[发明专利]一种全景位自适应学生图像分析控制方法

权利要求书

1.一种全景位自适应学生图像分析控制方法，其系统包括嵌入式主机、显示器、一个全景摄像头和一个近景摄像头，嵌入式主机用于分析判断摄像头传来的数据，并通过显示器显示主画面，两个摄像头分别拍摄课堂内学生全景和近景，其特征是，嵌入式主机对于摄像头传来的图像数据进行实时记录，并进行分析后剔除干扰，若发现目标起立，则控制摄像头完成远景和近景之间的切换动作，进一步判断目标是否坐下，进入下一个工作周期。

2.根据权利要求1所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，嵌入式主机对于摄像头的分析控制方法如下：

控制一，对课堂内所有学生动作进行跟踪和记录，生成可回溯的图像队列；

控制二，对控制一产生的数据进行组装和拆分，将多个有关联的细小目标组装成一个完整的运动目标；同时根据人体外形特征将大目标拆分成多个运动目标，并且抛弃不符合人体外形特征的大目标；

控制三，将控制二中所得到的目标和控制一中记录的该目标的图像队列进行联合特征分析，判断是否在一定时间段时目标没有发生明显的特征变化，消除明显变化的目标，以此来避免干扰；

控制四，跟踪目标尺寸分析出目标到摄像机的距离，根据计算出目标起立时运动的幅度；

控制五，将控制三中所得到的目标和控制一中记录的该目标的图像队列进行联合分析，计算出运行幅度符合控制四中结果的目标，并且标注为起立再进行锁定；

控制六，锁定起立目标后，发送全景切换命令，同时控制发送近景摄像头转动命令，控制近景摄像头运行；

控制七，根据近景摄像头命令回馈，判断近景摄像头转动到指定位置后，发送近景切换命令；

控制八，如果检测到多个目标起立，发送全景切换命令，切换到全景摄像头；

控制九，控制五中锁定的目标如果出现向下运行，认为目标已经坐下；

控制十，学生坐下后，交出摄像机控制权，切换为其它场景。

3.根据权利要求2所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，控制一，采用跨帧差异比较法，跨域4帧对图像差异进行比较，扩大差异阈值；比较方式采用R、G、B差异最大值方式，尽最大可能找出可能发生的变化；采集3*3的矩阵模型对计算的结果进行腐蚀操作，消除孤立的噪点，然后使用5*5的矩阵对结果膨胀操作，放大变化值。

4.根据权利要求2或3所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，控制一是将错误数据扔掉到，重新放入队列，生成可回溯2秒的图像队列。

5.根据权利要求2所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，基于控制一，控制二是将相连接的变化进行合并，形成外接矩形；将所有得到的外接矩形映射到一个二维矩阵，如果二维矩阵已经存在，并且矩形70%区域在二维矩阵对应的值上，则将该矩阵进行唯一性标识号，进一步通过大数据进行拆分操作。

6.根据权利要求2所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，控制三，对拥有唯一标识的矩形进行人体外形特征判断，采用边缘模型和头肩顶模形，剔除不符合的矩形。

7.根据权利要求2所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，控制四，根据目标到摄像机的距离，采用二次曲线+修正值的模式计算出运动的上、下、左、左幅度。

8.根据权利要求2所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，控制五，对控制一中的目标进行多帧判断，如果超过控制四中的运行幅度，则认为是备选起立目标；将备选起立目标采用反向直方图方式进行多帧特征判断，如果出现特征大幅变化，则认为是干扰，否则是真实的起立目标，进行锁定。

9.根据权利要求2所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，控制九中的运动幅度大于控制四中计算结果的60%，则认为坐下。

10.根据权利要求1所述的全景位自适应学生图像分析控制方法，其特征是，所述的全景摄像头和近景摄像头一起安装在教室黑板上方正中间，调整镜头画面，以能拍报出整个教室为宜；全景摄像头和近景摄像头所拍摄的画面的上边沿不超过后墙高度2.5米。