TWI780989B - 體育學科線上考核系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種體育學科線上考核系統及其方法，考核伺服器自教師裝置接收指導影片，對指導動作分析出手部區域以及腳部區域配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片，學生裝置自考核伺服器接收考核影片，並分別透過主播放介面播放考核影片與副播放介面顯示學生的即時影像，錄製副播放介面為學生考核影片傳送至考核伺服器以對學生考核影片進行評分，藉此可以達成提供體育學科線上考核的技術功效。

Description

體育學科線上考核系統及其方法

一種線上考核系統及其方法，尤其是指一種對指導影片進行手部區域以及腳部區域分析以生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，透過手部檢核區域以及腳部檢核區域進行學生考核影片考核評分的體育學科線上考核系統及其方法。

近期全球因疫情的影響，各行各業都受到或多或少的衝擊，為了避免病毒的大範圍擴散，諸多政府都實施有各式各樣的限制措施以預防多人群聚而造成病毒的大範圍擴散，限制措施例如是：禁止餐廳的內用、暫停學校的課堂授課…等。

對於暫停學校的課堂授課來說，為了避免學生受教育的影響，故而逐漸發展線上授課以提供學生仍可接收教學，除此之外，對於線上授課後的考核來說，對於文學科或是理學科都可以透過線上試卷的方式以實現線上考核，但是對於體育學科來說，將不具備有線上考核的方式。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在現有體育學科不具備線上考核的問題，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

有鑒於先前技術存在現有體育學科不具備線上考核的問題，本發明遂揭露一種體育學科線上考核系統及其方法，其中：

本發明所揭露的體育學科線上考核系統，其包含：教師裝置、考核伺服器以及學生裝置，考核伺服器更包含：傳輸模組、影片處理模組以及評分模組；學生裝置更包含：裝置傳輸模組以及播放錄製模組。

教師裝置是錄製指導影片，提供指導影片。

考核伺服器的傳輸模組是自教師裝置接收指導影片，傳輸考核影片，接收學生考核影片；考核伺服器的影片處理模組是對指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域，再依據手部區域以及腳部區域的中心配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片；及考核伺服器的評分模組是對學生考核影片中學生動作的手部區域以及腳部區域是否位於對應的手部檢核區域以及腳部檢核區域進行該學生動作的評分，將所有學生動作的評分加總以計算出該學生的考核評分。

學生裝置的裝置傳輸模組是自傳輸模組接收考核影片，傳送學生考核影片至傳輸模組；及學生裝置的播放錄製模組是透過主播放介面播放考核影片，考核影片依據對應的指導動作於對應的位置顯示手部檢核區域以及腳部檢核區域，副播放介面顯示學生的即時影像，且於副播放介面相對應的位置顯示主播放介面中顯示的手部檢核區域以及腳部檢核區域，並錄製副播放介面為學生考核影片。

本發明所揭露的體育學科線上考核方法，其包含下列步驟：

首先，教師裝置錄製指導影片；接著，教師裝置與考核伺服器建立連線，以提供指導影片至考核伺服器；接著，考核伺服器對指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域，再依據手部區域以及腳部區域的中心配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片；接著，學生裝置與考核伺服器建立連線，以自考核伺服器接收考核影片；接著，學生裝置透過主播放介面播放考核影片，考核影片依據對應的指導動作於對應的位置顯示手部檢核區域以及腳部檢核區域；接著，學生裝置透過副播放介面顯示學生的即時影像，且於副播放介面相對應的位置顯示主播放介面中顯示的手部檢核區域以及腳部檢核區域，並錄製副播放介面為學生考核影片；接著，學生裝置傳送學生考核影片至考核伺服器；最後，考核伺服器對學生考核影片中學生動作的手部區域以及腳部區域是否位於對應的手部檢核區域以及腳部檢核區域進行該學生動作的評分，將所有學生動作的評分加總以計算出該學生的考核評分。

本發明所揭露的系統及方法如上，與先前技術之間的差異在於考核伺服器自教師裝置接收指導影片，對指導動作分析出手部區域以及腳部區域配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片，學生裝置自考核伺服器接收考核影片，並分別透過主播放介面播放考核影片與副播放介面顯示學生的即時影像，錄製副播放介面為學生考核影片傳送至考核伺服器以對學生考核影片進行評分。

透過上述的技術手段，本發明可以達成提供體育學科線上考核的技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明的實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

以下首先要說明本發明所揭露的體育學科線上考核系統，並請參考「第1圖」所示，「第1圖」繪示為本發明體育學科線上考核系統的系統方塊圖。

本發明所揭露的體育學科線上考核系統，其包含：教師裝置10、考核伺服器20以及學生裝置30，考核伺服器20更包含：傳輸模組21、影片處理模組22以及評分模組23；學生裝置30更包含：裝置傳輸模組31以及播放錄製模組32。

教師裝置10是體育教師所持有的電子裝置，教師裝置10例如是：一般電腦、筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機…等，體育教師需要錄製指導影片時，即可使用教師裝置10錄製指導影片，教師裝置10是透過嵌入或是外接於教師裝置10的攝影裝置以實現指導影片的錄製指導影片，教師裝置10與考核伺服器20透過有線傳輸方式或是無線傳輸方式建立連線，前述的有線傳輸方式例如是：電纜網路、光纖網路…等，前述的無線傳輸方式例如是：Wi-Fi、行動通訊網路（例如是：3G、4G、5G…等）…等，在此僅為舉例說明之，並不以此侷限本發明的應用範疇，在教師裝置10錄製好指導影片時，教師裝置10即可提供指導影片至考核伺服器20。

考核伺服器20的傳輸模組21即可自教師裝置10接收指導影片，在考核伺服器20的傳輸模組21自教師裝置10接收指導影片時，考核伺服器20的影片處理模組22對指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域，再依據手部區域以及腳部區域的中心配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片。

請參考「第2A圖」所示，「第2A圖」繪示為本發明體育學科線上考核的指導影片中指導動作示意圖。

在「第2A圖」中呈現出指導動作41的示意，考核伺服器20的影片處理模組22例如是依據手部的特徵（例如是：五指、掌紋…等）、手臂的上臂與前臂…等特徵以分析出手部區域，或是預先建立複數個手部圖像，手部圖像是以不同角度且不同手部態樣進行呈現，手部態樣例如是：握拳態樣、開掌態樣…等，將手部圖像與該指導動作41進行比對，當該指導動作41的部位與手部圖像的相似度超過預設值時，則該指導動作41的部位即可被分析為手部區域，在此僅為舉例說明之，並不以此侷限本發明的應用範疇，考核伺服器20的影片處理模組22再依據手部區域的中心配合預設範圍生成第一手部檢核區域511以及第二手部檢核區域512，第一手部檢核區域511以及第二手部檢核區域512的示意請參考「第2B圖」所示，「第2B圖」繪示為本發明體育學科線上考核的手部檢核區域與腳部檢核區域示意圖。

考核伺服器20的影片處理模組22例如是依據腳部的特徵（例如是：腳指、腳背、各種鞋類…等）、大腿與小腿…等特徵以分析出腳部區域，或是預先建立複數個腳部圖像，腳部圖像是以不同角度進行呈現，將腳部圖像與該指導動作41進行比對，當該指導動作41的部位與腳部圖像的相似度超過預設值時，則該指導動作41的部位即可被分析為腳部區域，在此僅為舉例說明之，並不以此侷限本發明的應用範疇，考核伺服器20的影片處理模組22再依據腳部區域的中心配合預設範圍生成第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522，第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522的示意請參考「第2B圖」所示，考核伺服器20的影片處理模組22即可將第一手部檢核區域511、第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522整合至指導影片以生成考核影片。

學生裝置30是學生所持有的電子裝置，學生裝置30例如是：一般電腦、筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機…等，學生裝置30與考核伺服器20透過有線傳輸方式或是無線傳輸方式建立連線，前述的有線傳輸方式例如是：電纜網路、光纖網路…等，前述的無線傳輸方式例如是：Wi-Fi、行動通訊網路（例如是：3G、4G、5G…等）…等，在此僅為舉例說明之，並不以此侷限本發明的應用範疇，學生需要進行體育考核時，即可透過學生裝置30自考核伺服器20接收考核影片。

學生裝置30的裝置傳輸模組31是自考核伺服器20的傳輸模組21接收考核影片，再藉由學生裝置30的播放錄製模組32透過主播放介面61播放考核影片，考核影片依據對應的指導動作於對應的位置顯示第一手部檢核區域511、第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522，考核影片播放於主播放介面61的顯示示意請參考「第3圖」所示，「第3圖」繪示為本發明體育學科線上考核的主播放介面與主副播放介面示意圖。

學生裝置30的播放錄製模組32透過副播放介面62顯示學生的即時影像，且於副播放介面62相對應的位置顯示主播放介面61中顯示的第一手部檢核區域511、第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522，副播放介面62的顯示示意請參考「第3圖」所示，值得注意的是，學生裝置30的播放錄製模組32是透過嵌入或是外接於學生裝置30攝影裝置以實現於副播放介面62中學生即時影像的顯示，並且學生裝置30的播放錄製模組32錄製副播放介面62為學生考核影片，並且「第3圖」中是以分割畫面的顯示方式提供主播放介面61以及副播放介面62的顯示，副播放介面62亦可以是覆蓋於主播放介面61的部分位置提供主播放介面61以及副播放介面62的顯示，在此僅為舉例說明之，並不以此侷限本發明的應用範疇。

在學生裝置30的播放錄製模組32錄製學生考核影片完成時，即可再透過學生裝置30的裝置傳輸模組31將學生考核影片傳送至考核伺服器20，考核伺服器20的傳輸模組21即可自學生裝置30的裝置傳輸模組31接收學生考核影片，並由考核伺服器20的評分模組23是對學生考核影片中學生動作的手部區域以及腳部區域是否位於對應的手部檢核區域以及腳部檢核區域進行該學生動作的評分，將所有學生動作的評分加總以計算出該學生的考核評分。

具體而言，假設學生動作的手部區域以及腳部區域位於對應的第一手部檢核區域511、第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522時，每一個第一手部檢核區域511、第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522給予1分，反之，假設第一手部檢核區域511、第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521或第二腳部檢核區域522不具有學生動作的手部區域或是腳部區域時，則不具有學生動作的手部區域或是腳部區域的第一手部檢核區域511、第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521或第二腳部檢核區域522將給予0分。

在第二手部檢核區域512、第一腳部檢核區域521以及第二腳部檢核區域522具有對應的學生動作的手部區域以及腳部區域，而第一手部檢核區域511不具有對應的學生動作的手部區域時，考核伺服器20的評分模組23對該學生動作的評分為3分，在此僅為舉例說明之，並不以此侷限本發明的應用範疇。

考核伺服器20更包含重考指令生成模組24，當手部檢核區域或腳部檢核區域不具有學生動作的手部區域或是腳部區域的檢核區域數量為一半以上時，考核伺服器20的重考指令生成模組24將學生考核影片與該學生動作對應的影片段落加以排除，並且計算排除該學生動作對應的影片段落的學生考核影片時長，當計算出排除該學生動作對應的影片段落的學生考核影片時長小於等於預設時長時，考核伺服器20的重考指令生成模組24將生成重考指令，再藉由考核伺服器20的傳輸模組21傳送重考指令至學生裝置30，學生裝置30的裝置傳輸模組31在自考核伺服器20的傳輸模組21接收到重考指令時，進行重新考核的提示以使學生得知需要重新進行考核。

接著，以下將說明本發明的運作方法，並請同時參考「第4A圖」以及「第4B圖」所示，「第4A圖」以及「第4B圖」繪示為本發明體育學科線上考核方法的方法流程圖。

本發明所揭露的體育學科線上考核方法，其包含下列步驟：

首先，教師裝置錄製指導影片（步驟701）；接著，教師裝置與考核伺服器建立連線，以提供指導影片至考核伺服器（步驟702）；接著，考核伺服器對指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域，再依據手部區域以及腳部區域的中心配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片（步驟703）；接著，學生裝置與考核伺服器建立連線，以自考核伺服器接收考核影片（步驟704）；接著，學生裝置透過主播放介面播放考核影片，考核影片依據對應的指導動作於對應的位置顯示手部檢核區域以及腳部檢核區域（步驟705）；接著，學生裝置透過副播放介面顯示學生的即時影像，且於副播放介面相對應的位置顯示主播放介面中顯示的手部檢核區域以及腳部檢核區域，並錄製副播放介面的學生考核影片（步驟706）；接著，學生裝置傳送學生考核影片至考核伺服器（步驟707）；最後，考核伺服器對學生考核影片中學生動作的手部區域以及腳部區域是否位於對應的手部檢核區域以及腳部檢核區域進行該學生動作的評分，將所有學生動作的評分加總以計算出該學生的考核評分（步驟708）。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於考核伺服器自教師裝置接收指導影片，對指導動作分析出手部區域以及腳部區域配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片，學生裝置自考核伺服器接收考核影片，並分別透過主播放介面播放考核影片與副播放介面顯示學生的即時影像，錄製副播放介面為學生考核影片傳送至考核伺服器以對學生考核影片進行評分。

藉由此一技術手段可以來解決先前技術所存在現有體育學科不具備線上考核的問題，進而達成提供體育學科線上考核的技術功效。

雖然本發明所揭露的實施方式如上，惟所述的內容並非用以直接限定本發明的專利保護範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作些許的更動。本發明的專利保護範圍，仍須以所附的申請專利範圍所界定者為準。

10:教師裝置

20:考核伺服器

21:傳輸模組

22:影片處理模組

23:評分模組

24:重考指令生成模組

30:學生裝置

31:裝置傳輸模組

32:播放錄製模組

41:指導動作

511:第一手部檢核區域

512:第二手部檢核區域

521:第一腳部檢核區域

522:第二腳部檢核區域

61:主播放介面

62:副播放介面

步驟701:教師裝置錄製指導影片

步驟702:教師裝置與考核伺服器建立連線，以提供指導影片至考核伺服器

步驟703:考核伺服器對指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域，再依據手部區域以及腳部區域的中心配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將手部檢核區域以及腳部檢核區域整合至指導影片以生成考核影片

步驟704:學生裝置與考核伺服器建立連線，以自考核伺服器接收考核影片

步驟705:學生裝置透過主播放介面播放考核影片，考核影片依據對應的指導動作於對應的位置顯示手部檢核區域以及腳部檢核區域

步驟706:學生裝置透過副播放介面顯示學生的即時影像，且於副播放介面相對應的位置顯示主播放介面中顯示的手部檢核區域以及腳部檢核區域，並錄製副播放介面的學生考核影片

步驟707:學生裝置傳送學生考核影片至考核伺服器

步驟708:考核伺服器對學生考核影片中學生動作的手部區域以及腳部區域是否位於對應的手部檢核區域以及腳部檢核區域進行該學生動作的評分，將所有學生動作的評分加總以計算出該學生的考核評分

第1圖繪示為本發明體育學科線上考核系統的系統方塊圖。 第2A圖繪示為本發明體育學科線上考核的指導影片中指導動作示意圖。 第2B圖繪示為本發明體育學科線上考核的手部檢核區域與腳部檢核區域示意圖。 第3圖繪示為本發明體育學科線上考核的主播放介面與主副播放介面示意圖。 第4A圖以及第4B圖繪示為本發明體育學科線上考核方法的方法流程圖。

10:教師裝置

20:考核伺服器

21:傳輸模組

22:影片處理模組

23:評分模組

24:重考指令生成模組

30:學生裝置

31:裝置傳輸模組

32:播放錄製模組

Claims (10)

1. 一種體育學科線上考核系統，其包含：一教師裝置，錄製一指導影片，提供所述指導影片；一考核伺服器，所述考核伺服器更包含：一傳輸模組，自所述教師裝置接收所述指導影片，傳輸一考核影片，接收一學生考核影片；一影片處理模組，對所述指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域，再依據手部區域以及腳部區域的中心配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域整合至所述指導影片以生成所述考核影片；及一評分模組，對所述學生考核影片中學生動作的手部區域以及腳部區域是否位於對應的所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域進行該學生動作的評分，將所有學生動作的評分加總以計算出該學生的考核評分；及一學生裝置，所述學生裝置更包含：一裝置傳輸模組，自所述傳輸模組接收所述考核影片，傳送所述學生考核影片至所述傳輸模組；及一播放錄製模組，透過一主播放介面播放所述考核影片，所述考核影片依據對應的指導動作於對應的位置顯示所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域，一副播放介面顯示學生的即時影像，且於所述副播放介面相對應的位置顯示所 述主播放介面中顯示的所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域，並錄製所述副播放介面為所述學生考核影片。
2. 如申請專利範圍第1項所述的體育學科線上考核系統，其中所述考核伺服器更包含一重考指令生成模組，當所述手部檢核區域或所述腳部檢核區域不具有學生動作的手部區域或是腳部區域的檢核區域數量為一半以上時，所述重考指令生成模組將所述學生考核影片與該學生動作對應的影片段落加以排除，並且計算排除該學生動作對應的影片段落的所述學生考核影片時長。
3. 如申請專利範圍第2項所述的體育學科線上考核系統，其中當計算出排除該學生動作對應的影片段落的所述學生考核影片時長小於等於預設時長時，所述重考指令生成模組生成一重考指令，透過所述傳輸模組傳送所述重考指令至所述裝置傳送模組，所述學生裝置依據所述重考指令進行重新考核的提示。
4. 如申請專利範圍第1項所述的體育學科線上考核系統，其中所述影片處理模組是依據手部或腳部的特徵以分析出手部區域以及腳部區域。
5. 如申請專利範圍第1項所述的體育學科線上考核系統，其中所述影片處理模組是透過預先建立的複數個手部圖像以及複數個腳部圖像與指導動作進行比對，當指導動作的部位與手部圖像或是腳部圖像的相似度超過預設值時，該指導動作的部位被分析出為手部區域或是腳部區域。
6. 一種體育學科線上考核方法，其包含：一教師裝置錄製一指導影片；所述教師裝置與一考核伺服器建立連線，以提供所述指導影片至所述考核伺服器； 所述考核伺服器對所述指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域，再依據手部區域以及腳部區域的中心配合預設範圍生成手部檢核區域以及腳部檢核區域，再將所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域整合至所述指導影片以生成所述考核影片；一學生裝置與所述考核伺服器建立連線，以自所述考核伺服器接收所述考核影片；所述學生裝置透過一主播放介面播放所述考核影片，所述考核影片依據對應的指導動作於對應的位置顯示所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域；所述學生裝置透過一副播放介面顯示學生的即時影像，且於所述副播放介面相對應的位置顯示所述主播放介面中顯示的所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域，並錄製所述副播放介面為所述學生考核影片；所述學生裝置傳送所述學生考核影片至所述考核伺服器；及所述考核伺服器對所述學生考核影片中學生動作的手部區域以及腳部區域是否位於對應的所述手部檢核區域以及所述腳部檢核區域進行該學生動作的評分，將所有學生動作的評分加總以計算出該學生的考核評分。
7. 如申請專利範圍第6項所述的體育學科線上考核方法，其中所述體育學科線上考核方法更包含當所述手部檢核區域或所述腳部檢核區域不具有學生動作的手部區域或是腳部區域的檢核區域數量為一半以上時，所述考核伺 服器將所述學生考核影片與該學生動作對應的影片段落加以排除，並且計算排除該學生動作對應的影片段落的所述學生考核影片時長的步驟。
8. 如申請專利範圍第7項所述的體育學科線上考核方法，其中所述體育學科線上考核方法更包含當計算出排除該學生動作對應的影片段落的所述學生考核影片時長小於等於預設時長時，所述考核伺服器生成一重考指令並傳送至所述學生裝置，所述學生裝置依據所述重考指令進行重新考核的提示。
9. 如申請專利範圍第6項所述的體育學科線上考核方法，其中所述考核伺服器對所述指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域的步驟是依據手部或腳部的特徵以分析出手部區域以及腳部區域。
10. 如申請專利範圍第6項所述的體育學科線上考核方法，其中所述考核伺服器對所述指導影片中的每一組指導動作進行區域的分析以分析出手部區域以及腳部區域的步驟是透過預先建立的複數個手部圖像以及複數個腳部圖像與指導動作進行比對，當指導動作的部位與手部圖像或是腳部圖像的相似度超過預設值時，該指導動作的部位被分析出為手部區域或是腳部區域。

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