判数据与各个目标对象的目标位置关系相关;
评分确定模块330,用于针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分;
评分结果计算模块340,用于基于各个评分点的评分,计算待评分人员关于目标实验的评分结果。
以上可见,应用本发明实施例提供的方案,老师在对学生实验操作情况进行评分时,不需要在旁边观察学生的实验操作过程,并基于所观察的内容进行评分,而是可以通过图像采集设备获取学生操作目标实验的操作录像,进而,由电子设备基于该操作录像自动获取该学生的关于该目标实验的评分结果。这样,便可以极大地减少老师在对学生的实验操作进行评分的工作量。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述目标实验可以为凸透镜成像规律实验,该目标实验所包括的评分点可以包括:第一评分点、第二评分点和第三评分点。
其中,上述第一评分点可以为:凸透镜在光屏和蜡烛的中间的评分点,上述第二评分点可以为:蜡烛火焰、光屏与凸透镜的中心在同一高度上的评分点,上述第三评分点可以为:光屏上成倒立缩小的像时判断物距与焦距的关系满足u>2f的评分点和/或光屏上成倒立放大的像时判断物距与焦距的关系满足f<u<2f的评分点,u为物距,f为焦距。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述第一评分点、第二评分点和第三评分点所对应的视频帧可以为不同的视频帧。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述视频帧获取模块310可以包括:
第一检测子模块,用于针对第一评分点,按照操作录像的播放顺序,从操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛、光屏和凸透镜;
第一确定子模块,用于在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛、光屏和凸透镜的位置信息,确定蜡烛、光屏和凸透镜是否位于同一水平线上,并在检测到位于同一水平线时,将该帧作为第一评分点所对应的视频帧。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述视频帧获取模块310可以包括:
第二检测子模块,用于针对第二评分点,按照操作录像的播放顺序,从第一评分点所对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰、光屏和凸透镜;
第二确定子模块,用于在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的位置信息,判断该帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化,如果是,对目标数值加1,否则,对目标数值清零,并且,在对目标数值加1后,判断目标数值是否达到预设数值,如果是,将该帧作为第二评分点对应的视频帧。
作为本发明实施例的一种实施方式,第三评分点对应的视频帧可以包括:第一视频帧和第二视频帧;上述视频帧获取模块310可以包括:
第三检测子模块,用于针对第三评分点,按照操作录像的播放顺序,从第二评分点所对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第一类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第一视频帧;
第四检测子模块,用于按照操作录像的播放顺序,从第三评分点所对应的第一视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第二类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第二视频帧;
其中,第一类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像;或者,第一类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像。
作为本发明实施例的一种实施方式,第一评分点对应的视频帧和第二评分点对应的视频帧可以均为第三评分点对应的一个视频帧。
作为本发明实施例的一种实施方式,第三评分点对应的视频帧可以包括:第一视频帧和第二视频帧;上述视频帧获取模块310可以包括:
第五检测子模块,用于按照操作录像的播放顺序,从操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第一类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第一视频帧;
第六检测子模块,用于按照操作录像的播放顺序,从第三评分点所对应的第一视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的位置信息,判断蜡烛火焰和光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第二类关系,如果是,将该帧作为第三评分点对应的第二视频帧;
第二确定子模块,用于将第三评分点所对应的第一视频帧或第二视频帧确定为第一评分点所对应的视频帧;并将第三评分点所对应的第一视频帧或第二视频帧确定为第一评分点所对应的视频帧;
其中,第一类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像;或者,第一类关系为:蜡烛火焰小于光屏中的成像,第二类关系为:蜡烛火焰大于光屏中的成像。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述评判数据确定模块320可以包括:
排列顺序确定子模块,用于针对第一评分点,确定第一评分点对应的视频帧中蜡烛、光屏和凸透镜的位置信息,基于蜡烛、光屏和凸透镜的位置信息,确定蜡烛、光屏和凸透镜所对应目标框中预定位置的参考点,基于各个参考点的横坐标的大小关系,确定蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述评分确定模块330可以具体用于:
针对第一评分点,当蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序为:凸透镜位于光屏和蜡烛之间时,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分;
当蜡烛、光屏和凸透镜的排列顺序为:光屏位于凸透镜和蜡烛之间或蜡烛位于凸透镜和光屏之间时,确定该评分点的评分:该评分点的错误操作所对应的评分。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述评判数据确定模块320可以包括:
方差计算子模块,用于针对第二评分点,确定第二评分点对应的视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的位置信息,基于蜡烛火焰、光屏和凸透镜的位置信息,确定蜡烛火焰、光屏和凸透镜所对应目标框的中心点,计算所确定的三个中心点的纵坐标的方差。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述评分确定模块330可以具体用于:
针对第二评分点,按照如下公式,计算该评分点的评分:
Figure BDA0001830878560000311
其中,Score为计算得到的第二评分点的评分,Var为三个中心点的纵坐标的方差。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述评判数据确定模块320可以包括:
第一关系确定子模块,用于针对第三评分点,确定第三评分点对应的第一视频帧中蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,基于蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,确定蜡烛火焰和凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离,获得实际距离与凸透镜的焦距在第一视频帧中的第一长度关系;确定第一视频帧所对应的第一对象大小关系,第一对象大小关系为:第一视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系;
第二关系确定子模块,用于针对第三评分点,确定第三评分点对应的第二视频帧中蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,基于蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,确定蜡烛火焰和凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离,获得实际距离与凸透镜的焦距在第二视频帧中的第二长度关系;确定第二视频帧所对应的第二对象大小关系,第二对象大小关系为:第二视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系;
其中,第一长度关系为L∈(F,2F),第二长度关系为L>2F;或者,第一长度关系为L>2F,第二长度关系为L∈(F,2F);L为蜡烛火焰和凸透镜的实际距离,F为凸透镜的焦距。
作为本发明实施例的一种实施方式,上述评分确定模块330可以具体用于:
针对第三评分点,当第一长度关系为L∈(F,2F),第二长度关系为L>2F时,判断第一对象大小关系是否为蜡烛火焰大于光屏中的成像,如果判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;并判断第二对象大小关系是否为蜡烛火焰小于光屏中的成像,当判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;
或者,
针对第三评分点,当第一长度关系为L>2F,第二长度关系为L∈(F,2F)时,判断第一对象大小关系是否为蜡烛火焰小于光屏中的成像,如果判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;并判断第二对象大小关系是否为蜡烛火焰大于光屏中的成像,当判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
本发明实施例还提供了一种电子设备,如图4所示,包括处理器401、通信接口402、存储器403和通信总线404,其中,处理器401,通信接口402,存储器403通过通信总线404完成相互间的通信,
存储器403,用于存放计算机程序;
处理器401,用于执行存储器403上所存放的程序时,实现上述本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述本发明实施例提供的一种基于视频的评分方法。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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,均包含在本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.一种基于视频的评分方法,其特征在于,所述方法包括:
从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧;其中,任一评分点对应的视频帧用于评判该评分点的分数且符合该评分点对应的预定条件,所述预定条件包括:存在与该评分点相关的各个目标对象,且所述各个目标对象的目标位置关系为所述待评分人员所调整完毕的位置关系,所述目标位置关系为该评分点对应的位置关系;
针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据,其中,该评分点的评判数据与所述各个目标对象的目标位置关系相关;
针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分;
基于各个评分点的评分,计算所述待评分人员关于所述目标实验的评分结果。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标实验为凸透镜成像规律实验;
所述目标实验所包括的评分点包括:第一评分点、第二评分点和第三评分点,其中,所述第一评分点为:凸透镜在光屏和蜡烛的中间的评分点,所述第二评分点为:蜡烛火焰、光屏与凸透镜的中心在同一高度上的评分点,所述第三评分点为:光屏上成倒立缩小的像时判断物距与焦距的关系满足u>2f的评分点和/或光屏上成倒立放大的像时判断物距与焦距的关系满足f<u<2f的评分点,u为所述物距,f为所述焦距。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一评分点、所述第二评分点和所述第三评分点所对应的视频帧为不同的视频帧。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验的每个评分点对应的视频帧的步骤,包括:
针对所述第一评分点,按照所述操作录像的播放顺序,从所述操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛、光屏和凸透镜;
在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜的位置信息,确定所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜是否位于同一水平线上,并在检测到位于同一水平线时,将该帧作为所述第一评分点所对应的视频帧。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验的每个评分点对应的视频帧的步骤,包括:
针对所述第二评分点,按照所述操作录像的播放顺序,从所述第一评分点所对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜;
在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜的位置信息,判断该帧中所述蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化,如果是,对目标数值加1,否则,对所述目标数值清零,并且,在所述对目标数值加1后,判断所述目标数值是否达到预设数值,如果是,将该帧作为所述第二评分点对应的视频帧。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第三评分点对应的视频帧包括:第一视频帧和第二视频帧;
所述从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验的每个评分点对应的视频帧的步骤,包括:
针对所述第三评分点,按照所述操作录像的播放顺序,从所述第二评分点所对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在所述蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像的位置信息,判断所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第一类关系,如果是,将该帧作为所述第三评分点对应的第一视频帧;
按照所述操作录像的播放顺序,从所述第三评分点所对应的第一视频帧开始,逐帧检测是否存在所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像的位置信息,判断所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第二类关系,如果是,将该帧作为所述第三评分点对应的第二视频帧;
其中,所述第一类关系为:所述蜡烛火焰大于所述光屏中的成像,所述第二类关系为:所述蜡烛火焰小于所述光屏中的成像;或者,所述第一类关系为:所述蜡烛火焰小于所述光屏中的成像,所述第二类关系为:所述蜡烛火焰大于所述光屏中的成像。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一评分点对应的视频帧和所述第二评分点对应的视频帧均为所述第三评分点对应的一个视频帧。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第三评分点对应的视频帧包括:第一视频帧和第二视频帧;
所述从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验的每个评分点对应的视频帧的步骤,包括:
按照所述操作录像的播放顺序,从所述操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测是否存在所述蜡烛火焰和光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像的位置信息,判断所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第一类关系,如果是,将该帧作为所述第三评分点对应的第一视频帧;
按照所述操作录像的播放顺序,从所述第三评分点所对应的第一视频帧开始,逐帧检测是否存在所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像;在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像的位置信息,判断所述蜡烛火焰和所述光屏中的成像在该帧中的大小关系是否为第二类关系,如果是,将该帧作为所述第三评分点对应的第二视频帧;
将所述第三评分点所对应的第一视频帧或第二视频帧确定为所述第一评分点所对应的视频帧;并将所述第三评分点所对应的第一视频帧或第二视频帧确定为所述第一评分点所对应的视频帧;
其中,所述第一类关系为:所述蜡烛火焰大于所述光屏中的成像,所述第二类关系为:所述蜡烛火焰小于所述光屏中的成像;或者,所述第一类关系为:所述蜡烛火焰小于所述光屏中的成像,所述第二类关系为:所述蜡烛火焰大于所述光屏中的成像。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据的步骤,包括:
针对所述第一评分点,确定所述第一评分点对应的视频帧中蜡烛、光屏和凸透镜的位置信息,基于所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜的位置信息,确定所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜所对应目标框中预定位置的参考点,基于各个参考点的横坐标的大小关系,确定所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜的排列顺序。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分的步骤,包括:
针对所述第一评分点,当所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜的排列顺序为:所述凸透镜位于所述光屏和所述蜡烛之间时,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分;
当所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜的排列顺序为:所述光屏位于所述凸透镜和所述蜡烛之间或所述蜡烛位于所述凸透镜和所述光屏之间时,确定该评分点的评分:该评分点的错误操作所对应的评分。
11.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据的步骤,包括:
针对所述第二评分点,确定所述第二评分点对应的视频帧中蜡烛火焰、光屏和凸透镜的位置信息,基于所述蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜的位置信息,确定所述蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜所对应目标框的中心点,计算所确定的三个中心点的纵坐标的方差。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分的步骤,包括:
针对所述第二评分点,按照如下公式,计算该评分点的评分:
Figure FDA0001830878550000041
其中,Score为计算得到的所述第二评分点的评分,Var为所述三个中心点的纵坐标的方差。
13.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据的步骤,包括:
针对所述第三评分点,确定所述第三评分点对应的第一视频帧中蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,基于所述蜡烛火焰和所述凸透镜的位置信息,确定所述蜡烛火焰和所述凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离,获得所述实际距离与所述凸透镜的焦距在所述第一视频帧中的第一长度关系;确定所述第一视频帧所对应的第一对象大小关系,所述第一对象大小关系为:所述第一视频帧中所述蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系;
针对所述第三评分点,确定所述第三评分点对应的第二视频帧中所述蜡烛火焰和凸透镜的位置信息,基于所述蜡烛火焰和所述凸透镜的位置信息,确定所述蜡烛火焰和所述凸透镜所对应目标框的中心点的实际距离,获得所述实际距离与所述凸透镜的焦距在所述第二视频帧中的第二长度关系;确定所述第二视频帧所对应的第二对象大小关系,所述第二对象大小关系为:所述第二视频帧中蜡烛火焰和光屏中的成像的大小关系;
其中,所述第一长度关系为L∈(F,2F),所述第二长度关系为L>2F;或者,所述第一长度关系为L>2F,所述第二长度关系为L∈(F,2F);L为所述蜡烛火焰和所述凸透镜的实际距离,F为所述凸透镜的焦距。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分的步骤,包括:
针对所述第三评分点,当所述第一长度关系为L∈(F,2F),所述第二长度关系为L>2F时,判断所述第一对象大小关系是否为所述蜡烛火焰大于所述光屏中的成像,如果判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;并判断所述第二对象大小关系是否为所述蜡烛火焰小于所述光屏中的成像,当判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;
或者,
针对所述第三评分点,当所述第一长度关系为L>2F,所述第二长度关系为L∈(F,2F)时,判断所述第一对象大小关系是否为所述蜡烛火焰小于所述光屏中的成像,如果判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分;并判断所述第二对象大小关系是否为所述蜡烛火焰大于所述光屏中的成像,当判断结果为是,确定该评分点的评分为:该评分点的正确操作所对应的评分,否则,确定该评分点的评分为:该评分点的错误操作所对应的评分。
15.一种基于视频的评分装置,其特征在于,所述装置包括:
视频帧获取模块,用于从待评分人员操作目标实验的操作录像中,确定所述目标实验所包括的每个评分点对应的视频帧;其中,任一评分点对应的视频帧用于评判该评分点的分数且符合该评分点对应的预定条件,所述预定条件包括:存在与该评分点相关的各个目标对象,且所述各个目标对象的目标位置关系为所述待评分人员所调整完毕的位置关系,所述目标位置关系为该评分点对应的位置关系;
评判数据确定模块,用于针对每一评分点,确定该评分点对应的视频帧中各个目标对象的位置信息,基于所确定出的位置信息,确定该评分点的评判数据,其中,该评分点的评判数据与所述各个目标对象的目标位置关系相关;
评分确定模块,用于针对每一评分点,基于该评分点的评判数据,确定该评分点的评分;
评分结果计算模块,用于基于各个评分点的评分,计算所述待评分人员关于所述目标实验的评分结果。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述目标实验为凸透镜成像规律实验;
所述目标实验所包括的评分点包括:第一评分点、第二评分点和第三评分点,其中,所述第一评分点为:凸透镜在光屏和蜡烛的中间的评分点,所述第二评分点为:蜡烛火焰、光屏与凸透镜的中心在同一高度上的评分点,所述第三评分点为:光屏上成倒立缩小的像时判断物距与焦距的关系满足u>2f的评分点和/或光屏上成倒立放大的像时判断物距与焦距的关系满足f<u<2f的评分点,u为所述物距,f为所述焦距。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述第一评分点、所述第二评分点和所述第三评分点所对应的视频帧为不同的视频帧。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述视频帧获取模块包括:
第一检测子模块,用于针对所述第一评分点,按照所述操作录像的播放顺序,从所述操作录像的预定的第N帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛、光屏和凸透镜;
第一确定子模块,用于在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜的位置信息,确定所述蜡烛、所述光屏和所述凸透镜是否位于同一水平线上,并在检测到位于同一水平线时,将该帧作为所述第一评分点所对应的视频帧。
19.根据权利要求18所述的装置,其特征在于,所述视频帧获取模块包括:
第二检测子模块,用于针对所述第二评分点,按照所述操作录像的播放顺序,从所述第一评分点所对应的视频帧开始,逐帧检测是否存在蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜;
第二确定子模块,用于在检测每一帧后,如果检测结果为是,基于该帧中所述蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜的位置信息,判断该帧中所述蜡烛火焰、所述光屏和所述凸透镜的中心点高度相对于上一帧是否未发生变化,如果是,对目标数值加1,否则,对所述目标数值清零,并且,在所述对目标数值加1后,判断所述目标数值是否达到预设数值,如果是,将该帧作为所述第二评分点对应的视频帧。
20.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现权利要求1-14任一所述的方法步骤。
21.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-14任一所述的方法步骤。
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