[发明专利]基于教室清晰拍摄学生表情的摄像头组合的方法及系统

说明书

本申请涉及基于教室清晰拍摄学生表情的摄像头组合的方法及系统，具体而言，涉及教育器械领域；本申请提供的方法包括，根据目标学生脸部的预设分辨率、目标教室的布置参数、目标学生的脸部与桌面位置的距离和分辨率计算公式，计算得到每排学生对应的两个预设摄像头的水平视场角；计算得到每排学生对应计算分辨率；比对每排目标学生对应的计算分辨率与预设分辨率的大小，若每排目标学生的计算分辨率小于预设分辨率，则设置两个预设摄像头的组数加一，计算全部目标学生对应的两个预设摄像头的组数、设置角度、焦距和景深。本申请能实现清晰拍摄教室学生表情，通过关联课堂教学效果，提供实时反馈，利于教师及时调整教学方案，提高课堂教学效果。

技术领域

本申请涉及教育器械领域，具体而言，涉及一种基于教室清晰拍摄学生表情的摄像头组合的方法及系统。

背景技术

教师可通过观察学生面部表情经验性判断学生当前的学习效果，但是教师的经验和精力是有限的，不能及时、准确顾及到每一位学生。随着录像设备的进步，和机器学习在人脸识别追踪以及表情分析方面的成功，可以实现实时定量观测每位学生的微表情。但是课堂上所有学生的微表情都能有效获取即保证每位学生的面部像素达到50×50以上，在现有技术和成本的考量下，是单个摄像头无法实现的。

基于现有技术的进步，可以实现通过摄像头对学生的面部表情进行采集。

但是，由于现有技术中以较低成本使用一个摄像头完全覆盖整个教室范围是不现实的，如何确定多个摄像头的设置数量、设置角度及其自身参数，才能低成本地实现完整的拍摄整个教室范围内全部学生清晰的面部表情。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于教室清晰拍摄学生表情的摄像头组合的方法及系统，以解决现有技术中以较低成本使用一个摄像头完全覆盖整个教室范围是不现实的，如何确定多个摄像头的设置数量、设置角度及其自身参数，才能低成本地实现完整的拍摄整个教室范围内全部学生清晰的面部表情的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于教室清晰拍摄学生表情的摄像头组合的方法，方法包括：

根据目标学生脸部的预设分辨率、目标教室的布置参数、目标学生的脸部与桌面位置的距离和分辨率计算公式，计算得到每排学生对应的两个预设摄像头的水平视场角，其中，布置参数包括：桌子的行数、每行桌子与黑板的距离、桌子的列数、每个桌子与中间一列桌子的距离；

根据两个预设摄像头的水平视场角、目标教室的布置参数、目标学生的脸部与桌面位置的距离和分辨率计算公式，计算得到每排学生对应计算分辨率；

比对每排目标学生对应的计算分辨率与预设分辨率的大小，若每排目标学生的计算分辨率小于预设分辨率，则设置两个预设摄像头的组数加一，计算全部目标学生对应的两个预设摄像头的组数；

根据视场角与传感器尺寸和焦距的关系，得到每组两个预设摄像头的焦距，并且根据预设摄像头的焦距、光圈和目标教室的布置参数计算得到两个预设摄像头的景深。

可选地，该分辨率计算公式为：

c＝b×[tan(θ+1％θ)+tan0.5％θ]；

x＝0.15×1920÷c；

其中，d为拍摄目标学生后排课桌前沿与黑板水平距离，h为摄像头与目标学生下巴的竖直距离，b为摄像头到目标学生下巴的直线距离，c为摄像头拍摄视野对应宽度的一半，θ为摄像头水平视场角，x为学生脸宽所占分辨率。

可选地，该视场角、传感器尺寸和焦距的关系为：

θ＝2arctan(l/2f)；