[发明专利]一种基于学生注意力的教学优化方法

权利要求书

1.一种基于学生注意力的教学优化方法，其特征在于，包括：

步骤S1，利用图像采集模块实时采集教室内上课学生的脸部图像，身份识别模块根据采集的脸部图像识别学生身份，识别后，中控单元将该学生的实际脸部图像与中控单元内储存的预设脸部图像进行比较以确定学生黑眼球中心位置；

步骤S2，所述中控单元确定学生黑眼球中心位置时，中控单元将实际视线角度与中控单元内储存的预设视线角度进行比较以确定学生注意力是否集中；

步骤S3，所述中控单元确定学生注意力集中时，时间储存模块储存该时间段为学生注意力集中时间段；

步骤S4，教学完善模块根据上述储存的学生注意力集中时间段对教学内容进行调整；

所述步骤S2中，所述中控单元将实际黑眼球中心位置与预设黑眼球中心位置进行比较以确定实际视线角度；

所述步骤S4中，对教学内容进行调整时，所述中控单元结合关键词的位置和集中注意力的学生数量确定重点内容讲解时间段和最佳关键词位置;

所述身份识别模块识别学生身份后，所述中控单元以该学生的预设脸部图像为基础设置人脸虚线框，并以虚线框中的左眼轮廓线最左边位置A为原点建立平面直角坐标系，其中，右眼轮廓线最右边位置记为B，坐标为B（x,y），x＞y，建立并设置完成时，中控单元将所述图像采集模块采集到的该学生的实际脸部图像中左眼轮廓线最左边位置设置为As,右眼轮廓线最右边位置设置为Bs,设置完成时，中控单元将实际脸部图像中左眼轮廓线最左边位置As与预设脸部图像中左眼轮廓线最左边位置A进行匹配，

若匹配不成功，所述中控单元判定不能获取学生黑眼球中心位置；

若匹配成功，所述中控单元将此时实际脸部图像中右眼轮廓线最右边位置Bs的坐标设置为Bs（xs,ys）；

设置完成时，所述中控单元将预设脸部图像中右眼轮廓线最右边位置的坐标与实际脸部图像中右眼轮廓线最右边位置的坐标进行比较：

若x=xs且y=ys,所述中控单元判定能够确定学生黑眼球中心位置；

若x≠xs且y≠ys，或，x=xs但y≠ys，或，y=ys但x≠xs，所述中控单元判定不能确定学生黑眼球中心位置；

所述中控单元判定能够确定学生黑眼球中心位置时，中控单元以实际脸部图像中左眼球的中心位置C为原心建立直角坐标系以获取左眼黑眼球中心位置的坐标Dz(Cx,Cy)；

所述中控单元判定不能确定学生黑眼球中心位置时，所述中控单元继续获取该学生的脸部图像直至能够获取该学生黑眼球中心位置，并将实际间隔时间设置为T，同时，中控单元设置有预设时间间隔T0，获取并设置完成时，中控单元将实际间隔时间T与预设间隔时间T0进行比较：

若T≤T0，所述中控单元判定能够确定学生黑眼球中心位置；

若T＞T0，所述中控单元判定不能确定学生黑眼球中心位置；

所述步骤S2中，所述中控单元根据确认的学生黑眼球中心位置确定左眼实际视线角度并将其设置为e,设定e＜90°，设置完成时，中控单元将左眼实际视线角度e与预设左眼视线角度e0进行比较：

若e=e0，所述中控单元判定该学生注意力集中；

若e≠e0，所述中控单元需要结合视线角度差值进一步确定学生注意力是否集中；

所述中控单元内还设置有预设左眼黑眼球中心位置的坐标Dz0(Cx0,Cy0)，所述坐标Dz0(Cx0,Cy0)以预设脸部图片的左眼中心位置为原心建立直角坐标系得到；

所述步骤S2中，所述中控单元获取确定的左眼黑眼球中心位置的坐标Dz(Cx,Cy)，获取完成时，中控单元结合左眼黑眼球中心位置的坐标Dz(Cx,Cy)与预设左眼黑眼球中心位置的坐标Dz0(Cx0,Cy0)进行比较以计算左眼实际视线角度e:

（tan e’）²=[（Cx0-Cx）²+（Cy0-Cy）²]/D²;

e=e’+e0；

式中，e0表示预设左眼视线角度，通过所述中控单元设置，e’表示视线偏移角度；

所述步骤S4中，对教学内容进行调整时，所述中控单元获取教学时间内的学生注意力集中的所有时间段，并按照时间从长到短进行排序，中控单元选取前三段为教学调整时间段，包括第一时间段t1、第二时间段t2和第三时间段t3，其中，第一时间段为时间最长的学生注意力集中时间段，第二时间段为时间第二长的学生注意力集中时间段，第三时间段为时间第三长的学生注意力集中时间段，排序和选取完成时，中控单元获取各个时间段内的学生数量，包括第一时间段内学生数量g1，第二时间段内学生数量g2和第三时间段内学生数量g3，获取完成时，中控单元将各时间学生数量gi之间进行比较，设定i=1,2,3，

若g1＞gi，设定i=2,3,所述中控单元判定将第一时间段t1作为重点内容讲解时间段；

若g2＞gi，设定i=1,3,所述中控单元判定将第二时间段t2作为重点内容讲解时间段；

若g3＞gi，设定i=1,2,所述中控单元判定将第三时间段t3作为重点内容讲解时间段；

所述中控单元确定将第j时间段作为重点内容讲解时间段时，设定j=1,2,3，教学完善模块将对重点讲解内容的分布进行调整以使重点讲解内容主要分布在中控单元确定的重点内容讲解时间段。