基于互联网教育的教学质量监控系统的制作方法

1.本发明涉及互联网教育技术领域，具体涉及一种基于互联网教育的教学质量监控系统。


背景技术：

2.互联网 教育，是互联网科技与教育领域相结合的一种新的教育形式。目前互联网教育的最常见形式就是学生通过在线观看教学视频的方式进行学习。同时，对互联网教育的教学质量进行监控是提升教学质量的重要手段，目前通常采用的在学习后进行测试或评分来得到教学质量，更加适合线下教育，而由于互联网教育的特殊性，对于学生的学习过程无法准确的掌控，可能学生在教学视频播放时，学生未认真听课，进而导致影响测试或评分的结果，影响教学质量评价的准确度。
3.为了解决上述问题，目前对于互联网教育，通常采用在学生观看教学视频时，利用人脸识别技术来确保学生在屏幕前认真听课。
4.但目前基于人脸识别技术的存在如下缺陷：首先，个人隐私存在风险，面部识别技术需要采集学生的人脸信息，而对于第三方教育机构获取自己的人脸信息，存在信息泄漏的风险；其次，对于大多数的设备，并不具有景深摄像头，而普通的摄像头在晚上或是其他光线较暗的场景时，无法很好的识别出人脸信息，导致使用场景受限。
5.最后，基于2d的人脸识别技术欺骗难度低，很容易绕过检测，例如通过预先录制的方式进行欺骗，导致识别结果不准确。


技术实现要素：

6.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于互联网教育的教学质量监控系统，解决了目前针对互联网教育的教学质量监控，现有的人脸识别技术存在安全性、准确性、适用性较低的问题。
7.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于互联网教育的教学质量监控系统，包括：服务器端和学生端；所述服务器端包括：检测指令生成模块，用于在播放教学视频的过程中，生成至少一次检测指令；播放进度获取模块，用于在生成检测指令后，获取学生端的教育视频播放进度；音频获取模块，用于获取在播放进度之前n秒内的教育视频的音频信息；光变信息映射模块，用于将所述音频信息映射为标准光变信息，并将标准光变信息发送至对应的学生端；教学质量评价邀请模块，若直到视频结束，学生端对应的所有匹配结果均为成功，
则向该学生端发送教学质量评价邀请；所述学生端包括：教学视频播放模块，用于播放教学视频，并将音频通过耳麦输出；耳麦状态灯控制模块，用于基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁；影像采集模块，用于在获取标准光变信息后，获取包含耳麦状态灯的待识别影像；光变信息识别模块，用于从待识别视频中获取耳麦状态灯的待匹配的光变信息；再将待匹配的光变信息与标准光变信息进行匹配，并将匹配结果发送至服务器端。
8.进一步的，所述学生端还包括：耳麦佩戴检测模块，用于确定用户是否将耳麦摘下；所述检测指令生成模块在学生端检测到耳麦被摘下后，获取教学视频的播放状态，若教学视频的播放状态为暂停，则不生成检测指令，若教学视频的播放状态为播放中，则生成检测指令。
9.进一步的，所述光变信息映射模块，包括：音频文本转换单元，用于将音频信息转化为文本信息；文本解析单元，用于提取文本信息中的名词序列；所述名词序列为文本信息中所有提取出的若干个名词按顺序排列后的序列；映射单元，用于将名词序列按预设规则转化为二值化的标准光变信息，其中，所述预设规则包括将名词的字数转化为对应位数的0，在相邻两个名词之间设置为1；标准光变信息传输单元，用于将标准光变信息发送至对应的学生端。
10.进一步的，所述提取文本信息中的名词序列，包括：对文本信息进行分词，再获取每个分词结果的词语类型，并保留词语类型为名词的分词结果和对应在文本信息中的顺序，得到名词序列。
11.进一步的，所述基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁，包括：令所述二值化的光变信息中，0表示耳麦状态灯灭，1表示耳麦状态灯亮；且灯灭的时间计算公式为t=α*mi；灯亮的时间计算公式为t=α；其中，mi表示名词序列中第i个名词的字数，α表示预设单位时长。
12.进一步的，所述光变信息识别模块，包括：耳麦状态灯识别单元，用于基于目标识别算法，定位待识别视频中的耳麦状态灯；编码单元，用于将耳麦状态灯的闪烁情况转化为二值化的待匹配的光变信息，且耳麦状态灯在未获得光变信息时常亮。
13.进一步的，所述获取在播放进度之前n秒内的教育视频的音频信息，包括：在播放进度之前30秒内的教育视频的音频信息。
14.进一步的，所述耳麦状态灯为麦克风的工作状态指示灯。
15.（三）有益效果1、本发明通过在播放教学视频的过程中，生成至少一次检测指令，并在生成检测指令后，获取学生端的教育视频播放进度；再获取在播放进度之前n秒内的教育视频的音频信息；随后将所述音频信息映射为标准光变信息，并将标准光变信息发送至对应的学生端，随后基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁，同时获取包含耳麦状态灯的待识别影像，再从待识别视频中获取耳麦状态灯的待匹配的光变信息；再将待匹配的光变信息与标准光
变信息进行匹配，并将匹配结果发送至服务器端，若直到视频结束，学生端对应的所有匹配结果均为成功，说明学生完整学习完该教学视频，因此最后向该学生端发送教学质量评价邀请；收到邀请的学生端均是完整学习完整个教学视频，数据的可信度高，避免了因学生未认真听课，影响互联网教育质量评价的准确度。
16.2、在本发明中学生是否完整看完教学视频仅需要通过耳麦状态灯的亮和灭的变化顺序来识别，无须采集学生的人脸信息，使得个人隐私得到保障，且由于识别仅需要光变信息，因此能够适应各种使用环境。
17.3、在本发明中标准光变信息受检测指令生成时机、教学视频音频信息对应的名词序列等共同影响，使得标准光变信息无法提前获知，因此无法通过预先录制的方式进行欺骗，使得系统的安全性高。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明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。
19.图1 为本发明实施例的系统框图；图2 为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
22.本发明实施例提出了一种基于互联网教育的教学质量监控系统，参见图1，包括：服务器端和学生端；其中，所述服务器端包括：检测指令生成模块，用于在播放教学视频的过程中，生成至少一次检测指令；播放进度获取模块，用于在生成检测指令后，获取学生端的教育视频播放进度；音频获取模块，用于获取在播放进度之前n秒内的教育视频的音频信息；光变信息映射模块，用于将所述音频信息映射为标准光变信息，并将标准光变信息发送至对应的学生端；教学质量评价邀请模块，若直到视频结束，学生端对应的所有匹配结果均为成功，则向该学生端发送教学质量评价邀请；而所述学生端包括：教学视频播放模块，用于播放教学视频，并将音频通过耳麦输出；耳麦状态灯控制模块，用于基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁；
影像采集模块，用于在获取标准光变信息后，获取包含耳麦状态灯的待识别影像；光变信息识别模块，用于从待识别视频中获取耳麦状态灯的待匹配的光变信息；再将待匹配的光变信息与标准光变信息进行匹配，并将匹配结果发送至服务器端。
23.进一步的，所述学生端还包括：耳麦佩戴检测模块，用于确定用户是否将耳麦摘下；所述检测指令生成模块在学生端检测到耳麦被摘下后，获取教学视频的播放状态，若教学视频的播放状态为暂停，则不生成检测指令，若教学视频的播放状态为播放中，则生成检测指令。
24.进一步的，所述光变信息映射模块，包括：音频文本转换单元，用于将音频信息转化为文本信息；文本解析单元，用于提取文本信息中的名词序列；所述名词序列为文本信息中所有提取出的若干个名词按顺序排列后的序列；映射单元，用于将名词序列按预设规则转化为二值化的标准光变信息，其中，所述预设规则包括将名词的字数转化为对应位数的0，在相邻两个名词之间设置为1；标准光变信息传输单元，用于将标准光变信息发送至对应的学生端。
25.进一步的，所述提取文本信息中的名词序列，包括：对文本信息进行分词，再获取每个分词结果的词语类型，并保留词语类型为名词的分词结果和对应在文本信息中的顺序，得到名词序列。
26.进一步的，所述基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁，包括：令所述二值化的光变信息中，0表示耳麦状态灯灭，1表示耳麦状态灯亮；且灯灭的时间计算公式为t=α*mi，灯亮的时间计算公式为t=α；其中，mi表示名词序列中第i个名词的字数，α表示预设单位时长。
27.进一步的，所述光变信息识别模块，包括：耳麦状态灯识别单元，用于基于目标识别算法，定位待识别视频中的耳麦状态灯；编码单元，用于将耳麦状态灯的闪烁情况转化为二值化的待匹配的光变信息，且耳麦状态灯在未获得光变信息时常亮。
28.进一步的，所述获取在播放进度之前n秒内的教育视频的音频信息，包括：在播放进度之前30秒内的教育视频的音频信息。
29.进一步的，所述耳麦状态灯为麦克风的工作状态指示灯。
30.下面对本实施例的实现过程进行详细说明：硬件信息：本技术中，学生端可以是装有本技术对应软件的台式机、笔记本电脑、智能平板等设备，其均具有显示器、耳麦、网络摄像头等组件以保证互联网教育功能完整实现。
31.其中，耳麦（headset）是耳机与麦克风的整合体，它不同于普通的耳机，有普通耳机所没有的麦克风，在使用时，麦克风位于用户嘴部的前方，且为了便于了解麦克风的使用状态，麦克风上通常设置有一个麦克风的状态指示灯，包括非工作状态（灯灭）和工作状态（灯亮）两种模式，由于互联网教育需要互动，因此默认状态为工作状态。
32.且耳麦的耳罩内还可设置有光线传感器等构成耳麦佩戴检测模块，实现简单的耳机佩戴状态识别。
33.基于上述环境，本实施例的具体实现步骤：s1、学生在学生端登陆自己的账户后，选择服务器端上要学习的教学视频，随后学生端的教学视频播放模块播放教学视频。
34.参见图2：s2、在教学视频播放的过程中，检测指令生成模块至少生成至少一次检测指令。
35.在具体实施时，由于摘下耳麦，就有可能离开座位并继续播放视频，需要检测一下，但受限于目前的技术，耳麦佩戴检测存在误触发的情况，因此，对于具有耳麦佩戴检测模块的耳麦，可以进一步采用如下检测指令生成的触发机制：在学生端检测到耳麦被摘下后，获取教学视频的播放状态，若教学视频的播放状态为暂停，则不生成检测指令，若教学视频的播放状态为播放中，则生成检测指令。
36.而对于没有耳麦佩戴检测模块的设备，则可以定时生成检测指令，例如每十分钟生成一次。
37.为了保证顺利检测，上述两种检测指令的出发机制可以结合一起使用。
38.s3、在生成检测指令后，服务器端的播放进度获取模块获取学生端的教育视频播放进度。
39.s4、音频获取模块获取在播放进度之前n秒内的教育视频的音频信息。
40.在具体实施时，为了保证后续能够生成包含足够多名词的名词序列，其中n设置不少于30s。
41.s5、光变信息映射模块将所述音频信息映射为标准光变信息，并将标准光变信息发送至对应的学生端。
42.在具体实施时，包括如下步骤：s5.1、利用语音识别算法将音频信息转化为文本信息。
43.s5.2、提取文本信息中的名词序列。具体包括：s5.2.1、对文本信息进行分词，s5.2.2、获取每个分词结果的词语类型，s5.2.3、保留词语类型为名词的分词结果和对应在文本信息中的顺序，得到名词序列。
44.所述名词序列为文本信息中所有提取出的若干个名词按顺序排列后的序列。
45.举例说明：假设提取的音频信息为“光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。属于光的折射现象。”则进行分词后，可得到
ꢀ“
光”、“的”、“折射”、“是指”、“光”、“从”、“一种”、“介质”、“斜”、“射入”、“另一种”、“介质”、“时”、“传播”、“方向”、“发生”、“改变”、“从而”、“使”、“光线”、“在”、“不同”、“介质”、“的”、“交界处
”ꢀ
、“发生”、“偏折”、“现象
”ꢀ
。
46.其中，根据词性分析可知，其中的名词依次为：“光”、“光”、“介质”、“介质”、“方向”、“光线”、“介质”、“交界处
”ꢀ
、“现象
”ꢀ
。
47.因此，得到的名词序列记为：｛光，光，介质，介质，方向，光线，介质，交界处 ，现象｝。
48.s5.3、将名词序列按预设规则转化为二值化的标准光变信息，其中，所述预设规则
包括将名词的字数转化为对应位数的0，在相邻两个名词之间设置为1。
49.举例说明：名词序列：｛光，光，介质，介质，方向，光线，介质，交界处 ，现象｝，其中“光”的字数为1，“介质”的字数为2，“交界处
ꢀ”
的字数为3，则转化后的二值化的标准光变信息可记为：0-1-0-1-00-1-00-1-00-1-00-1-00-1-000-1-00-1。
50.s5.4、将标准光变信息发送至对应的学生端。
51.s6、在获得标准光变信息后，学生端的耳麦状态灯控制模块基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁，同时，影像采集模块获取包含耳麦状态灯的待识别影像。
52.在具体实施时，如果没有收到所述标准光变信息，则令耳麦状态灯保持工作状态（常亮），基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁，包括：令所述二值化的光变信息中，0表示耳麦状态灯灭，1表示耳麦状态灯亮；且灯灭的时间计算公式为t=α*mi，灯亮的时间计算公式为t=α；其中，mi表示名词序列中第i个名词的字数，α表示预设单位时长。假设α=1秒，标准光变信息转化为耳麦状态灯的闪烁为：灭1秒（对应0）-亮1秒（对应1）-灭1秒（对应0）-亮1秒（对应1）-灭2秒（对应00）-亮1秒（对应1）-灭2秒（对应00）-亮1秒（对应1）-灭2秒（对应00）-亮1秒（对应1）-灭2秒（对应00）-亮1秒（对应1）-灭2秒（对应00）-亮1秒（对应1）-灭3秒（对应000）-亮1秒（对应1）-灭2秒（对应00）-亮1秒（对应1）。
53.且待识别影像的时长应至少为n值的2倍。
54.s7、光变信息识别模块从待识别视频中获取耳麦状态灯的待匹配的光变信息；再将待匹配的光变信息与标准光变信息进行匹配，并将匹配结果发送至服务器端。
55.在具体实施时，可采用如下步骤：s7.1、基于目标识别算法，定位待识别视频中的耳麦状态灯；s7.2、对耳麦状态灯的亮和灭计时，即可将耳麦状态灯的闪烁情况转化为二值化的待匹配的光变信息。
56.s7.3、将待匹配的光变信息与标准光变信息进行匹配，若匹配结果为成功，则说明此时学生此时正在观看教学视频，并未离开座位；否则，说明学生此时离开座位，且教学视频正在播放中，即学生没有完整的观看整个教学视频。
57.s8、若直到视频结束，学生端对应的所有匹配结果均为成功，说明该学生完整的观看了教学视频，其评价的可信度高，则教学质量评价邀请模块向该学生端发送教学质量评价邀请。
58.综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：1、本发明通过在播放教学视频的过程中，生成至少一次检测指令，并在生成检测指令后，获取学生端的教育视频播放进度；再获取在播放进度之前n秒内的教育视频的音频信息；随后将所述音频信息映射为标准光变信息，并将标准光变信息发送至对应的学生端，随后基于标准光变信息控制耳麦状态灯的闪烁，同时获取包含耳麦状态灯的待识别影像，再从待识别视频中获取耳麦状态灯的待匹配的光变信息；再将待匹配的光变信息与标准光变信息进行匹配，并将匹配结果发送至服务器端，若直到视频结束，学生端对应的所有匹配结果均为成功，说明学生完整学习完该教学视频，因此最后向该学生端发送教学质量评价邀请；收到邀请的学生端均是完整学习完整个教学视频，数据的可信度高，避免了因学生未认真听课，影响互联网教育质量评价的准确度。
59.2、在本发明中学生是否完整看完教学视频仅需要通过耳麦状态灯的亮和灭的变化顺序来识别，无须采集学生的人脸信息，使得个人隐私得到保障，且由于识别仅需要光变信息，因此能够适应各种使用环境。
60.3、在本发明中标准光变信息受检测指令生成时机、教学视频音频信息对应的名词序列等共同影响，使得标准光变信息无法提前获知，因此无法通过预先录制的方式进行欺骗，使得系统的安全性高。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
61.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。