CN115209182A - 一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统 - Google Patents

一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115209182A
CN115209182A CN202210658538.6A CN202210658538A CN115209182A CN 115209182 A CN115209182 A CN 115209182A CN 202210658538 A CN202210658538 A CN 202210658538A CN 115209182 A CN115209182 A CN 115209182A
Authority
CN
China
Prior art keywords
teaching
teacher
unit
blackboard
intelligent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210658538.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115209182B (zh
Inventor
房明磊
王亚鸽
耿显亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Science and Technology
Original Assignee
Anhui University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Science and Technology filed Critical Anhui University of Science and Technology
Priority to CN202210658538.6A priority Critical patent/CN115209182B/zh
Publication of CN115209182A publication Critical patent/CN115209182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115209182B publication Critical patent/CN115209182B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/234—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs
    • H04N21/23424—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving splicing one content stream with another content stream, e.g. for inserting or substituting an advertisement
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/02—Electrically-operated educational appliances with visual presentation of the material to be studied, e.g. using film strip
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/21—Server components or server architectures
    • H04N21/218—Source of audio or video content, e.g. local disk arrays
    • H04N21/2187—Live feed
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/44—Processing of video elementary streams, e.g. splicing a video clip retrieved from local storage with an incoming video stream or rendering scenes according to encoded video stream scene graphs
    • H04N21/44016—Processing of video elementary streams, e.g. splicing a video clip retrieved from local storage with an incoming video stream or rendering scenes according to encoded video stream scene graphs involving splicing one content stream with another content stream, e.g. for substituting a video clip
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及教学技术领域，具体的说是一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统；其中智能化数学教学系统包括：录入终端、处理终端和存储终端；录入终端、处理终端和存储终端之间通过网络或传输线路进行连接，用以数据传输；本发明的智能化数学教学系统通过将数学教师的教学视频进行截屏，再将被数学教师身体挡住的部分用其他截图的板书部分代替，完成拼接，从而形成完整的黑板板书，最后将完整的板书与数学教师的教学视频并排设置，从而学生可以一边观看完整的板书，另一边观看教学视频，从而使得学生在观看教学视频时能够看到完整的板书，提升了学生观看教学视频的学习效果。

Description

一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统
技术领域
本发明涉及教学技术领域，具体的说是一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统。
背景技术
数学教育是研究数学教学的实践和方法的学科；而且，数学教育工作者也关注促进这种实践的工具及其研究的发展；数学教育是现代社会激烈争论的主题之一；
数学晦涩难懂，如何提高数学教学质量，以及学生对教师教授知识的掌握程度，一直教育工作者思考的问题；
现有技术中存在许多教学辅助的装置，例如在数学教师进行讲课时，将教师在黑板上讲演的板书拍摄下来，或拍摄数学教师讲课过程的数学教学辅助装置；但这种数学教学辅助装置在拍摄数学教师的讲课过程时，由于数学教师身体的遮挡，并不能完整地拍摄黑板上的板书，因此学生在观看教学视频时需等到教师身体位置移动后，才能观看到原本被教师身体遮挡的部分，但教师身体移动后又会遮挡住新的部分，使得整个黑板上教师书写的内容不能同时被拍摄，进而造成该方案的局限性。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统，智能化数学教学系统通过将数学教师的教学视频进行截屏，再将被数学教师身体挡住的部分用其他截图的板书部分代替，完成拼接，从而形成完整的黑板板书，最后将完整的板书与数学教师的教学视频并排设置，从而学生可以一边观看完整的板书，另一边观看教学视频，从而使得学生在观看教学视频时能够看到完整的板书，提升了学生观看教学视频的学习效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能化数学教学系统，包括：
录入终端、处理终端和存储终端；录入终端、处理终端和存储终端之间通过网络或传输线路进行连接，用以数据传输；
录入终端以带摄像和声音录入功能的电子设备为载体；录入终端包括第一传输单元和录入单元；录入单元在教师上课时拍摄黑板上的板书和教书的教课视频，并将教师上课时的图像和音频传输至处理终端；
处理终端以电子设备为载体，例如处理器；处理终端包括第二传输单元、截取单元和拼接单元；第二传输单元接收录入终端传输的图像和音频后通过传输线路传输至截取单元进行处理；截取单元将视频分解成图片，并选取教师处于不同位置时的画面图片和含有完整的板书的图片传输至拼接单元；拼接单元将图片上被教师身体遮挡的部分用黑板板书进行覆盖拼接，形成没有教师身体遮挡的图片，随后再将图片拼接成视频；
存储终端包括第三传输单元和存储单元；第三传输单元接收处理终端的传输的内容后传输至存储单元进行储存。
优选的，拼接单元拼接完成没有教师身体遮挡的板书的视频后将该视频与教学视频并排排列，形成教学课程。
优选的，拼接单元包括文字识别模块；截取单元在将视频分解成图片后提取画面顶角的文字，并将文字传输至拼接单元，拼接单元根据文字进行定位。
优选的，存储终端还包括输入单元和显示单元；教师通过输入单元手动输入或修改存储单元内教学课程上完整的黑板板书的内容。
一种智能化数学教学辅助装置，上述智能化数学教学系统的录入终端以该装置为载体，包括支架、滑动块和控制器；支架的形状为倒L形，两个支架通过螺栓安装在黑板两侧；滑动块的两端固接在两个支架上，滑动块底端滑动连接有摄像机；滑动块上固连有驱动电机；驱动电机的输出轴固连有往复丝杆；往复丝杆与摄像机螺纹配合；两个支架底端固连有测量教师与支架之间距离的测距传感器；测距传感器与控制器之间电路连通。
优选的，摄像机朝向黑板倾斜设置。
优选的，滑动块上固连有安装块；安装块上固连有有清洁块；清洁块由柔性布料制成。
优选的，支架上固连有波纹气囊；波纹气囊和清洁块均远离驱动电机设置；波纹气囊靠近驱动电机的一端开设有出气口。
一种智能化数学教学辅助方法，该辅助方法适用于上述的智能化数学教学系统和智能化数学教学辅助装置，该辅助方法的步骤如下：
S1：智能化数学教学辅助装置的摄像机对教师上课过程进行拍摄，驱动电机带着摄像机移动，调整摄像机的拍摄视角；当教师在讲桌上讲课时，摄像机靠近黑板，以减少教师对黑板上板书的遮挡范围，当教师在黑板上演算时，增加摄像机与黑板之间的距离，从而增加摄像机的拍摄范围；
S2：智能化数学教学辅助装置是智能化数学教学系统中录入终端的载体，从而智能化数学教学辅助装置的摄像机通过传输线路或无线网络将拍摄的视频传输至第一传输单元，第一传输单元传输至处理终端；
S3：处理终端的第二传输单元接收第一传输单元传输的视频后传输至截取单元；截取单元截取教学视频中教师处于不同位置时的画面并传输至拼接单元；拼接单元将其中一个截图上被教师身体遮挡的部分用其他截图上该位置的黑板板书进行覆盖拼接，形成没有教师身体遮挡的板书；拼接单元拼接完成没有教师身体遮挡的板书后将板书与教学视频并排排列，形成教学课程；
S4：拼接单元将教学课程通过第二传输单元传输至第三传输单元，第三传输单元将教学课程传输至存储单元；教师通过输入单元对教学课程内黑板板书部分进行输入或修改。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的智能化数学教学系统通过将数学教师的教学视频进行截屏，再将被数学教师身体挡住的部分用其他截图的板书部分代替，完成拼接，从而形成完整的黑板板书，最后将完整的板书与数学教师的教学视频并排设置，从而学生可以一边观看完整的板书，另一边观看教学视频，从而使得学生在观看教学视频时能够看到完整的板书，提升了学生观看教学视频的学习效果。
2.本发明的智能化数学教学辅助装置通过在教师上课时，调整摄像机的位置，调整摄像机的拍摄视角；当教师在讲桌上讲课时，摄像机靠近黑板，以尽量减少教师对黑板上板书的遮挡范围，提升拍摄画面中黑板板书所占比例，从而减小出现数学教在讲台上教学时移动范围小于教师身体的两倍，从而截取单元在教学视频上无法截取出图片2的情况；当教师在黑板上演算时，增加摄像机与黑板之间的距离，从而增加摄像机的拍摄范围，进而能够拍摄到数学教师在进行演算时手的动作。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明中智能化数学教学系统的流程框图；
图2是本发明的智能化数学教学辅助装置的立体图；
图3是本发明中摄像机处于教师正前方时摄像机拍摄视角的示意图；
图4是本发明中摄像机处于教师侧前方时摄像机拍摄视角的示意图；
图5是本发明中智能化数学教学辅助方法的方法流程图；
图中：1、支架；2、滑动块；3、摄像机；4、驱动电机；5、往复丝杆；6、测距传感器；7、安装块；8、清洁块；9、波纹气囊；91、出气口。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种智能化数学教学系统，包括：
录入终端、处理终端和存储终端；录入终端、处理终端和存储终端之间通过网络或传输线路进行连接，用以数据传输；
录入终端以带摄像和声音录入功能的电子设备为载体；录入终端包括第一传输单元和录入单元；录入单元在教师上课时拍摄黑板上的板书和教书的教课视频，并将教师上课时的图像和音频传输至处理终端；
处理终端以电子设备为载体，例如处理器；处理终端包括第二传输单元、截取单元和拼接单元；第二传输单元接收录入终端传输的图像和音频后通过传输线路传输至截取单元进行处理；截取单元将视频分解成图片，并选取教师处于不同位置时的画面图片和含有完整的板书的图片传输至拼接单元；拼接单元将图片上被教师身体遮挡的部分用黑板板书进行覆盖拼接，形成没有教师身体遮挡的图片，随后再将图片拼接成视频；
存储终端以带存储功能的电子设备为载体，例如内存条；存储终端包括第三传输单元和存储单元；第三传输单元接收处理终端的传输的内容后传输至存储单元进行储存。
作为本发明的一种实施方式，拼接单元拼接完成没有教师身体遮挡的板书的视频后将该视频与教学视频并排排列，形成教学课程。
工作时，现有技术中存在许多教学辅助的装置，例如在数学教师进行讲课时，将教师在黑板上讲演的板书拍摄下来，或拍摄数学教师讲课过程的数学教学辅助装置；但这种数学教学辅助装置在拍摄数学教师的讲课过程时，由于数学教师身体的遮挡，并不能完整地拍摄黑板上的板书，因此学生在观看教学视频时需等到教师身体位置移动后，才能观看到原本被教师身体遮挡的部分，但教师身体移动后又会遮挡住新的部分，使得整个黑板上教师书写的内容不能同时被拍摄；
因此，在数学教师在黑板上进行演算时，录入单元的摄像头对数学教师以及黑板上数学老师书写的板书进行录制，在数学教师完成教学后完成录制，并将录制的视频1通过传输线路传输至第一传输单元，由第一传输单元传输至第二传输单元，第二传输单元再传输至截取单元；截取单元包含图像编辑模块、人像识别模块和文字识别模块；拼接单元包含筛选模块、裁切模块和拼接模块；人像识别模块和文字识别模块用于按照时间顺序依次对图像编辑模块中的图片进行识别与筛选；
截取单元的图像编辑模块按照视频1的时间顺序，将视频1分解成一张张图片；当数学教师为了让学生抄写黑板上完整的板书而退到黑板旁边时，视频中将出现完整的板书，并且没有数学教师的身形，此时截取单元的人像识别模块和文字识别模块识别出该时间段对应的图片只含有黑板板书，没有人体图像，标记为图片2；
随后人像识别模块识别出图片2时间节点前所有含有数学教师身形的图片，标记为图片1，接着识别和框选出图片1上文字区域被数学教师的身体的部分，标记为区域1；截取单元再将图片2时间节点前所有的图片按照时间顺序传输至拼接单元，同时再将视频1传输至拼接单元；
拼接单元的筛选模块筛选出图片2并按照时间顺序依次筛选图片1，将图片1按照时间顺序依次传输至拼接模块和裁切模块，图片2传输至裁切模块；裁切模块读取图片1上标记的区域1的位置，在图片2上将相同的位置截取下来并传输至拼接模块，拼接模块将从图片2上截取下来的部分覆盖到图片1上区域1的位置，从而图片2上的文字部分将图片1上区域1进行替换，形成图片3，于是图片3中没有数学教师的身形，从而完成一张图片3的拼接；接着拼接单元按照时间顺序依次重复上述步骤，按照时间顺序拼接出所有的图片3，接着拼接模块依照时间顺序将所有的图片3拼接成视频2；
拼接单元的裁切模块截取视频1上与视频2对应的片段，标记为视频3，拼接模块再将视频3与视频2进行拼接，形成一边为视频2，另一边为视频3的教学课程，接着拼接单元将最终的教学课程传输至第三传输单元；再由第三传输单元传输至存储单元内，存储单元包括USB等接口，学生可以通过接口下载处理后的教学课程，进行学习；
当数学教师在课堂上多次出现站到黑板旁，让学生抄板书的情况时，截取单元的图像编辑模块按照时间顺序在识别出第二张图片2时，再将第一张图片2和第二张图片2时间节点之间的所有图片传输至拼接单元，按照上述步骤再次形成教学课程；
本发明的智能化数学教学系统通过将数学教师的教学视频分解成图片，再将图片上被数学教师身体挡住的部分用板书代替，完成拼接，从而形成完整的黑板板书图片，再将所有的板书图片拼接成视频，最后将拼接的视频与数学教师的教学视频并排设置，从而学生可以一边观看没有数学教师遮挡的板书，另一边观看数学教师演讲的教学视频，从而使得学生在观看教学视频时能够看到完整的板书，提升了学生观看教学视频的学习效果。
作为本发明的一种实施方式，拼接单元包括文字识别模块；文字识别模块识别图片上的文字，定位需要裁切的区域。
文字识别模块识别图片1和图片2上的文字，并提取出区域1顶角的文字，并在图片2上根据区域1顶角的文字确定需要裁切的区域2，从而裁切模块将区域2裁切下来；依靠区域1顶角的文字进行定位，寻找图片2上的区域2，使得对区域2的寻找更加精准，防止出现教学视频因拍摄设备抖动而画面抖动，造成对区域2的寻找不准确，拼接单元在图片2上寻找的区域2与图片1上的区域1不匹配的结果，影响最终形成的教学课程的教学效果。
作为本发明的一种实施方式，存储终端还包括输入单元和显示单元；教师通过输入单元手动输入或修改存储单元内教学课程上完整的黑板板书的内容。
存储终端与教室内的多媒体电脑连接，从而教师能够通过多媒体电脑启用输入单元和显示单元，显示单元与多媒体电脑的显示器通过传输线路连接，输入单元与多媒体电脑的键盘通过传输线路进行连接；显示单元将最终的教学课程在多媒体电脑的显示器上显示，教师观看教学课程，并通过多媒体电脑的键盘修改教学课程上完整的黑板板书上的内容，一方面防止教师在上课时为了节省时间而字迹潦草，学生无法认出，另一方面能够对错误的部分进行修改，提升了智能化数学教学系统的使用效果。
一种智能化数学教学辅助装置，上述智能化数学教学系统的录入终端以该装置为载体，包括支架1、滑动块2和控制器；支架1的形状为倒L形，两个支架1通过螺栓安装在黑板两侧；滑动块2的两端固接在两个支架1上，滑动块2底端滑动连接有摄像机3；滑动块2上固连有驱动电机4；驱动电机4的输出轴固连有往复丝杆5；往复丝杆5与摄像机3螺纹配合，能够螺旋传动；两个支架1底端固连有测量教师与支架1之间距离的测距传感器6；测距传感器6与控制器之间电路连通。
作为本发明的一种实施方式，摄像机3朝向黑板倾斜设置。
作为本发明的一种实施方式，滑动块2上固连有安装块7；安装块7上固连有有清洁块8；清洁块8由柔性布料制成。
作为本发明的一种实施方式，支架1上固连有波纹气囊9；波纹气囊9和清洁块8均远离驱动电机4设置；波纹气囊9靠近驱动电机4的一端开设有出气口91。
数学教师在上课时，控制器控制摄像机3对数学教师的讲课过程进行录像，同时测距传感器6检测与教师之间的距离并通过传输线路传输至控制器；测距传感器6的检测范围为讲台区域，当左侧的测距传感器6检测到与教师之间的距离大于右侧的测距传感器6与教师之间的距离时，此时控制器控制驱动电机4带着往复丝杆5转动，使得摄像机3移动到数学教师的右侧，此时由于拍摄视角原因，数学教师身体遮挡板书的右侧能够被摄像机3拍摄到；同理，当摄像机3移动到数学教师的左侧时，数学教师身体遮挡板书的左侧能够被摄像机3拍摄到，从而减小教师在拍摄画面中所占的区域，增加黑板板书所占区域的比例；
摄像机3朝向黑板倾斜设置，使得摄像机3处于黑板上方时的拍摄角度达到最佳；当教师通过控制器控制智能化数学教学辅助装置关闭时，控制器控制驱动电机4转动，使得摄像机3移动到最右端，从而摄像机3的镜头与清洁块8接触并且摄像机3的镜头与清洁块8之间产生相对滑动，清洁块8将摄像头表面的粉笔灰等污染物擦去；
在摄像机3移动到最右端时，摄像机3压缩波纹气囊9，从而波纹气囊9内的气体从出气口91吹出，一方面在摄像机3镜头与清洁块8接触前将摄像机3镜头上的粉笔灰吹去，与清洁块8清洁摄像机3镜头相配合，增加清洁效果；另一方面将清洁块8上积累的粉笔灰吹去，减少清洁块8上积累的粉笔灰对摄像机3镜头的污染；
本发明的智能化数学教学辅助装置通过在教师上课时，调整摄像机3的位置，调整摄像机3的拍摄视角；当教师在讲桌上讲课时，摄像机3靠近黑板，以尽量减少教师对黑板上板书的遮挡范围，提升拍摄画面中黑板板书所占比例，从而减小出现数学教在讲台上教学时移动范围小于教师身体的两倍，从而截取单元在教学视频上无法截取出图片2的情况；当教师在黑板上演算时，增加摄像机3与黑板之间的距离，从而增加摄像机3的拍摄范围，进而能够拍摄到数学教师在进行演算时手的动作。
一种智能化数学教学辅助方法，该辅助方法适用于上述的智能化数学教学系统和智能化数学教学辅助装置，该辅助方法的步骤如下：
S1：智能化数学教学辅助装置的摄像机3对教师上课过程进行拍摄，驱动电机4带动摄像机3移动，调整摄像机3的拍摄视角；当教师在讲桌上讲课时，摄像机3靠近黑板，以减少教师对黑板上板书的遮挡范围，当教师在黑板上演算时，增加摄像机3与黑板之间的距离，从而增加摄像机3的拍摄范围；
S2：智能化数学教学辅助装置是智能化数学教学系统中录入终端的载体，从而智能化数学教学辅助装置的摄像机3通过传输线路或无线网络将拍摄的视频传输至第一传输单元，第一传输单元传输至处理终端；
S3：处理终端的第二传输单元接收第一传输单元传输的视频后传输至截取单元；截取单元截取教学视频中教师处于不同位置时的画面并传输至拼接单元；拼接单元将其中一个截图上被教师身体遮挡的部分用其他截图上该位置的黑板板书进行覆盖拼接，形成没有教师身体遮挡的板书；拼接单元拼接完成没有教师身体遮挡的板书后将板书与教学视频并排排列，形成教学课程；
S4：拼接单元将教学课程通过第二传输单元传输至第三传输单元，第三传输单元将教学课程传输至存储单元；教师通过输入单元对教学课程内黑板板书部分进行输入或修改。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种智能化数学教学系统，其特征在于：包括
录入终端、处理终端和存储终端；录入终端、处理终端和存储终端之间通过网络或传输线路进行连接，用以数据传输；
录入终端以带摄像和声音录入功能的电子设备为载体；录入终端包括第一传输单元和录入单元；录入单元在教师上课时拍摄黑板上的板书和教书的教课视频，并将教师上课时的图像和音频传输至处理终端；
处理终端以电子设备为载体，例如处理器；处理终端包括第二传输单元、截取单元和拼接单元；第二传输单元接收录入终端传输的图像和音频后通过传输线路传输至截取单元进行处理；截取单元将视频分解成图片，并选取教师处于不同位置时的画面图片和含有完整的板书的图片传输至拼接单元；拼接单元将图片上被教师身体遮挡的部分用黑板板书进行覆盖拼接，形成没有教师身体遮挡的图片，随后再将图片拼接成视频；
存储终端包括第三传输单元和存储单元；第三传输单元接收处理终端的传输的内容后传输至存储单元进行储存。
2.根据权利要求1所述的一种智能化数学教学系统，其特征在于：拼接单元拼接完成没有教师身体遮挡的板书的视频后将该视频与教学视频并排排列，形成教学课程。
3.根据权利要求1所述的一种智能化数学教学系统，其特征在于：拼接单元包括文字识别模块；文字识别模块识别图片上的文字，定位需要裁切的区域。
4.根据权利要求1所述的一种智能化数学教学系统，其特征在于：存储终端还包括输入单元和显示单元；教师通过输入单元手动输入或修改存储单元内教学课程上完整的黑板板书的内容。
5.一种智能化数学教学辅助装置，其特征在于：包括支架(1)、滑动块(2)和控制器；支架(1)的形状为倒L形，两个支架(1)通过螺栓安装在黑板两侧；滑动块(2)的两端固接在两个支架(1)上，滑动块(2)底端滑动连接有摄像机(3)；滑动块(2)上固连有驱动电机(4)；驱动电机(4)的输出轴固连有往复丝杆(5)；往复丝杆(5)与摄像机(3)螺纹配合；两个支架(1)底端固连有测量教师与支架(1)之间距离的测距传感器(6)；测距传感器(6)与控制器之间电路连通。
6.根据权利要求5所述的一种智能化数学教学辅助装置，其特征在于：摄像机(3)朝向黑板倾斜设置。
7.根据权利要求6所述的一种智能化数学教学辅助装置，其特征在于：滑动块(2)上固连有安装块(7)；安装块(7)上固连有有清洁块(8)。
8.根据权利要求6所述的一种智能化数学教学辅助装置，其特征在于：支架(1)上固连有波纹气囊(9)；波纹气囊(9)和清洁块(8)均远离驱动电机(4)设置；波纹气囊(9)靠近驱动电机(4)的一端开设有出气口(91)。
9.一种智能化数学教学辅助方法，该辅助方法适用于权利要求1-9中的智能化数学教学系统和智能化数学教学辅助装置，其特征在于：该辅助方法的步骤如下：
S1：智能化数学教学辅助装置的摄像机(3)对教师上课过程进行拍摄，驱动电机(4)带着摄像机(3)移动，调整摄像机(3)的拍摄视角；当教师在讲桌上讲课时，摄像机(3)靠近黑板，以减少教师对黑板上板书的遮挡范围，当教师在黑板上演算时，增加摄像机(3)与黑板之间的距离，从而增加摄像机(3)的拍摄范围；
S2：智能化数学教学辅助装置是智能化数学教学系统中录入终端的载体，从而智能化数学教学辅助装置的摄像机(3)通过传输线路或无线网络将拍摄的视频传输至第一传输单元，第一传输单元传输至处理终端；
S3：处理终端的第二传输单元接收第一传输单元传输的视频后传输至截取单元；截取单元截取教学视频中教师处于不同位置时的画面并传输至拼接单元；拼接单元将其中一个截图上被教师身体遮挡的部分用其他截图上该位置的黑板板书进行覆盖拼接，形成没有教师身体遮挡的板书；拼接单元拼接完成没有教师身体遮挡的板书后将板书与教学视频并排排列，形成教学课程；
S4：拼接单元将教学课程通过第二传输单元传输至第三传输单元，第三传输单元将教学课程传输至存储单元；教师通过输入单元对教学课程内黑板板书部分进行输入或修改。
CN202210658538.6A 2022-06-11 2022-06-11 一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统 Active CN115209182B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210658538.6A CN115209182B (zh) 2022-06-11 2022-06-11 一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210658538.6A CN115209182B (zh) 2022-06-11 2022-06-11 一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115209182A true CN115209182A (zh) 2022-10-18
CN115209182B CN115209182B (zh) 2023-08-22

Family

ID=83576679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210658538.6A Active CN115209182B (zh) 2022-06-11 2022-06-11 一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115209182B (zh)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007025425A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Tac Kk 講義収録／配信システム
CN107403411A (zh) * 2017-07-27 2017-11-28 广州视源电子科技股份有限公司 板书记录方法、装置、设备及计算机可读存储介质
CN108550157A (zh) * 2018-04-04 2018-09-18 安徽海青智能科技有限公司 一种教学板书的无遮挡处理方法
CN110930819A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 河南护理职业学院 一种思政课堂教学辅助装置
CN110933331A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 浙江蓝鸽科技有限公司 教学视频的合成方法及系统
CN211232145U (zh) * 2019-11-18 2020-08-11 张宇 一种智能移动录播教学装置
CN111993817A (zh) * 2020-08-28 2020-11-27 芜湖宏嘉科技有限公司 一种适用智能教学系统的教学调节装置
CN212324239U (zh) * 2020-07-31 2021-01-08 四川广炜科技有限公司 一种具有跟踪功能的录播装置
CN212324227U (zh) * 2020-07-31 2021-01-08 四川广炜科技有限公司 一种板书定位摄像头
CN112594532A (zh) * 2020-12-28 2021-04-02 安徽文香信息技术有限公司 一种更换智慧黑板摄像头的装置及其使用方法
CN112648501A (zh) * 2020-12-17 2021-04-13 安徽文香信息技术有限公司 一种可调式智慧教学用摄像装置及控制系统
CN113112880A (zh) * 2021-05-10 2021-07-13 深圳光子晶体科技有限公司 一种视频教学系统及方法
CN214068013U (zh) * 2021-01-14 2021-08-27 林夕宝 一种智慧黑板的微课堂录播装置
CN113657509A (zh) * 2021-08-19 2021-11-16 重庆晋才富熙科技有限公司 教学训练提升方法、装置、终端和存储介质
CN114120163A (zh) * 2021-09-14 2022-03-01 南京谦萃智能科技服务有限公司 视频帧处理方法、装置及其相关设备和存储介质

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007025425A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Tac Kk 講義収録／配信システム
CN107403411A (zh) * 2017-07-27 2017-11-28 广州视源电子科技股份有限公司 板书记录方法、装置、设备及计算机可读存储介质
CN108550157A (zh) * 2018-04-04 2018-09-18 安徽海青智能科技有限公司 一种教学板书的无遮挡处理方法
CN211232145U (zh) * 2019-11-18 2020-08-11 张宇 一种智能移动录播教学装置
CN110930819A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 河南护理职业学院 一种思政课堂教学辅助装置
CN110933331A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 浙江蓝鸽科技有限公司 教学视频的合成方法及系统
CN212324227U (zh) * 2020-07-31 2021-01-08 四川广炜科技有限公司 一种板书定位摄像头
CN212324239U (zh) * 2020-07-31 2021-01-08 四川广炜科技有限公司 一种具有跟踪功能的录播装置
CN111993817A (zh) * 2020-08-28 2020-11-27 芜湖宏嘉科技有限公司 一种适用智能教学系统的教学调节装置
CN112648501A (zh) * 2020-12-17 2021-04-13 安徽文香信息技术有限公司 一种可调式智慧教学用摄像装置及控制系统
CN112594532A (zh) * 2020-12-28 2021-04-02 安徽文香信息技术有限公司 一种更换智慧黑板摄像头的装置及其使用方法
CN214068013U (zh) * 2021-01-14 2021-08-27 林夕宝 一种智慧黑板的微课堂录播装置
CN113112880A (zh) * 2021-05-10 2021-07-13 深圳光子晶体科技有限公司 一种视频教学系统及方法
CN113657509A (zh) * 2021-08-19 2021-11-16 重庆晋才富熙科技有限公司 教学训练提升方法、装置、终端和存储介质
CN114120163A (zh) * 2021-09-14 2022-03-01 南京谦萃智能科技服务有限公司 视频帧处理方法、装置及其相关设备和存储介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. FRIEDLAND; K. PAULS: "Architecing multimedia environments for teaching", 《COMPUTER》 *
LEI QIU: "Intelligent Recognition of Student Behavior in Classroom Video Based on Deep Learning", 《硕士论文》 *
周剑华: "基于智能图像跟踪定位的录播教室系统设计与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115209182B (zh) 2023-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11849196B2 (en) Automatic data extraction and conversion of video/images/sound information from a slide presentation into an editable notetaking resource with optional overlay of the presenter
CN109509375B (zh) 一种录播一体的智能全面屏黑板系统及其控制方法
US9390171B2 (en) Segmenting and playback of whiteboard video capture
US20130285909A1 (en) System and method for automated capture and compaction of instructional performances
CN111242962A (zh) 远程培训视频的生成方法、装置、设备及存储介质
CN103905734A (zh) 一种智能跟踪摄像方法和装置
CN205158677U (zh) 微课录制系统
CN107093337A (zh) 实景课堂的管理系统及其制作方法
CN110956138A (zh) 一种基于家教设备的辅助学习方法及家教设备
CN111325853B (zh) 一种基于增强现实眼镜的远程辅导系统及方法
CN111179650A (zh) 一种纸写板书和讲解自动文档化的讲台系统
CN103680225A (zh) 教学一体机及其多输入显示方法
CN115086570A (zh) 教学视频处理方法、装置、存储介质及电子设备
CN115209182A (zh) 一种智能化数学教学辅助装置、方法及智能教学系统
CN111050111A (zh) 一种在线互动学习交流平台及其学习装置
US20230113359A1 (en) Full color spectrum blending and digital color filtering for transparent display screens
Corkish et al. A How-To Guide for Making Online Pre-laboratory Lightboard Videos
CN114095747B (zh) 直播互动系统和方法
JP5915118B2 (ja) アーカイブシステム、第一の端末及びプログラム
CN114863448A (zh) 答题统计方法、装置、设备及存储介质
CN111489599A (zh) 多软件兼容的人机交互教学系统
RU56009U1 (ru) Демонстратор
Garber et al. A two tier approach to chalkboard video lecture summary
KR101681446B1 (ko) 실물 화상기용 필기 모드 영상 처리 방법
CN111369400A (zh) 一种基于图像数据处理的中学生学习过程监管方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant