CN111931608A - 基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法和系统，涉及操行管理技术领域。本发明包括：对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；获取学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为。本发明通过学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；并在捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态后，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；实现实时对课堂学生听课状态的监控，提高教学质量。

Description

基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法和系统
技术领域
本发明属于操行管理技术领域，特别是涉及一种基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法和系统。
背景技术
现有课堂教学质量以及学生听课状态，只能通过对学生调查或者老师沟通，才能获取课堂教学状态。这种方式，耗费人力和时间且有很大的主观性；如何客观高效的了解学生课堂教学状态，对教学调整以及教学质量提高起到至关重要的作用。
对课堂上学生的学习状态主要分为两类：注意力集中和注意力不集中；如果能够在课堂上实时了解学生的课堂状态，便能及时调整教学方式，势必能有效提高教学效果。因此，亟需一种能够实时了解每个学生课堂学习状态的教学系统或教学监控方法。
为解决上述问题，本发明提供一种基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法和系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法和系统，在捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态后，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；实现实时对课堂学生听课状态的监控，解决力背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法，包括如下步骤：
A00：通过摄像采集模块采集学生图像；
A01：通过位置定位模块，对学生图像进行位置特征提取获取学生位置特征，并对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；
A02：通过人脸识别模块，获取学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；
A03：通过姿态捕捉模块，捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；
A04：通过注意力定位模块，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；
A05：通过行为对比模块，对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；
A06：通过结果反馈模块，用于反馈学生并保存学生课堂状态；
实际使用时，通过对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；通过学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；并在捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态后，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；实现实时对课堂学生听课状态的监控，提高教学质量。
优选地，所述座位位置特征模型，为通过对海量教室内作为照片的位置特征提取并对海量位置特征取均值。
优选地，所述人脸特征模型，为通过对海量人脸模型进行人脸特征提取并通过神经网络模型对海量人脸特征提取获取。
优选地，所述学生课堂状态包括注意力集中和注意力不集中；根据所述注意力集中占比判定课堂教学状态。
优选地，A06中还包括通过单独提醒模块，提醒注意力不集中的学生提高注意力；所述单独提醒模块为安装在座椅底部的振动单元；所述振动单元通过教学智能控制器控制振动。
基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理系统，包括：智能控制器、摄像采集模块、位置定位模块、人脸识别模块、姿态捕捉模块、注意力定位模块、行为对比模块以及结果反馈模块；所述智能控制器分别与智能控制器、摄像采集模块、位置定位模块、人脸识别模块、姿态捕捉模块、注意力定位模块、行为对比模块以及结果反馈模块电性连接；所述智能控制器，控制摄像采集模块采集学生图像，控制结果反馈模块反馈课堂教学状态；
所述位置定位模块，用于对学生图像进行位置特征提取获取学生位置特征，并对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；所述人脸识别模块，用于获取学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；所述姿态捕捉模块，用于捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；所述注意力定位模块，用于根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；所述行为对比模块，用于对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；实际使用时，通过座位位置特征模型对海量教室内作为照片的位置特征提取并对海量位置特征取均值；通过姿态捕捉模块捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；并通过注意力定位模块根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；最终根据注意力集中占比判定课堂教学状态；提高对学生课堂状态的监测以及教学质量。
优选地，还包括单独提醒模块，用于提醒注意力不集中的学生提高注意力。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；通过学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；并在捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态后，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；实现实时对课堂学生听课状态的监控，提高教学质量。
2、本发明通过座位位置特征模型对海量教室内作为照片的位置特征提取并对海量位置特征取均值；通过姿态捕捉模块捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；并通过注意力定位模块根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；最终根据注意力集中占比判定课堂教学状态；提高对学生课堂状态的监测以及教学质量。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法的流程图；
图2为本发明的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理系统的结构示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法，包括如下步骤：
A00：通过摄像采集模块采集学生图像；
A01：通过位置定位模块，对学生图像进行位置特征提取获取学生位置特征，并对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；具体的，座位位置特征模型，为通过对海量教室内作为照片的位置特征提取并对海量位置特征取均值；
A02：通过人脸识别模块，获取学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；具体的，人脸特征模型，为通过对海量人脸模型进行人脸特征提取并通过神经网络模型对海量人脸特征提取获取；
A03：通过姿态捕捉模块，捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；
A04：通过注意力定位模块，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；
A05：通过行为对比模块，对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；
A06：通过结果反馈模块，用于反馈学生并保存学生课堂状态；具体的，学生课堂状态包括注意力集中和注意力不集中；根据注意力集中占比判定课堂教学状态；还包括通过单独提醒模块，提醒注意力不集中的学生提高注意力；单独提醒模块为安装在座椅底部的振动单元；振动单元通过教学智能控制器控制振动；实际使用时，通过座位位置特征模型对海量教室内作为照片的位置特征提取并对海量位置特征取均值；通过姿态捕捉模块捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；并通过注意力定位模块根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；最终根据注意力集中占比判定课堂教学状态；提高对学生课堂状态的监测以及教学质量。
请参阅图2所示，基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理系统，包括：智能控制器、摄像采集模块、位置定位模块、人脸识别模块、姿态捕捉模块、注意力定位模块、行为对比模块以及结果反馈模块；智能控制器分别与智能控制器、摄像采集模块、位置定位模块、人脸识别模块、姿态捕捉模块、注意力定位模块、行为对比模块以及结果反馈模块电性连接；智能控制器，控制摄像采集模块采集学生图像，控制结果反馈模块反馈课堂教学状态；
位置定位模块，用于对学生图像进行位置特征提取获取学生位置特征，并对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；人脸识别模块，用于获取学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；姿态捕捉模块，用于捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；注意力定位模块，用于根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；行为对比模块，用于对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；另外，还包括单独提醒模块，用于提醒注意力不集中的学生提高注意力。
实际使用时，本发明通过对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；通过学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；并在捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态后，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；实现实时对课堂学生听课状态的监控，提高教学质量。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A00：通过摄像采集模块采集学生图像；
A01：通过位置定位模块，对学生图像进行位置特征提取获取学生位置特征，并对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；
A02：通过人脸识别模块，获取学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；
A03：通过姿态捕捉模块，捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；
A04：通过注意力定位模块，根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；
A05：通过行为对比模块，对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为；
A06：通过结果反馈模块，用于反馈学生并保存学生课堂状态。
2.根据权利要求1所述的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法，其特征在于，所述座位位置特征模型，为通过对海量教室内作为照片的位置特征提取并对海量位置特征取均值。
3.根据权利要求1或2所述的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法，其特征在于，所述人脸特征模型，为通过对海量人脸模型进行人脸特征提取并通过神经网络模型对海量人脸特征提取获取。
4.根据权利要求3所述的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法，其特征在于，所述学生课堂状态包括注意力集中和注意力不集中；根据所述注意力集中占比判定课堂教学状态。
5.根据权利要求4所述的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理的方法，其特征在于，A06中还包括通过单独提醒模块，提醒注意力不集中的学生提高注意力；所述单独提醒模块为安装在座椅底部的振动单元；所述振动单元通过教学智能控制器控制振动。
6.根据权利要求1-5任意一所述的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理系统，其特征在于，包括：智能控制器、摄像采集模块、位置定位模块、人脸识别模块、姿态捕捉模块、注意力定位模块、行为对比模块以及结果反馈模块；
所述智能控制器分别与智能控制器、摄像采集模块、位置定位模块、人脸识别模块、姿态捕捉模块、注意力定位模块、行为对比模块以及结果反馈模块电性连接；所述智能控制器，控制摄像采集模块采集学生图像，控制结果反馈模块反馈课堂教学状态；
所述位置定位模块，用于对学生图像进行位置特征提取获取学生位置特征，并对比数据库中预存储的座位位置特模型征获取学生位置信息；
所述人脸识别模块，用于获取学生人脸图像并对比数据库中人脸特征模型获取确认学生信息；
所述姿态捕捉模块，用于捕捉学生面部朝向姿态和手部动作姿态；
所述注意力定位模块，用于根据学生位置信息以及学生面部朝向确认学生注意力点；
所述行为对比模块，用于对比学生注意力点、手部动作姿态与数据库中行为模型表判断学生行为。
7.根据权利要求6任意一所述的基于学生姿态以及学生人脸识别的操行管理系统，其特征在于，还包括单独提醒模块，用于提醒注意力不集中的学生提高注意力。
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