一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法及系统技术方案

本发明专利技术的目的是提供一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法及系统，涉及视频信息识别技术领域，获取待测教室的监控视频；提取监控视频中的含人像视频帧和无人像视频帧；将无人像视频帧输入到座位位置标注模型中，得到待测教室的座位位置标注数据；根据座位位置标注数据，利用模拟算法确定待测教室的座位分布图；将含人像视频帧输入到学生位置标注模型中，得到待测教室的学生位置标注数据；根据座位位置标注数据和学生位置标注数据，利用点对匹配法确定学生

【技术实现步骤摘要】
一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及视频信息识别
，特别是涉及一种基于教室监控视频 的学生入座分布识别方法及系统。

技术介绍

[0002]在课堂教学质量评价中，学生作为课堂的主体之一，其课堂行为和表现 是评价体系的重要指标项，而学生上座分布就是学生课堂行为的一部分。在 实际课堂中，由于教室大小、学生人数差距较大，学生会自发地集中在某个 区域(尤其在学生少、教室大的课堂中)，因此对学生上座分布进行分析， 可以从侧面展示该课程的吸引力，还可以综合课堂出勤人数、上课过程中的 学生表现等学生行为，共同构建学生专注度分析模型。
[0003]现有技术的已坐位置分布识别方法仍存在不足，例如专利名称为基于学 生社交关系模型的课堂座位分布预测方法，申请号为201710898390.2的专利技术 申请，通过采集每次上课时包含学生的教室全景照片，采用Harr人脸检测 和LBP(Local Binary Patterns，局部二值模式)人脸识别方法对学生面部图像 进行检测识别，建立教室座位二维坐标系，每一行座位对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法，其特征在于，包括：获取待测教室的监控视频；提取所述监控视频中的含人像视频帧和无人像视频帧；所述含人像视频帧中的所有学生均坐在座位上；将所述无人像视频帧输入到座位位置标注模型中，得到所述待测教室的座位位置标注数据；所述座位位置标注模型是利用标注无人像历史视频帧，对Yolov5神经网络进行训练得到的；根据所述座位位置标注数据，利用模拟算法确定待测教室的座位分布图；将所述含人像视频帧输入到学生位置标注模型中，得到所述待测教室的学生位置标注数据；所述学生位置标注模型是利用标注含人像历史视频帧，对Yolov5神经网络进行训练得到的；根据所述座位位置标注数据和所述学生位置标注数据，利用点对匹配法确定学生
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座位对应关系；根据所述学生
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座位对应关系和所述座位分布图，确定教室的学生入座分布图。2.根据权利要求1所述的一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法，其特征在于，在所述获取待测教室的监控视频之前还包括：获取多个教室的历史监控视频；提取每个历史监控视频中的无人像历史视频帧，得到的无人像历史视频帧集合；对无人像历史视频帧集合中的座位进行标注，得到标注无人像历史视频帧集合；以无人像历史视频帧集合为输入，以所述标注无人像历史视频帧集合的标注数据为期望输出，对Yolov5神经网络进行训练，得到座位位置标注模型。3.根据权利要求2所述的一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法，其特征在于，在所述获取待测教室的监控视频之前还包括：提取每个历史监控视频中的含人像历史视频帧，得到的含人像历史视频帧集合；对含人像历史视频帧集合中的学生进行标注，得到标注含人像历史视频帧集合；以含人像历史视频帧集合为输入，以所述标注含人像历史视频帧集合的标注数据为期望输出，对Yolov5神经网络进行训练，得到学生位置标注模型。4.根据权利要求3所述的一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法，其特征在于，所述座位位置标注数据包括座位检测框集合及座位检测框数据集合；所述学生位置标注数据包括学生检测框集合及学生检测框数据集合；检测框数据集合中检测框数据包括检测框宽度、检测框高度和检测框中心在图像坐标系下的位置坐标；所述检测框数据集合为座位检测框数据集合或学生检测框数据集合。5.根据权利要求4所述的一种基于教室监控视频的学生入座分布识别方法，其特征在于，所述根据所述座位位置标注数据，利用模拟算法确定待测教室的座位分布图具体包括：令区域号a＝1；行数b＝1；列数c＝1；确定座位检测框集合中距离监控最近的座位检测框为当前座位检测框；将当前座位检测框对应座位的分布坐标设置为(a,b,c)，并将当前座位检测框标记为已排列座位检测框；
以当前座位检测框宽度为平移距离，将所述当前座位检测框沿位置横坐标方向，向位置横坐标减小的方向平移，得到座位预测框；分别确定每个未排列座位检测框与所述座位预测框的交并比；所述未排列座位检测框为所述座位检测框集合中除所述已排列座位检测框之外的座位检测框；判断最大交并比是否大于交并比阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则确定所述最大交并比对应的未排列座位检测框为当前座位检测框，令c的数值增加1并返回步骤“将当前座位检测框对应座位的分布坐标设置为(a,b,c)，并将当前座位检测框标记为已排列座位检测框”；若所述第一判断结果为否，则分别确定每个未排列座位检测框的中心坐标与分布坐标(a,b,1)对应的已排列座位检测框的中心坐标之间的距离；判断最小距离是否小于距离阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则确定所述最小距离对应的未排列座位检测框为当前座位检测框，令b的数值增加1，令c＝1，并返回步骤“将当前座位检测框对应座位的分布坐标设置为(a,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琰，王崇文，郑治伟，张祎，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：