利索能及
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专利号: 2018113677687
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种学生课堂注意力检测方法,其特征在于,包括以下步骤:采集授课教师的教学图像和上课学生的面部图像;基于集合深度数据的光谱消光方法在帧图像中提取学生眼睛的状态;计算学生眼睛的视线朝向;记录学生课堂教学过程中注意力涣散的时刻,并与教学图像进行交叉对比,分析学生注意力涣散的原因;对所述的面部图像中的学生面部与环境背景进行分离,并对面部特征进行提取;所述的面部特征提取步骤为:设置消光算法中的当前光照;确定在彩色RGB光谱图中组合比例;在帧图像中寻找最小的组合比例;化简组合比例约当阵,求取特征值;设置消光算子;对比深度数据,重构像素结构;所述的提取学生眼睛的状态的步骤为:提取所述的学生的面部活动图像的1帧图像,并对该帧图像进行检测,判断是否检测到人脸,如果没有检测到人脸,则跳出执行状态等待下一帧图像;如果检测到人脸,则检测学生眼部并判断眼睛状态;当检测到学生眼部时,首先检测眼睛是否睁开,当检测到眼睛睁开时,眼睛睁开状态自加1,检测后续的20帧图像,并计算眼睛的朝向;当检测到眼睛没有睁开时,眼睛闭合状态自加1,检测后续的10帧图像,如果眼睛变化小于阙值,则注意力涣散状态自加1,否则继续检测下一帧图像;当没有检测到学生眼部时,检测次数自加

1;同时设有一个检测定时器,一定时间后如果始终没有检测到眼部,即检测次数大于阙值,注意力涣散标记自加1,清将定时器清零;如果检测次数小于阙值,则直接将定时器清零;所述的计算定位学生眼睛的视线朝向的步骤为:提取1帧图像中人物脸部的轮廓,分析人脸上眼睛、鼻子、颧骨和下巴的相对位置及大小;以教室为基准,设面向教室讲台的方向为x轴,水平面向右与x轴正交的为y轴,z轴与水平面正交向下,建立以教室为基准的Oxyz坐标系;以学生个体为基准,设学生脸部正面朝向为x’,与x’正交的右耳朝向为y’,与x’y’平面正交向下的为z’,建立以学生脸部朝向为基准的Ox’y’z’坐标系;将学生脸部朝向为基准的Ox’y’z’坐标系转换以教室为基准的Oxyz坐标系;将帧图像中学生脸部的朝向与脸部正姿朝向进行对比,得到偏向角;记录学生注意力涣散的时刻,判断授课视频中教师是否在授课,如果教师没有在授课,进行人工核实或者采用机器智能识别技术进行甄别其未授课的原因;如果教师在授课,则重点标记该时刻,寻找学生注意力涣散的原因。