[发明专利]基于课堂学生行为分析的学习质量评估方法和系统

权利要求书

1.一种基于课堂学生行为分析的学习质量评估方法，其特征在于，所述基于课堂学生

行为分析的学习质量评估方法包含以下步骤：

通过视频图像采集模块采集学生上课的第一视频图像信息；

通过视频图像分析模块接收所述视频图像采集模块采集的第一视频图像信息并分析所述第一视频图像信息以提取当前课堂上的每个学生的面部图像并统计出对应每个学生的行为信息；

通过识别模块以提取出的学生的面部图像从数据库中识别出相应的学生并获取该学生的学生信息；

通过所述视频图像采集模块采集教师上课的第二视频信息；

通过所述视频图像分析模块接收所述视频图像采集模块采集的第二视频图像信息并分析所述第二视频图像信息以提取当前课堂上的教师的面部图像；

通过所述识别模块以提取出的教师的面部图像从所述数据库中识别出相应的教师并获取该教师的教师信息；

通过课程模块获取当前课程的科目信息；

通过评价基准模块接收所述识别模块识别到的教师信息和通过所述课程模块获取到的科目信息并根据以上信息从所述数据库中匹配相应的评价基准；

通过评价模块接收所述学生信息、对应的所述行为信息和所述评价基准并基于以上信息对学生的学习质量进行评估；

所述通过视频图像分析模块接收所述视频图像采集模块采集的第一视频图像信息并分析所述第一视频图像信息以提取当前课堂上的每个学生的面部图像并统计出对应每个学生的行为信息的具体方法为：

通过所述视频图像分析模块提取第一视频图像信息中的每个学生的面部图像；

通过所述视频图像分析模块提取第一视频图像信息中每个学生在当前课程中的抬头时间T_抬、低头时间T_低、讲话时间T_讲、听讲时间T_听、眨眼次数N，并通过所述抬头时间T_抬、低头时间T_低、讲话时间T_讲、听讲时间T_听、眨眼次数N得到每个学生的抬头率A、交流率B和眨眼率C；

其中，抬头率A用于表示该学生在整节课程中抬头听课的时间的占比，A＝T _抬/T_低；

交流率B用于表示该学生在整节课程中交流的时间的占比，B＝T_讲/T_听；

眨眼率C用于表示该学生在整节课程中眨眼的频率，C＝N/T_抬；

所述通过识别模块以提取出的学生的面部图像从数据库中识别出相应的学生并获取该学生的学生信息的具体方法为：

从所述数据库中识别出相应的学生并获取该学生的眨眼频率参考值C_参；

所述通过评价基准模块接收所述识别模块识别到的教师信息和通过所述课程模块获取到的科目信息并根据以上信息从所述数据库中匹配相应的评价基准的具体方法为：

根据所述教师信息和所述科目信息从所述数据库中获取相应的抬头率基准A _基和交流率基准B_基；

所述通过评价模块接收所述学生信息、对应的所述行为信息和所述评价基准并基于以上信息对学生的学习质量进行评估的具体方法为通过以下公式对每个学生进行打分：

Score＝a|(A-A_基)/A_基|+b|(B-B_基)/B_基|+c|(C-C_基)/C_基|；

其中，a为抬头率权值，b为交流率权值，c为眨眼率权值；

所述通过识别模块以提取出的学生的面部图像从数据库中识别出相应的学生并获取该学生的学生信息的具体方法为：

从所述数据库中识别出相应的学生并获取该学生的眨眼频率参考值C_参和对应每个学生的所述抬头率权值a、所述交流率权值b和所述眨眼率权值c；

在所述通过评价基准模块接收所述识别模块识别到的教师信息和通过所述课程模块获取到的科目信息并根据以上信息从所述数据库中匹配相应的评价基准之后，还包括以下步骤：

通过计算模块计算出抬头率调整值A_调和交流率调整值B_调；

所述通过评价模块接收所述学生信息、对应的所述行为信息和所述评价基准并基于以上信息对学生的学习质量进行评估的具体方法为通过以下公式对每个学生进行打分：

Score＝a|((A-A_调)-A_基)/A_基|+b|((B-B_调)-B_基)/B_基|+c|(C-C_基)/C_基|；

在通过所述视频图像采集模块采集教师上课的第二视频信息之后还包括以下步骤：

对得到的所述交流率B进行修改正；

具体步骤为：

通过所述视频图像分析模块接收所述视频图像采集模块采集的第一视频图像信息和第二视频图像信息并统计讲话时间T_讲、听讲时间T_听和重复时间T_重；

修正后的交流率B＝(T_讲-T_重)/(T_听+T_重)。

2.一种基于课堂学生行为分析的学习质量评估系统，其特征在于，所述基于课堂学生行为分析的学习质量评估系统包括：

数据库，用于存储学生信息、教师信息和评价基准；

视频图像采集模块，用于采集学生上课的第一视频图像信息和教师上课的第二视频图像信息；

视频图像分析模块，用于接收所述视频图像采集模块采集的第一视频图像信息和第二视频图像信息并分析所述第一视频图像信息和所述第二视频图像信息以提取当前课堂上

每个学生的面部图像、教师的面部图像并统计出对应每个学生的行为信息；

识别模块，用于以提取出的学生的面部图像和教师的面部图像从所述数据库中识别出相应的学生和教师并获取该学生的学生信息和该教师的教师信息；

课程模块，用于获取当前课程的科目信息；

评价基准模块，用于接收所述识别模块识别到的教师信息和通过所述课程模块获取到的科目信息并根据以上信息从所述数据库中匹配相应的评价基准；

评价模块，用于接收所述学生信息、对应的所述行为信息和所述评价基准并基于以上信息对学生的学习质量进行评估；

所述通过视频图像分析模块接收所述视频图像采集模块采集的第一视频图像信息并分析所述第一视频图像信息以提取当前课堂上的每个学生的面部图像并统计出对应每个学生的行为信息的具体方法为：

通过所述视频图像分析模块提取第一视频图像信息中的每个学生的面部图像；

通过所述视频图像分析模块提取第一视频图像信息中每个学生在当前课程中的抬头时间T_抬、低头时间T_低、讲话时间T_讲、听讲时间T_听、眨眼次数N，并通过所述抬头时间T_抬、低头时间T_低、讲话时间T_讲、听讲时间T_听、眨眼次数N得到每个学生的抬头率A、交流率B和眨眼率C；

其中，抬头率A用于表示该学生在整节课程中抬头听课的时间的占比，A＝T _抬/T_低；

交流率B用于表示该学生在整节课程中交流的时间的占比，B＝T_讲/T_听；

眨眼率C用于表示该学生在整节课程中眨眼的频率，C＝N/T_抬；

所述通过识别模块以提取出的学生的面部图像从数据库中识别出相应的学生并获取该学生的学生信息的具体方法为：

从所述数据库中识别出相应的学生并获取该学生的眨眼频率参考值C_参；

所述通过评价基准模块接收所述识别模块识别到的教师信息和通过所述课程模块获取到的科目信息并根据以上信息从所述数据库中匹配相应的评价基准的具体方法为：

根据所述教师信息和所述科目信息从所述数据库中获取相应的抬头率基准A _基和交流率基准B_基；

所述通过评价模块接收所述学生信息、对应的所述行为信息和所述评价基准并基于以上信息对学生的学习质量进行评估的具体方法为通过以下公式对每个学生进行打分：

Score＝a|(A-A_基)/A_基|+b|(B-B_基)/B_基|+c|(C-C_基)/C_基|；

其中，a为抬头率权值，b为交流率权值，c为眨眼率权值；

所述通过识别模块以提取出的学生的面部图像从数据库中识别出相应的学生并获取该学生的学生信息的具体方法为：

从所述数据库中识别出相应的学生并获取该学生的眨眼频率参考值C_参和对应每个学生的所述抬头率权值a、所述交流率权值b和所述眨眼率权值c；

所述基于课堂学生行为分析的学习质量评估系统还包括：

计算模块，用于获取抬头率调整值A_调和交流率调整值B_调；

所述通过评价模块接收所述学生信息、对应的所述行为信息和所述评价基准并基于以上信息对学生的学习质量进行评估的具体方法为通过以下公式对每个学生进行打分：

Score＝a|((A-A_调)-A_基)/A_基|+b|((B-B_调)-B_基)/B_基|+c|(C-C_基)/C_基|；

在通过所述视频图像采集模块采集教师上课的第二视频信息之后还包括以下步骤：

对得到的所述交流率B进行修改正；

具体步骤为：

通过所述视频图像分析模块接收所述视频图像采集模块采集的第一视频图像信息和第二视频图像信息并统计讲话时间T_讲、听讲时间T_听和重复时间T_重；

修正后的交流率B＝(T_讲-T_重)/(T_听+T_重)。