CN111210681A - 一种多功能智慧黑板 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种多功能智慧黑板，包括电子显示屏幕和黑板框架，通过在黑板框架中装设有与电子显示屏幕相连接的控制器，可以根据控制指令，对采集到的音视频信号进行预处理和应用处理并进行显示。由此可见，本申请实施例提供的多功能智慧黑板可以通过在多功能智慧黑板中集合多种应用，将教室的独立设备功能统一到多功能智慧黑板中，通过多功能智慧黑板可以实现对音视频信息的采集、处理和显示，无需在教室中布置独立的采集或处理的设备，解决了现有技术中教室中的设备之间互相独立导致的布线复杂和调制不便的问题。

Description

一种多功能智慧黑板

技术领域

本申请涉及教学设备领域，尤其涉及一种多功能智慧黑板。

背景技术

随着教育方式的改变以及信息技术的发展，各个功能的教学设备在教学实践中得到广泛的应用。现有的教学用的黑板具有显示屏幕，可以与教室中安装的其他音响设备、录播设备、投影设备等设备通过有线的方式连接，通过其他设备对信息进行采集、处理，最终可以通过黑板向教师和学生显示教学相关的信息。

但是，现有的黑板是教室设备中的一个组成部分，在实际的教学中，具有显示屏幕的黑板仅能起到显示的作用，黑板与教室中其他的设备相互独立，其他的设备均是独立于黑板的单独的个体，各个设备之间需要进行各自的连线以及单独的安装调试，导致教室中设备不具有统一性，设备之间的布线复杂，加大了设备的调试难度。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种多功能智慧黑板，可以通过在多功能智慧黑板中集合多种应用，将教室的设备功能统一到多功能智慧黑板中，可以解决现有技术中教室设备之间相互独立布线复杂的问题。

本申请实施例提供了一种多功能智慧黑板，包括：电子显示屏幕和黑板框架；其中，所述电子显示屏幕，用于书写和显示，位于所述黑板框架的前端；

所述黑板框架中装设有控制器，所述控制器与所述电子显示屏幕相连接；

所述控制器包括指令接收模块、物联网中控模块、采集模块、FPGA控制模块和应用模块；

所述指令接收模块，用于获取控制指令，并将所述控制指令发送至对应的模块；

所述物联网中控模块，用于接收所述控制指令中的采集控制指令，根据所述采集控制指令向所述采集模块发送采集指令；

所述采集模块，用于根据所述采集指令采集音视频信号，将所述音视频信号发送至所述FPGA控制模块；

所述FPGA控制模块，用于对所述音视频信号进行预处理，并将预处理后的音视频信号发送至所述应用模块；

所述应用模块，用于根据所述控制指令中的应用控制指令，对所述预处理后的音视频信号进行应用处理，在所述电子显示屏幕上显示处理结果。

可选的，所述应用模块包括录播模块、抠像模块、互动模块、考勤模块和行为分析模块中的一种或者多种；

其中，所述录播模块，用于根据所述控制指令中的录播控制指令对所述预处理后的音视频信号进行播放处理并进行播放显示；

所述抠像模块，用于根据所述控制指令中的抠像控制指令对所述预处理后的音视频信号进行抠像处理，得到抠像后的抠像结果并显示所述抠像结果；

所述互动模块，用于根据所述控制指令中的互动控制指令对所述预处理后的音视频信号进行互动分析处理，得到互动分析结果并显示所述互动分析结果；

所述考勤模块，用于根据所述控制指令中的考勤指令对所述预处理后的音视频信号进行人脸比对处理，得到人脸比对结果并根据所述人脸比对结果显示出勤状态；

所述行为分析模块，用于根据所述控制指令中的行为分析指令对所述预处理后的音视频信号进行行为分析，得到行为分析结果并显示。

可选的，所述考勤模块包括：人脸库子模块、人脸采集子模块和判断子模块；

其中，所述人脸库子模块，用于储存人员信息；所述人脸采集子模块，用于根据所述控制指令中的考勤指令对所述预处理后的音视频信号进行人脸检测，获取所述预处理后的音视频信号中的人脸信息；所述判断子模块，用于将所述人员信息和所述人脸信息进行对比，得到人脸比对结果；若所述人脸比对结果为所述人脸信息中具有与所述人员信息相对应的人脸信息，则将与所述人员信息对应的人员标记为出勤状态并显示所述出勤状态。

可选的，所述抠像模块，包括：抠像处理子模块和画面合成子模块；

其中，所述抠像处理子模块，用于根据所述控制指令中的抠像控制指令，当采集到的主体画面和目标画面重叠显示时，对所述主体画面中的主体进行抠像处理，得到主体素材；

所述画面合成子模块，用于调整所述主体素材和所述目标画面所显示的相对位置，使得所述主体素材和所述目标画面无重叠区域，将所述主体素材和所述目标画面进行合成并显示。

可选的，所述控制器，还包括：单片机模块；

所述单片机模块，用于通过串行总线分别与所述FPGA控制模块和所述应用模块连接；根据所述控制指令中的图像指令，向所述FPGA控制模块发送处理调整指令，以便所述FPGA控制模块根据所述处理调整指令对所述音视频信号进行预处理。

可选的，所述FPGA控制模块，包括：处理指令接收子模块和预处理子模块；

其中，所述处理指令接收子模块，用于接收由所述单片机模块发送的处理调整指令；

所述预处理子模块，用于根据所述处理调整指令对所述音视频信号进行预处理。

可选的，所述物联网中控模块还包括：电器控制子模块、检测子模块和屏幕控制子模块；

所述电器控制子模块，用于根据所述控制指令中的亮度控制指令，向灯光设备发送灯光控制指令，控制灯光设备；

所述设备检测子模块，用于检测所述控制器是否正常工作；当所述控制器工作异常时，发送报警信息；

所述屏幕控制子模块，用于根据所述控制指令中的屏幕控制指令，控制所述电子显示屏幕进行显示。

可选的，当所述电子显示屏幕为触摸屏时，所述指令接收模块还包括：触摸监测模块，用于监测所述电子显示屏幕上的触摸点，生成与触摸点对应的接触信息；根据所述接触信息生成控制指令，并向对应模块发送所述控制指令。

可选的，所述采集模块包括：

采集设备控制子模块和传输子模块；

所述采集设备控制子模块，用于控制摄像头采集视频图像信号和/或控制话筒采集音频信号；

所述传输子模块，用于向所述FPGA控制模块发送音视频信号；其中，所述音视频信号包括音频信号、图像信号和视频信号中的一种或多种。

由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：

本申请实施例中提供了一种多功能智慧黑板，包括电子显示屏幕和黑板框架，通过在黑板框架中装设有与电子显示屏幕相连接的控制器，可以根据控制指令，对采集到的音视频信号进行预处理和应用处理并进行显示。由此可见，本申请实施例提供的多功能智慧黑板可以通过在多功能智慧黑板中集合多种应用，将教室的设备功能统一到智慧黑板中，通过多功能智慧黑板可以实现对音视频信息的采集、处理和显示，无需在教室中布置独立的设备进行音视频信号的采集和处理，解决了现有技术中教室的独立设备之间布线复杂和调制不便的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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它的附图。

图1为现有技术中一种带有显示屏幕的黑板的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种多功能智慧黑板的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多功能智慧黑板的控制器的结构示意图；

图4a为本申请实施例提供的一种多功能智慧黑板的应用场景示意图；

图4b为音视频信号未经过抠像模块处理得到的显示画面的示意图；

图4c为本申请实施例提供的多功能智慧黑板处理后得到的主体素材的示意图；

图4d为本申请实施例提供的多功能智慧黑板处理后得到的显示画面的示意图。

具体实施方式

为便于理解本申请提供的技术方案，下面将先对本申请的背景技术进行说明。

发明人发现，在现有的教室中，教学常用的黑板一般分为不具有显示屏幕黑板的和具有显示屏幕的黑板。其中，具有显示屏幕的黑板一般是用于多媒体展示的。参见图1所示，图1是现有技术中一种带有显示屏幕的黑板的示意图。需要说明的是，中间的阴影部分是黑板具有的显示屏幕，左右两个区域是书写区域，书写区域和显示区域是通过黑板框架区分开来的。书写区域采用的是普通黑板的材质，可以用于粉笔或者是标记笔的书写。中间的显示屏幕可以播放媒体数据，媒体数据是通过教室中的媒体设备，例如播放设备、监控设备、语音采集设备等采集，由教室中的计算机或者是对应的设备进行处理，最后通过黑板的显示屏幕展示出来。由于教室的设备均是相互独立的，根据需要分布于教室的不同位置中，所以进行信息交互的各个设备之间都需要建立连接关系，考虑到成本，设备之间通常是通过有线方式连接的，如此便导致了教室中的布线较为复杂，并且各个独立的设备进行调试时较为不便。

发明人经过研究后发现，可以将独立设备实现的功能通过多功能智慧黑板实现，通过在黑板中设置控制器，在控制器中设备指令接收模块、物联网中控模块和采集模块，用于接收指令、控制对应的功能模块和采集信号；在控制器中设置应用模块用于实现多种功能，并且在控制器中设置FPGA控制模块，用于处理音视频信号。由此，可以将教室中的设备的功能进行整合，多功能智慧黑板可以实现多个独立设备的功能，无需在教室中安装独立设备进行布线和调控。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的多功能智慧黑板包括：电子显示屏幕和黑板框架；其中，电子显示屏幕，用于书写和显示，位于黑板框架的前端；黑板框架中装设有控制器，控制器与电子显示屏幕相连接。

需要说明的是，本申请实施例中多功能智慧黑板的电子显示屏幕是位于黑板框架的前端的，电子显示屏幕是一个完整的显示屏幕，本申请实施例中不限定电子显示屏幕的种类，可以为液晶屏。

可以理解的是，电子显示屏幕可以为触摸屏，在一种可能的实现方式中，电子显示屏幕可以在显示相关的数据和信号时可以分为显示区域和书写区域，在不进行显示时可以实现全屏幕的书写。本申请实施例中不限定电子显示屏幕中部分区域显示与书写的转换方式，在一种可能的实现方式中，可以通过特殊的点击触摸方式切换电子显示屏幕进行书写或者显示。参见图2，该图为本申请实施例提供的一种多功能智慧黑板的示意图。阴影部分是多功能智慧黑板的显示区域，本申请实施例不限定显示区域的范围和数量，在一种可能的实现方式中，可以同时具有两个显示区域，可以分布在电子显示屏幕的左右两个区域。非阴影部分为多功能智慧黑板的书写区域，可以理解的是，在多功能智慧黑板未开启相关的显示的功能时，电子显示屏幕的显示区域可以关闭，全部的区域都可以是书写区域。

多功能智慧黑板的电子显示屏幕位于黑板框架的前端，通过黑板框架可以将多功能智慧黑板固定在墙面上或者是立于桌面上。可以理解的是，黑板框架可以是多功能智慧黑板的边缘框架部分，黑板框架中内装设有控制器，本申请实施例中不限定控制器的具体种类，在一种可能的实现方式中，控制器可以是处理器。

可以理解的是，控制器与电子显示屏幕相连接，以便控制器控制电子显示屏幕。本申请实施例中不限定控制器与电子显示屏幕的连接方式，可以通过有线连接方式进行连接。

控制器包括指令接收模块1031、物联网中控模块1032、采集模块1033、FPGA控制模块1034和应用模块1035。参见图3，该图为本申请实施例提供的一种多功能智慧黑板的控制器的结构示意图。

指令接收模块1031，用于获取控制指令，并将控制指令发送至对应的模块。

可以理解的是，指令接收模块1031用于获取来自控制器以外生成的控制指令。本申请实施例中不限定控制指令的来源，在一种可能的实现方式中，当电子显示屏幕为触摸屏时，指令接收模块1031还包括：触摸监测模块，用于监测电子显示屏幕上的触摸点，生成与触摸点对应的接触信息；根据接触信息生成控制指令，并向对应的模块发送控制指令。根据监测电子显示屏幕上的触摸点，可以根据触摸点所在的区域生成相应的控制指令，并且根据控制指令将控制指令发送至对应的模块。例如，当用户在电子显示屏幕上点击对应于“启动录像”的区域时，通过对电子显示屏幕的监测，得到用户的触摸点，根据触摸点所在的区域生成对应的录像信息，并根据录像信息生成“启动录像”控制指令，并将“启动录像”的控制指令发送至对应的应用模块1035。在另一种可能的实现方式中，多功能智慧黑板还包括遥控器，遥控器可以向指令接收模块1031发送控制指令。用户可以通过点击遥控器上的按键发送对应的控制指令，指令接收模块1031再根据控制指令，将控制指令发送至对应的模块。例如，当用户点击“互动”按键时，遥控器向指令接收模块1031发送“启动互动”的控制指令，指令接收模块1031将“启动互动”的控制指令发送至对应的互动模块。

需要说明的是，控制指令可以是由控制器以外的模块或者是设备生成的，控制指令中包括多种指令，不同的控制指令对应于不同的模块，控制指令与模块的对应关系可以由控制指令的内容或者是标识决定。

物联网中控模块1032，用于接收控制指令中的采集控制指令，根据采集控制指令向采集模块1033发送采集指令。

需要说明的是，物联网中控模块1032用于对于与多功能智慧黑板相关联的设备的控制，当物联网中控模块1032接收到控制指令中的采集控制指令时，物联网中控模块1032根据采集控制指令向采集模块1033发送采集指令。采集控制指令是针对物联网控制模块发送的，采集指令是针对采集模块1033发送的，物联网中控模块1032根据采集控制指令生成采集指令。

可以理解的是，物联网中控模块1032，还可以包括电器控制子模块、检测子模块和屏幕控制子模块。

电器控制子模块，用于根据控制指令中的亮度控制指令，向灯光设备发送灯光控制指令，控制灯光设备；设备检测子模块，用于检测控制器是否正常工作；当控制器工作异常时，发送报警信息；屏幕控制子模块，用于根据控制指令中的屏幕控制指令，控制电子显示屏幕进行显示。

电器控制子模块是用于对教室中的基础灯光设备进行控制的，灯光设备可以包括教室中的日光灯等光源，也可以包括教室中的电动窗帘。电器控制子模块可以根据控制指令中的亮度控制指令控制对相应的灯光设备进行控制。设备检测子模块，是用于对控制器进行检测的，本申请实施例中不限定对控制器进行检测的方法，在一种可能的实现方式中，可以通过对控制器的部分模块的输出信息或者是对数据的处理结果进行检测，当检测到某个模块的输出信息或者是对数据的处理结果出现异常时，可以发送警报信息，警报信息中可以包括对于控制器具体出现异常的模块的信息，也可以是包括对于控制器整体出现的异常的信息。物联网中控模块1032用于对电子显示屏幕进行控制，跟据控制指令中的屏幕控制指令，控制电子显示屏幕进行显示。物联网中控模块1032可以对电子显示屏幕的启动和关闭进行控制，可以理解的是，当电子显示屏幕启动时，用户可以在电子显示屏幕上进行例如媒体文件的展示或者是书写，当电子显示屏幕关闭时，用户仅能在电子显示屏幕上进行书写。

采集模块1033，用于根据采集指令采集音视频信号，将音视频信号发送至FPGA控制模块1034。

采集模块1033是根据采集指令进行音视频信号的采集，并将音视频信号发送至FPGA控制模块1034；其中，音视频信号可以包括音频、视频和图像信号中的一种或多种。

采集模块1033可以包括采集设备控制子模块和传输子模块。

采集设备控制子模块，可以用于控制摄像头采集视频图像信号和/或控制话筒采集音频信号；传输子模块，可以用于向FPGA控制模块1034发送音视频信号；其中，音视频信号包括音频信号、图像信号和视频信号中的一种或多种。可以理解的是，摄像头和话筒可以设置在多功能智慧黑板以外，可以根据采集音视频信号的需要进行设置，例如，话筒可以为教师随身携带的小型麦克风，摄像头可以根据对于图像或者是视频处理的需要进行设置，可以设置为朝向教师的方向，也就是朝向多功能智慧黑板的方向，或者是设置为朝向学生的方向。需要说明的是，传输子模块用于向FPGA控制模块1034传输采集的音视频信号，本申请实施例不限定具体的传输方式，可以通过有线的方式传输，也可以根据无线的方式进行传输。

FPGA控制模块1034，用于对音视频信号进行预处理，并将预处理后的音视频信号发送至应用模块1035。

需要说明的是，FPGA控制模块1034对于音视频信号进行的预处理，对于图像的处理可以包括对图像的缩小，放大，叠加，旋转，二值化，前后景分离，图像多通道拷贝等。

当多功能智慧黑板的控制器还包括单片机模块时，单片机模块通过串行总线分别与FPGA控制模块1034和应用模块1035连接，可以用于根据控制指令中的图像指令，向FPGA控制模块1034发送处理调整指令，以便FPGA控制模块1034根据处理调整指令对音视频信号进行预处理。可以理解的是，在对音视频信号进行处理时，需要根据不同的需要进行不同的处理或者是同一种处理方式但是处理的参数不同，由于FPGA控制模块1034中所具有的与音视频信号相对应的预处理的指令不便于更改，所以在FPGA模块和应用模块1035之间增加单片机模块，单片机模块可以根据应用模块1035的需要，对FPGA控制模块1034中的对于音视频信号进行预处理的指令进行调整，便于FPGA控制模块1034可以根据应用模块1035的需要进行对音视频信号的预处理。

FPGA控制模块1034可以包括：处理指令接收子模块和预处理子模块。

处理指令接收子模块，用于接收由单片机模块发送的处理调整指令；预处理子模块，用于根据处理调整指令对音视频信号进行预处理。本申请实施例中不限定对于音视频信号的预处理的具体方式，在一种可能的实施方式中，可以在获取音视频信号时进行预处理，也可以在显示或者是使用音视频信号时，根据显示或者是使用的需要再次对音视频信号进行处理，可以实现对于音视频信号进行动态的处理的过程。

应用模块1035，用于根据控制指令中的应用控制指令，对预处理后的音视频信号进行应用处理，在电子显示屏幕上显示处理结果。

可以理解的是，应用模块1035是多功能智慧黑板实现不同的功能的模块，应用模块1035可以包括录播模块、抠像模块、互动模块、考勤模块和行为分析模块中的一种或者多种。

录播模块，用于根据控制指令中的录播控制指令对预处理后的音视频信号进行播放处理并进行播放显示。

需要说明的是，录播模块可以用于进行录像并且播放。在一种可能的实现方式中，指令接收模块1031在接收到录播控制指令后，向录播模块发送录播控制指令，还可以向物联网中控模块1032发送采集控制指令，通过物联网中控模块1032控制采集模块1033采集音视频信号，并通过FPGA模块对音视频信号进行预处理，并将预处理后的音视频信号发送至录播模块。录播模块对于预处理后的音视频信号进行播放处理，将预处理后的音视频信号进行格式等方面的处理，使得音视频信号可以进行播放，最终进行显示。可以理解的是，当音视频信号中仅有音频信号时，本申请实施例中的显示可以为播放音频，当音视频信号中仅有图像或者是视频信号时，本申请实施例中的显示可以为通过电子显示屏幕播放图像或者是视频信号。

抠像模块，用于根据控制指令中的抠像控制指令对预处理后的音视频信号进行抠像处理，得到抠像后的抠像结果并显示抠像结果。

需要说明的是，本申请实施例中的抠像模块用于根据控制指令中的抠像控制指令，对图像或者是视频中的主体进行抠像处理，并将抠像得到的抠像结果通过电子显示屏幕进行显示。

本申请实施例中，不限定抠像控制指令的生成条件，在一种可能的实现方式中，可以通过检测电子显示屏幕中图像或者是视频的显示，判断图像或者是视频是否存在着主体画面和目标画面重叠显示的情况，如果存在部分画面被遮挡的情况，则对主体进行抠像处理，得到对应的主体素材，再将主体素材和目标画面进行结合，形成未遮挡的图像或者是视频。

可以理解的是，本申请实施例中的抠像模块的应用场景是需要显示的图像或者是视频中存在着两种不同的显示对象，也就是主体画面和目标画面。参见图4所示，图4a为本申请实施例提供的一种多功能智慧黑板的应用场景示意图。例如，摄像设备采集的视频是教师正在进行利用多功能智慧黑板进行教学的视频，可以是教师利用多功能智慧黑板进行教学录像得到的视频。多功能智慧黑板的电子显示屏幕中正在显示演示文件或者是教师使用的教学文件，也就是图4a中的阴影部分，可以认为是目标画面。但是在教师进行讲解的过程中，教师的动作或者教师所在的位置可能会遮挡到多功能智慧黑板上所显示的文字等关键部分，如果不进行抠像，会导致最终得到的视频中教师遮挡文字等关键部分，如图4b所示，图4b为音视频信号未经过抠像模块处理得到的显示画面的示意图。教师是主体画面，与黑板所显示的目标画面具有重叠的部分，得到的显示画面中目标画面的部分区域被主体画面遮挡。现有技术中需要搭建蓝箱或者是绿箱，也就是在后期的处理中将黑板中的内容重新加入视频中。而本申请实施例中的抠像模块可以通过两路预处理后的音视频文件进行抠像处理和画面合成，实现对主体的抠像。在进行抠像处理时，抠像模块得到一路，电子显示屏幕不显示媒体文件为蓝色或者是绿色时，对主体拍摄的图像或者是视频画面。通过对这一路图像信号或者是视频信号进行背景颜色的吸取，以及对背景颜色的调整，可以得到遮挡主体的主体素材，如图4c所示，图4c为本申请实施例提供的多功能智慧黑板得到主体素材的示意图。抠像模块对另一路，也就是要在电子显示屏幕上显示的图像或者是视频和主体素材进行合成，调整主体素材与遮挡主体之间的位置关系，使得原本的重叠区域显示出来，无重叠区域。如图4d所示，图4d为本申请实施例提供的多功能智慧黑板处理后得到的显示画面的示意图。

抠像模块具体包括：抠像处理子模块和画面合成子模块。

抠像处理子模块，用于根据控制指令中的抠像控制指令，当采集到的主体画面和目标画面重叠显示时，对主体画面中的主体进行抠像处理，得到主体素材。

可以理解的是，抠像处理子模块，根据控制指令中的抠像控制指令，当采集到的主体画面和目标画面重叠显示时，获得一路具有主体画面的音视频信号，对主体画面中的主体进行抠像处理，得到主体素材。主体可以是人物，例如教师等。本申请实施例中不限定获得一路具有主体画面的音视频信号的方法，在一种可能的实现方式中，可以通过放置在多功能智慧黑板和主体前方的摄像头获取，需要说明的是，具有主体画面的音视频信号可以是背景颜色单一的仅有主体的音视频信号。

画面合成子模块，用于调整主体素材和目标画面所显示的相对位置，使得主体素材和目标画面无重叠区域，将主体素材和目标画面进行合成并显示。

需要说明的是，目标画面所在的图像或者是视频是原有的音视频信号，不是本次抠像时新采集的音视频信号。本申请实施例不限定主体素材和目标画面进行合成方式，可以对主体素材或者目标画面进行适当的放大或者是缩小，也可以对主体的位置进行移动。

抠像模块可以与应用模块1035中的其他模块同时使用，例如抠像模块可以和录播模块一起使用，得到经抠像模块处理后的音视频信息，再经过录播模块进行播放处理，最终在电子显示屏幕上进行显示。

互动模块，用于根据控制指令中的互动控制指令对预处理后的音视频信号进行互动分析处理，得到互动分析结果并显示互动分析结果。

可以理解的是，互动模块可以用于教学中教师与学生的互动。可以根据互动控制指令与音视频信号进行互动分析处理，通过电子显示屏幕显示处理后的音视频信息。例如，当教师提问时，可以通过互动模块在多功能智慧黑板上显示与回答问题的同学相关的音视频信号。

考勤模块，用于根据控制指令中的考勤指令对预处理后的音视频信号进行人脸比对处理，得到人脸比对结果并根据人脸比对结果显示出勤状态。

考勤模块包括：人脸库子模块、人脸采集子模块和判断子模块。

人脸库子模块，用于储存人员信息；人脸采集子模块，用于根据控制指令中的考勤指令对预处理后的音视频信号进行人脸检测，获取预处理后的音视频信号中的人脸信息；判断子模块，用于将人员信息和人脸信息进行对比，得到人脸比对结果；若人脸比对结果为人脸信息中具有与人员信息相对应的人脸信息，则将与人员信息对应的人员标记为出勤状态并显示出勤状态。

可以理解的是，人员信息可以包括学生的姓名和脸部信息，可以预先进行人员信息的采集和储存。本申请实施例中不限定人脸信息的获取方式，在一种可能的实现方式中，可以先获取音视频信号中的图像信号或者是由视频信号截取的图像信号，FPGA模块对图像信号进行预处理，可以包括去噪处理，再利用基于haar特征的人脸检测算法图像中的人脸进行检测，找出图像中的人脸位置，并采用adaboost分类算法进行检测，将得到的人脸信息保存至人脸序列中。判断子模块将人脸序列中的人脸信息和储存的人员信息进行对比，得到对比结果，当储存的人员信息中具有对应的人脸信息时，认为人员信息对应的人员本次出勤，可以给对应的人员标记出勤状态。

本申请实施例中不限定显示出勤状态的方法，在一种可能的实施方式中，可以通过显示每个人员的相关信息显示出勤状态，也可以显示具有出勤状态的每个人员。

行为分析模块，用于根据控制指令中的行为分析指令对预处理后的音视频信号进行行为分析，得到行为分析结果并显示。

可以理解的是，行为分析可以根据预处理后的音视频信号分析的学生的起立、举手等动作，得到对应的行为分析结果，并将行为分析结果进行显示，以便用户例如教师，获取学生的相关的行为信息。

本申请实施例中不限定行为分析的具体方式，在一种可能的实现方式中，可以采集一定高度的图像或者是视频信号，进行目标检测，检测是否具有人体造成的成像，由此判断人的行为，进行行为分析。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，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，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能智慧黑板，其特征在于，所述多功能智慧黑板包括：电子显示屏幕和黑板框架；其中，所述电子显示屏幕，用于书写和显示，位于所述黑板框架的前端；

所述黑板框架中装设有控制器，所述控制器与所述电子显示屏幕相连接；

所述控制器包括指令接收模块、物联网中控模块、采集模块、FPGA控制模块和应用模块；

所述指令接收模块，用于获取控制指令，并将所述控制指令发送至对应的模块；

所述物联网中控模块，用于接收所述控制指令中的采集控制指令，根据所述采集控制指令向所述采集模块发送采集指令；

所述采集模块，用于根据所述采集指令采集音视频信号，将所述音视频信号发送至所述FPGA控制模块；

所述FPGA控制模块，用于对所述音视频信号进行预处理，并将预处理后的音视频信号发送至所述应用模块；

所述应用模块，用于根据所述控制指令中的应用控制指令，对所述预处理后的音视频信号进行应用处理，在所述电子显示屏幕上显示处理结果。

2.根据权利要求1所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述应用模块包括录播模块、抠像模块、互动模块、考勤模块和行为分析模块中的一种或者多种；

其中，所述录播模块，用于根据所述控制指令中的录播控制指令对所述预处理后的音视频信号进行播放处理并进行播放显示；

所述抠像模块，用于根据所述控制指令中的抠像控制指令对所述预处理后的音视频信号进行抠像处理，得到抠像后的抠像结果并显示所述抠像结果；

所述互动模块，用于根据所述控制指令中的互动控制指令对所述预处理后的音视频信号进行互动分析处理，得到互动分析结果并显示所述互动分析结果；

所述考勤模块，用于根据所述控制指令中的考勤指令对所述预处理后的音视频信号进行人脸比对处理，得到人脸比对结果并根据所述人脸比对结果显示出勤状态；

所述行为分析模块，用于根据所述控制指令中的行为分析指令对所述预处理后的音视频信号进行行为分析，得到行为分析结果并显示。

3.根据权利要求2所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述考勤模块包括：人脸库子模块、人脸采集子模块和判断子模块；

其中，所述人脸库子模块，用于储存人员信息；

所述人脸采集子模块，用于根据所述控制指令中的考勤指令对所述预处理后的音视频信号进行人脸检测，获取所述预处理后的音视频信号中的人脸信息；

所述判断子模块，用于将所述人员信息和所述人脸信息进行对比，得到人脸比对结果；若所述人脸比对结果为所述人脸信息中具有与所述人员信息相对应的人脸信息，则将与所述人员信息对应的人员标记为出勤状态并显示所述出勤状态。

4.根据权利要求2所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述抠像模块，包括：抠像处理子模块和画面合成子模块；

其中，所述抠像处理子模块，用于根据所述控制指令中的抠像控制指令，当采集到的主体画面和目标画面重叠显示时，对所述主体画面中的主体进行抠像处理，得到主体素材；

所述画面合成子模块，用于调整所述主体素材和所述目标画面所显示的相对位置，使得所述主体素材和所述目标画面无重叠区域，将所述主体素材和所述目标画面进行合成并显示。

5.根据权利要求1所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述控制器，还包括：单片机模块；

所述单片机模块，用于通过串行总线分别与所述FPGA控制模块和所述应用模块连接；根据所述控制指令中的图像指令，向所述FPGA控制模块发送处理调整指令，以便所述FPGA控制模块根据所述处理调整指令对所述音视频信号进行预处理。

6.根据权利要求5所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述FPGA控制模块，包括：处理指令接收子模块和预处理子模块；

其中，所述处理指令接收子模块，用于接收由所述单片机模块发送的处理调整指令；

所述预处理子模块，用于根据所述处理调整指令对所述音视频信号进行预处理。

7.根据权利要求1所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述物联网中控模块还包括：电器控制子模块、检测子模块和屏幕控制子模块；

所述电器控制子模块，用于根据所述控制指令中的亮度控制指令，向灯光设备发送灯光控制指令，控制灯光设备；

所述设备检测子模块，用于检测所述控制器是否正常工作；当所述控制器工作异常时，发送报警信息；

所述屏幕控制子模块，用于根据所述控制指令中的屏幕控制指令，控制所述电子显示屏幕进行显示。

8.根据权利要求1所述的多功能智慧黑板，其特征在于，当所述电子显示屏幕为触摸屏时，所述指令接收模块还包括：触摸监测模块，用于监测所述电子显示屏幕上的触摸点，生成与触摸点对应的接触信息；根据所述接触信息生成控制指令，并向对应的模块发送所述控制指令。

9.根据权利要求1所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述采集模块包括：

采集设备控制子模块和传输子模块；

其中，所述采集设备控制子模块，用于控制摄像头采集视频图像信号和/或控制话筒采集音频信号；

所述传输子模块，用于向所述FPGA控制模块发送音视频信号；其中，所述音视频信号包括音频信号、图像信号和视频信号中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的多功能智慧黑板，其特征在于，所述多功能智慧黑板还包括：遥控器，用于向所述指令接收模块发送控制指令。

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