學生起立雙系統檢測方法及系統的製作方法

2023-10-10 08:06:44

學生起立雙系統檢測方法及系統的製作方法
【專利摘要】本方法公開一種學生起立雙系統檢測方法，其通過主攝像機進行圖像定位加輔攝像機進行高度檢測相結合，進行學生起立判斷，本發明採用雙系統檢測方法，可以有效去除對低頭抬頭，胳膊的晃動等的錯誤識別，大大提高識別的正確率。
【專利說明】學生起立雙系統檢測方法及系統
【技術領域】
[0001]本方法公開一種視頻監控方法，特別是一種學生起立雙系統檢測方法，屬於教育視頻監控【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著視頻監控技術的不斷發展，其應用領域也越來越廣泛，目前的教育領域中都普遍採用視頻監控技術，對課堂秩序和課堂效果等進行監控。現有的教育監控系統通常包括用於監控老師及黑板的老師攝像機，還有監控學生的學生攝像機，隨著監控技術的發展，在監控學生時，當學生在回答問題或其他原因有起立動作時，學生攝像機會對準起立的學生，給其進行特寫，現有技術中，用一個攝像機進行人的行為分析，即根據圖像的變化趨勢來定位是站起還是坐下並確定其位置。由於教室的大小不同，人在圖像上的大小也不盡相同，導致學生在做一些小動作，比如低頭抬頭，胳膊的晃動等時，有可能會被誤認為是有學生站起，從而造成檢測錯誤。

【發明內容】

[0003]針對上述提到的現有技術中的教育視頻監控對學生的晃動屏蔽率低，容易造成檢測錯誤的缺點，本發明提供一種學生起立雙系統檢測方法，其通過圖像定位加高度檢測相結合，可以大大降低誤觸發的機率。
[0004]本方法解決其技術問題採用的技術方案是:一種學生起立雙系統檢測方法，該方法包括下述步驟:
第一步:主攝像機檢測學生起立動作，在主攝像機中，對採集到的圖像的變化點進行分析，如果連續十幀都有連續的點變化，且變化點的寬度是人在圖像中人的寬度那麼大，高度是人的頭的高度那麼大，則認為是有人觸發了這種行為，然後根據變化的方向來確定是起立動作還是坐下動作，此時再根據變化點在圖像中的位置，就可以確定是哪個位置的學生觸發了這次事件；
第二步:在輔攝像機採集的圖像中，定義了一個區域，即學生坐下時無法觸碰到此區域，學生站起時就必須觸碰到此區域，在沒有學生站起來時，取這塊區域的圖像作為參考值保存下來，在上課時用每幀的圖像的此區域與保存圖像的這個區域的圖像做比較看是否有變化，如果變化的像素點大於一定值，本就認為是有人站起來，反之認為學生都坐下了 ；第三步:綜合第一步和第二步來判斷，如果兩個條件都滿足，則認為有人站了起來，或是坐下狀態，如果只滿足第一步條件，不滿足第二步條件，則認為是識別錯誤，放棄識別結果。
[0005]一種學生起立雙系統檢測系統，其特徵是:所述的系統包括:
A、主攝像機:用於採集學生視頻信息；
B、輔攝像機:用於採集學生坐下時無法觸碰，且學生站起時就必須觸碰到的區域的視
頻信息；C、主攝像機圖像判別模塊:對主攝像機採集到的圖像的變化點進行分析，如果連續十幀都有連續的點變化，且變化點的寬度是人在圖像中人的寬度那麼大，高度是人的頭的高度那麼大，那麼本實施例中則認為是有人觸發了這種行為，然後根據變化的方向來確定是起立動作還是坐下動作，此時再根據變化點在圖像中的位置，就可以確定是哪個位置的學生觸發了這次事件；
D、輔攝像機圖像判別模塊:在上課之前沒有學生站起來時，取用於採集學生坐下時無法觸碰，且學生站起時就必須觸碰到的區域的圖像作為參考值保存下來，在上課時用每幀的圖像的此區域與保存圖像的這個區域的圖像做比較看是否有變化，如果變化的像素點大於一定值，本實施例中，定義的是100，就認為是有人站起來，反之認為都坐下了 ；
E、學生起立判別模塊:用於綜合主攝像機圖像判別模塊判別結果和輔攝像機圖像判別模塊判別結果來判斷，如果兩個判別結果都滿足，則認為有人站了起來，或是坐下狀態，如果只滿足主攝像機判別結果條件，不滿足輔攝像機判別結果條件，則認為是識別錯誤，放棄識別結果。
[0006]本方法解決其技術問題採用的技術方案進一步還包括:
所述的判斷圖像變化點時，是用本幀的圖像的y值除以上一幀此點的y值，如果值大於
1.3或小於0.7，則認為是有圖像變化。
[0007]所述的確定學生是起立動作還是坐下動作時，對之前連續十幀進行比較，如果這些變化點的1坐標越來越小，則認為是站起來，如果越來越大，則認為是坐下的。
[0008]所述的步驟二中判斷圖像是否有變化時，變化的像素點大於100。
[0009]本方法的有益效果是:本發明採用雙系統檢測方法，可以有效去除對低頭抬頭，胳膊的晃動等的錯誤識別，大大提高識別的正確率。
[0010]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本方法做進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發明流程圖。
【具體實施方式】
[0012]本實施例為本方法優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本方法保護範圍之內。
[0013]本發明中，將用於檢測人的動作行為的攝相機定義為主攝像機，將用於高度檢測的攝像機定義為輔攝像機。
[0014]本發明中的學生起立雙系統檢測方法主要包括下述幾個步驟:
第一步:主攝像機檢測學生起立動作，本實施例中，在主攝像機中，對採集到的圖像的變化點進行分析，如果連續十幀都有連續的點變化(本實施例中，判斷圖像變化點是用本幀的圖像的每個像素點的y值除以上一幀此像素點的y值，y值即圖像的亮度，是y，cb，cr分別格式中的1值，如果值大於1.3或小於0.7，本實施例中則認為是有圖像變化)，且變化點的寬度是人在圖像中人的寬度那麼大，高度是人的頭的高度那麼大(由於人和攝像機的位置遠近不一樣，所以圖像大小也不一樣，因此不能確定用多大像素，本實施例中，是在系統初始化的時候通過在每個位置站個人，然後在採用滑鼠在圖像中按照人頭的大小畫框，這個框的寬就是人頭像中的寬，高就是人的頭像的高，然後就把這個寬和高保存起來，作為參考，每次檢測時調出該值作為參考即可，在系統初始化時，在每個學生的位置上進行一次畫框操作，將各個框分別保存起來待用，具體實施時，也可以採用直接輸入寬和高的數值的方式也可以)，那麼本實施例中則認為是有人觸發了這種行為，然後根據變化的方向來確定是起立動作還是坐下動作(此方向的判斷是對之前連續十幀進行比較，由於在圖像中y坐標越往下，坐標值越大，越往上越小，所以如果這些變化點的?坐標越來越小，則認為是站起來，如果越來越大，則認為是坐下的)，此時再根據變化點在圖像中的位置，就可以確定是哪個位置的學生觸發了這次事件；
第二步:在輔攝像機(學生輔助攝像機安裝在教室一側，與講臺平行的位置，高度和學生站起的高度相近)採集的圖像中，定義了一個區域，即學生坐下時無法觸碰到此區域，學生站起時就必須觸碰到此區域，在上課之前沒有學生站起來時，取這塊區域的圖像作為參考值保存下來，在上課時用每幀的圖像的此區域與保存圖像的這個區域的圖像做比較(用本幀的圖像的y值除以上一幀此點的y值，如果值大於1.3或小於0.7本發明中則認為是有圖像變化)看是否有變化，如果變化的像素點(就是1值兩幀圖像的比值大於1.3或小於
0.7就認為是變化的像素點)大於一定值，本實施例中，定義的是100，就認為是有人站起來，反之認為學生都坐下了；
第三步:綜合第一步和第二步來判斷，如果兩個條件都滿足，則認為有人站了起來，或是坐下狀態，如果只滿足第一步條件，不滿足第二步條件，則認為是識別錯誤，放棄識別結果。
[0015]本發明同時保護一種學生起立雙系統檢測系統，其主要包括如下部分:
1、主攝像機:用於採集 學生視頻信息；
2、輔攝像機:用於採集學生坐下時無法觸碰，且學生站起時就必須觸碰到的區域的視
頻信息；
3、主攝像機圖像判別模塊:對主攝像機採集到的圖像的變化點進行分析，如果連續十幀都有連續的點變化(本實施例中，判斷圖像變化點是用本幀的圖像的y值除以上一幀此點的1值，如果值大於1.3或小於0.7，本實施例中則認為是有圖像變化)，且變化點的寬度是人在圖像中人的寬度那麼大，高度是人的頭的高度那麼大，那麼本實施例中則認為是有人觸發了這種行為，然後根據變化的方向來確定是起立動作還是坐下動作(此方向的判斷是對之前連續十幀進行比較，如果這些變化點的1坐標越來越小，則認為是站起來，如果越來越大，則認為是坐下的)，此時再根據變化點在圖像中的位置，就可以確定是哪個位置的學生觸發了這次事件；
4、輔攝像機圖像判別模塊:在上課之前沒有學生站起來時，取用於採集學生坐下時無法觸碰，且學生站起時就必須觸碰到的區域的圖像作為參考值保存下來，在上課時用每幀的圖像的此區域與保存圖像的這個區域的圖像做比較(用本幀的圖像的所有點的y值除以上一幀此點的1值，如果值大於1.3或小於0.7本發明中則認為是有圖像變化)看是否有變化，如果變化的像素點大於一定值，本實施例中，定義的是100，就認為是有人站起來，反之認為都坐下了；
5、學生起立判別模塊:用於綜合主攝像機圖像判別模塊判別結果和輔攝像機圖像判別模塊判別結果來判斷，如果兩個判別結果都滿足，則認為有人站了起來，或是坐下狀態，如果只滿足主攝像機判別結果條件，不滿足輔攝像機判別結果條件，則認為是識別錯誤，放棄識別結果。
[0016]本發明採用雙系統檢測方法，可以有效去除對低頭抬頭，胳膊的晃動等的錯誤識別，大大提高識別的正確率。
【權利要求】
1.一種學生起立雙系統檢測方法，其特徵是:所述的方法包括下述步驟:第一步:主攝像機檢測學生起立動作，在主攝像機中，對採集到的圖像的變化點進行分析，如果連續十幀都有連續的點變化，且變化點的寬度是人在圖像中人的寬度那麼大，高度是人的頭的高度那麼大，則認為是有人觸發了這種行為，然後根據變化的方向來確定是起立動作還是坐下動作，此時再根據變化點在圖像中的位置，就可以確定是哪個位置的學生觸發了這次事件；第二步:在輔攝像機採集的圖像中，定義了一個區域，即學生坐下時無法觸碰到此區域，學生站起時就必須觸碰到此區域，在沒有學生站起來時，取這塊區域的圖像作為參考值保存下來，在上課時用每幀的圖像的此區域與保存圖像的這個區域的圖像做比較看是否有變化，如果變化的像素點大於一定值，本就認為是有人站起來，反之認為學生都坐下了 ；第三步:綜合第一步和第二步來判斷，如果兩個條件都滿足，則認為有人站了起來，或是坐下狀態，如果只滿足第一步條件，不滿足第二步條件，則認為是識別錯誤，放棄識別結果。
2.根據權利要求1所述的學生起立雙系統檢測方法，其特徵是:所述的判斷圖像變化點時，是用本幀的圖像的y值除以上一幀此點的y值，如果值大於1.3或小於0.7，則認為是有圖像變化。
3.根據權利要求1所述的學生起立雙系統檢測方法，其特徵是:所述的確定學生是起立動作還是坐下動作時，對之前連續十幀進行比較，如果這些變化點的y坐標越來越小，貝U認為是站起來，如果越來越大，則認為是坐下的。
4.根據權利要求1所述的學生起立雙系統檢測方法，其特徵是:所述的步驟二中判斷圖像是否有變化時，變化的像素點大於100。
5.一種學生起立雙系統檢`測系統，其特徵是:所述的系統包括:A、主攝像機:用於採集學生視頻信息；B、輔攝像機:用於採集學生坐下時無法觸碰，且學生站起時就必須觸碰到的區域的視頻信息；C、主攝像機圖像判別模塊:對主攝像機採集到的圖像的變化點進行分析，如果連續十幀都有連續的點變化，且變化點的寬度是人在圖像中人的寬度那麼大，高度是人的頭的高度那麼大，那麼本實施例中則認為是有人觸發了這種行為，然後根據變化的方向來確定是起立動作還是坐下動作，此時再根據變化點在圖像中的位置，就可以確定是哪個位置的學生觸發了這次事件；D、輔攝像機圖像判別模塊:在上課之前沒有學生站起來時，取用於採集學生坐下時無法觸碰，且學生站起時就必須觸碰到的區域的圖像作為參考值保存下來，在上課時用每幀的圖像的此區域與保存圖像的這個區域的圖像做比較看是否有變化，如果變化的像素點大於一定值，本實施例中，定義的是100，就認為是有人站起來，反之認為都坐下了 ；E、學生起立判別模塊:用於綜合主攝像機圖像判別模塊判別結果和輔攝像機圖像判別模塊判別結果來判斷，如果兩個判別結果都滿足，則認為有人站了起來，或是坐下狀態，如果只滿足主攝像機判別結果條件，不滿足輔攝像機判別結果條件，則認為是識別錯誤，放棄識別結果。
6.根據權利要求5所述的學生起立雙系統檢測系統，其特徵是:所述的判斷圖像變化點時，是用本幀的圖像的y值除以上一幀此點的y值，如果值大於1.3或小於0.7，則認為是有圖像變化。
7.根據權利要求5所述的學生起立雙系統檢測系統，其特徵是:所述的確定學生是起立動作還是坐下動作時，對之前連續十幀進行比較，如果這些變化點的y坐標越來越小，貝U認為是站起來，如果越來越大，則認為是坐下的。
8.根據權利要求5所述的學生起立雙系統檢測系統，其特徵是:所述的模塊D中判斷圖像是否有變化時，變化的像素點大於100。
【文檔編號】H04N7/18GK103686092SQ201310742090
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】孫興磊, 廖海 申請人:深圳銳取信息技術股份有限公司