學生課堂行為視頻圖像采集和識別系統

王竑熹

目前，國內外還未對學生課堂行為形態進行廣泛研究，學生因為上課注意力不集中而遺漏重要知識點的情況時有發生，而教師只能通過考試了解學生掌握知識點的情況，教學效果沒有得到實時反饋。

因此，課堂教學評估及學生課堂行為圖像識別技術已成為智能化教學、提高教學質量的一個迫切需要研究的技術領域。

一、硬件架構

基于流媒體的網絡視頻圖像采集系統即利用流式傳輸技術在網絡中連續、實時地傳輸視頻圖像，授權用戶只要與網絡相連就可以獲取視頻信號，從而實現遠程控制及智能分析。

流媒體網絡視頻圖像采集系統包括攝像機、圖像采集卡、流媒體視頻服務器和流媒體客戶端。

流媒體視頻服務器將獲取的數字視頻信號壓縮為一個個壓縮包，當用戶通過客戶端發出請求時，系統內的視頻服務器向客戶端傳輸實時數據。客戶端可在接收流媒體數據流的同時將部分內容放入緩存即開始播放視頻，而不需要等待全部數據流傳輸完畢。圖1為流媒體網絡視頻圖像采集系統硬件結構圖。

二、學生課堂行為視頻圖像采集和識別軟件

根據系統功能將系統軟件分為視頻采集和通信模塊、圖像背景處理模塊、圖像分析模塊、行為異常分析模塊、學生專注力分析模塊和教學效果評估模塊等，結構如圖2所示。

1.視頻采集和通信模塊

通過設置板卡參數將光學圖像轉換為數字信號傳輸到服務器上。

2.圖像背景處理模塊