[发明专利]一种基于智能硬件和云平台的教育板书考核系统

权利要求书

1.一种基于智能硬件和云平台的教育板书考核系统，包括：智能硬件和软件系统，其特征在于，智能硬件以平板电脑（或智能手机）和IP摄像头为基础载体，搭载自行开发的人脸识别算法和考生作品自主采集程序，而基于web的在线考核评价系统，搭建时基于Apache+PHP+MySQL平台，采用B／S模式，前端页面采用DIV+CSS布局，系统模块主要分成用户管理、试题库管理、考试管理(组卷、考试组织、评分、评价)和结果通知，并通过云平台来实现多级考核评测体系和大数据存储服务。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能硬件和云平台的教育板书考核系统，其特征在于，所述各系统模块的通信实现通过智能硬件Android设备与服务器使用HTTPS的get，post请求在各部件之间进行信息传递；Android设备与摄像头使用HTTP的get，post请求在各部件之间进行信息传递。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能硬件和云平台的教育板书考核系统，其特征在于，所述智能硬件Android客户端考生人脸识别登录功能实现包括：

（1）图像采集的实现：Android设备通过自身摄像头采集考生人脸信息并通过人脸识别功能获取学籍信息后自动登录考试系统，考生人脸识别功能主要分为考生图像采集、人脸检测、人脸识别并自动登录，使用 Camera.get Camera Info 函数，对一个应用程序对摄像头进行控制和操作，可以读取设备上所有摄像头的基本信息，Activity.on Resume 函数中占用摄像头资源，在Activity.on Pause 函数中释放资源；当成功调用 Camera.open 函数占用资源后，即可使用摄像头采集图像；整个采集过程大抵可以分为两个步骤，将当前所捕获画面呈现给待采集考生，以便调整至较佳角度，然后调用Camera.take Picture 函数进行采集，然后将采集到的考生人脸图像与其学籍信息上传后台服务器组建考生人脸图像库；

（2）考生人脸检测的实现：通过调用Face Detector.Face 类中 eyes Distance 方法可以获得人脸图像中的两只眼睛之间的距离，调用 get Mid Point 方法可以探测到两眼之间的中点位置，进而通过人脸矩形区域与眼睛中心距离的经验比值，确定人脸区域；

（3）考生人脸识别登录的实现：采用 LDA 算法实现人脸识别功能，首先在训练阶段，利用图像采集模块将采集到的考生人脸图像作为训练样本，生成人脸特征数据库,然后进入识别阶段时，需要先提取待识别人脸图像的特征数据，接着与数据库中的人脸特征数据进行匹配，从而得到考生的基本学籍信息，用于登录考试系统。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能硬件和云平台的教育板书考核系统，其特征在于，所述智能硬件Android客户端IP摄像头自主采集考生作品功能实现：

（1）自主采集考生作品的实现：

1>、IP摄像头的视频采集和压缩,可以不同画质,不同帧速率和压缩标准进行压缩;

2>、IP摄像头的图片采集和压缩，可以不同画质，不同压缩标准进行压缩；

3>、IP摄像头具备基于WEB浏览器的数据访问方式和参数设置等交互;

4>、IP摄像头具备基于SD卡的本地视频存储功能;

5>、IP摄像头带有RS485 SerialoverIP功能,可基于UDP和TCP协议进行透明数据传送;摄像头的软件采用CG I技术,通过WEB服务器端口进行交互，在该方式下android客户端可以对各自对应的IP摄像机状态进行设置和控制以达到系统设计目标；

6>、Android设备通过IP地址访问IP摄像头并通过http协议调用其接口进行板书拍照，讲结果以png形式返回给Android设备，Android设备将png形式的考试作品暂存在本地；

（2）考生考试过程视频存储策略：提高系统的可用性的同时减少网络资源占用，考生考试过程的视频文件会在摄像机内部进行本地存储；根据考试结束后，系统后台管理人员的选择传输对应的视频，IP摄像头每隔一定时间后自动销毁无用视频，减少资源占用的同时能够最大程度改善教学体验。