[发明专利]一种应用于教学中的学生注意力监控系统及监控方法

说明书

本发明公开了一种应用于教学中的学生注意力监控系统及监控方法。监控系统包括教学监控主机、教师控制端、学生提醒端、第一监测模块和第二监测模块，所述教学监控主机分别与所述教师控制端、学生提醒端、第一监测模块和第二监测模块连接；所述教学监控主机还连接有教学信息数据库和显示屏。本发明能够实现大范围对教室中学生情况的监控，全面覆盖，实现了更高的监控精度，提升了监控的准确率，同时，将整体监控数据存储在数据库中，便于教师在课后对教学情况进行总结。

技术领域

本发明属于教学监控技术领域，具体涉及一种应用于教学中的学生注意力监控系统及监控方法。

背景技术

在当前的教学中，往往存在一个教室中有较多学生的情况，而在这时，教师可能无法兼顾到每一个学生，从而导致学生可能会出现走神的情况，不能够集中注意力。一方面，由于学生较多，教师可能无法及时发现注意力不集中的学生，另一方面，教师直接在课堂上指出学生不认真听课，可能导致学生情绪变化，影响学生听课效果。

现有技术中已经存在对学生注意力进行监控的研究，然而，现在的技术或方法仍然存在以下问题：一是教室中学生人员较多，无法实现大范围的监控，监控不全面；二是监控精度不高，图像采集装置无法从多个层次进行数据采集；三是监测准确度低，往往存在错误监测的情况，尤其是在教室环境不同的情况下，无法根据具体环境调整相应的监测参数；四是没有对整体监控效果的反馈，无法给教师的课后研究提供信息支持。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的不足，提供一种应用于教学中的学生注意力监控系统及监控方法。

本发明提供了一种应用于教学中的学生注意力监控系统，包括教学监控主机、教师控制端、学生提醒端、第一监测模块和第二监测模块，所述教学监控主机分别与所述教师控制端、学生提醒端、第一监测模块和第二监测模块连接；

所述第一监测模块连接有第一摄像头和第一声音采集装置，用于采集教室内整体的图像信息和声音信息；

所述第二监测模块连接有第二摄像头和第二声音采集装置，用于采集教室各个区域的图像信息和各个学生位置的声音信息；

所述教学监控主机还连接有教学信息数据库和显示屏。

优选的，所述第一监测模块包括第一控制器、晃动检测单元和第一声音检测单元，所述第一控制器分别与所述晃动检测单元和第一声音检测单元连接。

优选的，所述第二监测模块包括第二控制器、图像分割单元、人脸朝向识别单元、情绪识别单元和第二声音检测单元，所述第二控制器分别与所述图像分割单元、人脸朝向识别单元、情绪识别单元和第二声音检测单元连接。

优选的，所述显示屏设置在讲台，用于教师查看学生信息。

优选的，所述教学信息数据库中存储有每个学生的数据信息。

同时，本发明还提供了一种应用于教学中的学生注意力监控方法，应用于上述的应用于教学中的学生注意力监控系统，包括如下步骤：

S1：将教室内划分为多个区域，第一摄像头和第一声音采集装置分别用于采集教室内整体的图像信息和声音信息，每个区域内分别有一个第二摄像头和多个第二声音采集装置，每个学生位置对应一个声音采集装置，用于采集区域内图像信息和声音信息；

S2：通过第一摄像头采集教室内的图像信息，通过第一声音采集装置采集教室内的声音信息，分别将图像信息和声音信息发送至第一监测模块；

S3：第一监测模块中的晃动检测单元对图像信息进行处理，当区域内晃动程度达到预设晃动阈值时，将该区域设置为预警区域；第一监测模块中的第一声音检测单元对声音信息进行处理，得到当前时刻音量均值，在教学信息数据库中查找该音量均值对应的第一音量阈值和第二音量阈值，其中，第一音量阈值小于第二音量阈值；将预警区域、第一音量阈值、第二音量阈值发送至教学监控主机；