基于图像分析的高校课堂氛围评价系统

技术特征：
1.一种基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，包含：第一摄像头，用于采集线下课堂图像；第二摄像头，用于采集线上课堂图像；边缘服务器，用于接收所述第一摄像头采集到的所述线下课堂图像和所述第二摄像头采集到的线上课堂图像并对其进行处理和分析；所述边缘服务器包含：图像预处理单元，用于对接收到的所述线下课堂图像和所述线上课堂图像进行预处理；图像检测分析单元，用于对预处理后的所述线下课堂图像和所述线上课堂图像进行分析得到学生的参与度与专注度。2.根据权利要求1所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述图像预处理单元包含：第一预处理模块，用于对所述线下课堂图像进行分割。3.根据权利要求2所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述线下课堂图像的尺寸为16：9，所述第一预处理模块对所述线下课堂图像使用纵向3*2
n-1-1条分割线，横向2
n-1条分割线进行等间隔分块；通过所述横向分割线对所述线下课堂图像进行分割后，在提取每一个单独的小图像时，实际截取的小图像在纵向和横向方向上均超出所述分割线的实际分割范围。4.根据权利要求3所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述图像预处理单元还包含：第二预处理模块，用于对所述线上课堂图像进行处理提取出其中的人脸区域。5.根据权利要求4所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述第二预处理模块首先将所述线上课堂图像转换为灰度图；然后对灰度化后的所述线上课堂图像进行二值化；在对二值化后的所述线上课堂图像进行轮廓提取并对提取到的轮廓生成最小外接矩形框；对这些外接矩形框进行筛选保留矩形边相对于水平面近似平行或垂直的外接矩形框；将这些外接矩形框从原始的所述线上课堂图像中裁剪出来；通过人脸检测获取裁剪出的外接矩形框中的图像的人脸区域并提取出来；调节提取出的人脸图片的尺寸。6.根据权利要求5所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述图像检测分析单元包含：第一检测模块，用于通过ssd目标检测网络对所述第一预处理模块分割后的图像进行检测识别出学生的头部姿态，并以此计算出学生的参与度和专注度。7.根据权利要求6所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述图像检测分析单元还包含：热力图生成模块，用于根据所述第一检测模块检测出的学生的参与度和专注度智能生成线下课堂氛围热力图。8.根据权利要求7所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，
所述图像检测分析单元还包含：第二检测模块，用于通过人脸关键点检测算法对所述第二预处理模块提取出的人脸图片进行人脸关键点检测，根据检测到的人脸关键点，利用相机参数、三维空间人脸关键点坐标位置和与之一一对应的图像平面人脸关键点坐标位置，通过n点透视求解的方法解出二维坐标点映射到三维模型时的变换矩阵，进而获得人脸三维欧拉角度，并根据获得的人脸三维欧拉角度对人脸图像中的人脸进行三维旋转。9.根据权利要求8所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述第二检测模块从提取出的人脸图片中提取出9个人脸关键点。10.根据权利要求1所述的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，其特征在于，所述边缘服务器还包含：数据存储单元，用于保存所述图像检测分析单元的分析结果。

技术总结
本发明公开了一种基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，包含：第一摄像头，用于采集线下课堂图像；第二摄像头，用于采集线上课堂图像；边缘服务器，用于接收第一摄像头采集到的线下课堂图像和第二摄像头采集到的线上课堂图像并对其进行处理和分析；边缘服务器包含：图像预处理单元，用于对接收到的线下课堂图像和线上课堂图像进行预处理；图像检测分析单元，用于对预处理后的线下课堂图像和线上课堂图像进行分析得到学生的参与度与专注度。本发明的基于图像分析的高校课堂氛围评价系统，兼顾线上线下课堂场景，从学生参与度与专注度两大外显性指标入手，实时、客观地监控与反映课堂教学氛围的情况，为高校课堂评价的内源性发展提供了依据。展提供了依据。展提供了依据。


技术研发人员：周泓 高思敏 解颉
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.03.10
技术公布日：2022/7/12