[发明专利]一种融合多种判别技术的注意力检测方法

说明书

本发明公开了一种融合多种判别技术的注意力检测方法，它包括人脸姿态估计、人脸表情分析和上半身行为分析三个阶段，通过融合多重判别技术对采集到的图像分别进行人脸姿态估计、人脸表情分析和上半身行为分析，然后结合三个阶段的分析结果得到最终的注意力检测结果。本发明通过采用上述技术，不需要借助任何工具，大大降低了检测成本，提高了经济效益，实现了注意力的量化分析，并根据量化结果将注意力分为注意力十分不专注、注意力较专注、注意力专注以及注意力十分专注四种情况，大大提高了注意力检测的准确性。

技术领域

本发明涉及计算机视觉和教育信息化技术领域，具体为一种融合多种判别技术的注意力检测方法。

背景技术

学生上课时的注意力是否集中是体现学习效率而，反映教学质量的重要指标。传统的对学生注意力的分析主要采用的是课堂观察或量表对照等手段，在信息化、规范化和智能化等方面存在明显的不足和滞后。随着信息技术、尤其是计算机视觉技术的快速发展，信息化智能化已经广泛应用于人们的日常生活中的各个领域，在教室中部署信息系统来观测与记录学生的行为动作成为可能，也为自动化观测学生注意力提供了技术途径。

随着智能课堂的广泛推广，学生注意力检测作为其中的重要组成部分，受到了广大学者和机构的广泛研究。发明专利(发明人：孙宁、刘佶鑫，申请号：201910728874.1，名称：基于可穿戴设备和多模态智能分析的学生注意力分析系统。)公开了一种基于可穿戴设备和多模态智能分析的学生注意力分析系统，一种基于可穿戴设备和多模态智能分析的学生注意力分析系统，利用基于深度神经网络的多目标检测算法对视频中的教师和投影仪幕布进行幕布检测，确定这两种目标在视频中的位置；最后，融合姿态数据和视频检测数据对当前学生的注意力进行分析。发明专利(发明人：黄丽亚、王圣贤等，申请号：201810530784.7，名称：基于脑电信号的学习注意力评价系统。)公开了一种基于脑电信号的学习注意力评价系统，为每位学生配备一台便携式脑电采集设备，利用可穿戴脑电采集设备采集学生的脑电数据，通过分析班级学生的脑电数据用以实时评价学生的学习注意力状态。发明专利(发明人：刘威、徐晶等，申请号：201910451277.9，名称：一种基于移动座椅的学生注意力测量系统。)公开了一种基于移动座椅的学生注意力测量系统，包括学生面部朝向检测、移动座椅定位以及注意力朝向测量三部分，其中注意力朝向测量结合移动座椅位置坐标、移动座椅的朝向和学生的面部朝向计算出学生视觉注意力的朝向。发明专利(发明人：杨锐、崔磊，申请号：201810297899.6，名称：课堂注意力检测方法、装置、设备及计算机可读介质。)提出了一种课堂注意力检测方法、装置、设备及计算机可读介质，通过对学生脸部朝向分析、眼睛的瞳孔的分析和疲劳度分析，从而准确地获得当前学生得注意力。发明专利(发明人：董石、张萌硕等，申请号：201910435766.5，名称：一种处于自然教学环境的课堂中学生学习状态实时分析方法。)提供了一种处于自然教学环境的课堂中学生学习状态实时分析方法，通过检测学生静态位置区域有无人脸出现以及结合表情分析和头部姿态来判定当前学生的学习状态。发明专利(发明人：陈靓影、刘乐元等，申请号：201410836650.X，名称：学生课堂注意力检测方法及系统。)公开了一种学生课堂注意力检测方法，通过将人脸在图像中的二位位置换算为其在教师内坐高基准平面的二维位置，并加入学生坐高先验值得到人脸在教室内的三维空间位置，并结合人脸朝向姿态计算学生在教学展示板上的注意力点。

上述提到的部分方法需要每个学生佩戴头戴式设备进行测量，存在成本代价高的问题，且大大影响学生的教学体验和教学效果，其它方法存在误差较大的问题。

发明内容

针对现有的注意力检测方法存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种融合多种判别技术的注意力检测方法。

所述的一种融合多种判别技术的注意力检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：人脸姿态估计阶段，利用卷积神经网络对人脸姿态进行分类，将人脸划分到具体的姿态类别，具体为：