[发明专利]一种基于监控图像座位判别的中小学课堂自动考勤系统

权利要求书

1.一种基于监控图像座位判别的中小学课堂自动考勤系统，其特征在于， 包括：

一监控摄像头，安装在教室一角，可对教室内所有座位进行视频监控；

一视频服务器，用于采集、压缩和存储监控摄像头捕获的视频图像，为考 勤服务器提供考勤时刻教室内的监控图像；

一考勤服务器，用于运行考勤程序，并从视频服务器调取待考勤教室的监 控图像，再利用教室座位模板对监控图像中的座位区域抠图，然后通过彩色直 方图比较，判断座位是否有人，，最后提取无人座位对应的学生学号，记录到缺 席学生数据库；考勤服务器上还运行Web查询服务程序，通过Web网页为各类 考勤记录查看终端提供查询服务；

一各类考勤记录查看终端，用于连接互联网带Web浏览器的终端设备；学 生家长、教师或学校管理人员可通过这些终端设备，登录考勤服务器中Web查 询服务网页，查询考勤信息和记录。

2.根据权利要求1所述的一种基于监控图像座位判别的中小学课堂自动考 勤系统，其特征在于，所述的考勤服务器包括：教室座位模板库、空座直方图 库、座位-学号关系数据库、缺席学生记录数据库、考勤程序模块和Web查询服 务模块；

其中，所述的教室座位模板库保存有提前设计好的教室座位模板，每个教 室对应一个模板，模板中定义了每个座位抠图区域的座位编号、像素位置和大 小；利用教室座位模板，考勤程序模块可以快速从教室图像中抠图，获得座位 区域的图像；

所述的空座直方图库保存有提前计算好的每个座位空座时抠图后的彩色直 方图数据，考勤程序模块提取这些数据，与抠图后座位图像的彩色直方图进行 比较，从而判断座位上是否有人；

所述的座位-学号关系数据库保存有座位和学号关系数据，每个座位对应一 个学生，考勤程序模块通过通过该数据库，可以查询到空座位置对应的学生学 号；

所述的缺席学生记录数据库，用于记录考勤程序模块每次考勤查获的缺席 学生记录，包括学号、姓名、时间、教室信息，并为C6Web查询服务模块提供 缺席学生数据；

所述的考勤程序模块，用于从视频数据库获取考勤时刻的教室图像，利用 教室座位模板库、空座直方图库提前存储的信息，判断相应座位是否有人，并 从座位-学号关系数据库中查询出空座座位的学生学号，再记录到缺席学生记录 数据库中；

所述的Web查询服务模块，运行Web查询服务程序和相关查询网页，各类 考勤记录查看终端可以通过登录这些网页获取缺席学生信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于监控图像座位判别的中小学课堂自动考 勤系统，其特征在于，所述的考勤程序模块上的考勤算法流程为：

(1)、获取教室的监控图像

通过局域网或其它专用网络从视频服务器获取待考勤教室在考勤时刻的监 控图像；

(2)、获取教室座位模板

从教室座位模板库中提取待考勤教室的座位模板；

(3)、基于彩色直方图的空座判别

(3.1)、座位图像抠图：利用步骤(1)提取的座位模板对步骤(1)获取的 教室图像抠图，提取出所有座位的抠图图像；

(3.2)、计算彩色直方图：对(3.1)提取的座位抠图图像逐个座位计算抠 图区域的彩色直方图；

(3.3)、获取空座直方图：在空座直方图库中提取相应座位空座时已经提前 计算并存储好的彩色直方图数据；

(3.4)、彩色直方图比较：将(3.2)获得的座位抠图区域彩色直方图与(3.3) 获得的该座位空座时的彩色直方图基于偏差平方和(SSD)指标进行比较，两者 偏差大于等于某设定阈值时，判断座位有人，小于时，判断座位无人；其中， SSD指标计算方程为：

SSD=Σc=R,G,BΣi=0255(pci-qci)2]]>

其中，p_ci为当前座位抠图区域中c(c＝R,G,B三基色)通道上的亮度值为i的 像素点在当前座位抠图区域内所有像素点的百分比，q_ci为空座时该抠图区域c通 道上亮度值为i的像素点在区域内所有像素点的百分比；

(4)、查询并记录缺席座位学生编号：对判断为无人的座位，从座位-学号 关系数据库中查询到该座位对应学生的学号，将该学生缺席信息记录入缺席学 生记录数据库中。