一种基于图像识别的教室教学情况监控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像识别的教室教学情况监控系统及方法。该系统包括图像采集单元、信息处理与控制单元和信息提示单元。方法为：首先由监控摄像头组成的图像采集单元实时采集教室内的图像，图像数据经过数据采集卡传输至信息处理与控制单元中的计算机；然后计算机通过对采集到的图像数据进行人体轮廓、人脸以及火焰的识别，获得上课学生人数、长时间低头学生座位号以及火灾的发生等信息；最后，计算机将上课学生人数、长时间低头学生座位号和火灾信息数据通过数据采集卡送到信息提示单元进行显示或报警。本发明专利技术实现了教学过程的智能化管理，提高了教师的教学效率。

A Classroom Teaching Monitoring System and Method Based on Image Recognition

The invention discloses a classroom teaching situation monitoring system and method based on image recognition. The system includes image acquisition unit, information processing and control unit and information prompting unit. The method is as follows: Firstly, the image acquisition unit composed of surveillance cameras collects real-time images in the classroom, and the image data is transmitted to the computer in the information processing and control unit through the data acquisition card; then, the computer recognizes the human body contour, face and flame through the collected image data, and obtains the number of students in class, the seat number of students who bow their heads for a long time and the fire. Finally, the computer sends the number of students in class, the seat number of students who bow their heads for a long time and the fire information data to the information prompt unit through the data acquisition card for display or alarm. The invention realizes the intelligent management of the teaching process and improves the teaching efficiency of teachers.

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的教室教学情况监控系统及方法
本专利技术涉及教学监控
，特别是一种基于图像识别的教室教学情况监控系统及方法。
技术介绍
目前，以计算机网络、中控系统应用、闭路电视监控为辅助工具的多媒体教室管理系统越来越普及，大大减轻了管理人员以及教师的工作量，但是学生上课效率、险情报警、学生考勤问题也随之而来。为进一步提高多媒体教室管理的智能化水平，利用摄像机视频信息进行教室学生计数以及课堂管理就成为一个值得研究的课题。对于教室这一人员较为固定的场所，对教室内学生人数及其行为进行识别是教室管理中的核心问题和难点。现有的教室管理系统主要有三种方式。第一种方式是采用IC卡验证方式，IC卡实名认证且一人一卡，学生进教室刷卡。但这种方法有很大的一个缺点就是只能识别IC卡而不能识别学生本身，可能会出现有学生代刷IC卡或者未带IC卡不能签到等问题；第二种方式是采用一种流动人数统计装置，该装置由进出判别器、可逆计数器、译码驱动器和显示电路构成，利用红外线传感器等设备统计出具体的人数。此方法虽然能够实现人数的统计，但是它的判定条件过低，只要有物体对传感器信号有遮挡便计入人数，可能会出现多计或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的教室教学情况监控系统，其特征在于，包括图像采集单元、信息处理与控制单元、信息提示单元，其中：所述图像采集单元，用于采集教室内的图像，并将采集的图像数据传输至信息处理与控制单元；所述信息处理与控制单元，用于对采集到的图像信息进行识别处理，得到上课学生人数、长时间低头学生座位号以及是否有火灾发生的信息，并将处理结果发送到信息提示单元；所述信息提示单元，用于显示上课学生人数、长时间低头学生座位号以及在检测到火灾时发出报警信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的教室教学情况监控系统，其特征在于，包括图像采集单元、信息处理与控制单元、信息提示单元，其中：所述图像采集单元，用于采集教室内的图像，并将采集的图像数据传输至信息处理与控制单元；所述信息处理与控制单元，用于对采集到的图像信息进行识别处理，得到上课学生人数、长时间低头学生座位号以及是否有火灾发生的信息，并将处理结果发送到信息提示单元；所述信息提示单元，用于显示上课学生人数、长时间低头学生座位号以及在检测到火灾时发出报警信号。2.根据权利要求1所述的基于图像识别的教室教学情况监控系统，其特征在于，所述图像采集单元为安装在教室内不同位置的多架监控摄像头以及USB数据采集卡；所述监控摄像头用于采集原始视频数据；所述USB数据采集卡以设定的频率采样视频数据，并将采样得到的图像信息转换成数字量发送到信息处理与控制单元。3.根据权利要求1所述的基于图像识别的教室教学情况监控系统，其特征在于，所述信息处理与控制单元为计算机，所述计算机通过USB数据采集卡接收来自监控摄像头的图像信息，并对图像信息进行识别处理，得到上课学生人数、长时间低头学生座位号以及是否有火灾发生的信息；最后，计算机将处理结果发送到信息提示单元。4.根据权利要求1所述的基于图像识别的教室教学情况监控系统，其特征在于，所述信息提示单元包括显示器、显示数码管和报警装置；所述显示器用来显示上课学生人数，所述显示数码管用于显示长时间低头学生的座位号，所述报警装置用于在火灾发生时控制报警铃进行报警。5.一种基于图像识别的教室教学情况监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，图像采集单元采集教室内的图像，并将采集的图像数据传输至信息处理与控制单元；步骤2，信息处理与控制单元通过对教室内有人和无人时的图像进行比对，判断出座位上是否有人，得到教室内的上课学生人数；步骤3，信息处理与控制单元对有人座位的局部图像进行人脸识别，以能否检测到人脸为依据判断学生是否低头；步骤4，在判定学生低头的基础上，继续判断学生是否属于长时间低头即持续低头时间是否超出设定阈值，如果判断结果为长时间低头学生则识别该学生的座位号；步骤5，信息处理与控制单元通...

【专利技术属性】
技术研发人员：单梁，邱博，汪萌，周盛世，王子涵，李军，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32