[发明专利]教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置

说明书

技术领域

本发明属于应用电子产品的技术领域，采用数字信号处理器对目标检测跟踪算法进行处理，可以应用于教师教学过程中，实时跟踪其讲课，而且能够外接视频服务器对教师的教学过程进行现场录制的教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置。

背景技术

在教师讲课的过程中，教师本人无法实际地看到自身的授课姿态以及整堂教学课的个人表现，因此对自己所存在的一些细节问题，乃至于教学失误都没有达到更好的认识，从而在提高自身教学能力及学校教学质量这一方面有所欠缺。

针对这一问题，出现了教师录课的解决方法。传统的教师录课大都使用摄像机，该方法存在以下几点不足：

(1)使用摄像机需要配有专业人员进行操作，这样会耗费人力资源。

(2)会影响教师和学生的课堂氛围。

(3)实时跟踪、录制的效果不是很理想。

目前也有利用红外光源对教师授课进行实时跟踪的方法，但是仍然会造成分散教师讲课的注意力的后果，而且红外光源的寿命是有限的，因而最终实现的效果也没能达到预期的结果。

发明内容

本发明的目的是针对传统的教师录课系统所存在的弊端，设计了一种基于实时动态视频跟踪技术的适用于教师录课系统的教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置。

为了达到本发明的目的提供一种教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置，其特征在于摄像头采集模拟视频信号，通过视频解码器SAA7115转换为高速的数字信号，送入数字信号处理器(TMS320DM642)进行处理；需要处理的数字视频存储于同步动态随机存储器(SDRAM)中，随时与DSP进行数据交换；算法处理与实现主要通过数字信号处理器与其外围电路现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、外部锁存器、闪存(FLASH)来完成；数字信号处理器的时钟(CLOCK)为外部存储器配置的原始值；经过DSP输出的标准数字视频信号通过视频编码器SAA7105处理后直接送入显示器(CRT)上进行显示；而其处理后的控制云台跟踪运动目标的控制命令则通过串行通信接口(RS232)转换为串行信号，输出到云台控制器，通过控制云台的转动来达到实时跟踪运动目标的目的。

所述的教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置，其特征在于所述的运动目标检测算法流程为：

(1)采集数字视频流数据，对其进行预处理，即将其转变为灰度图像

(2)使用高斯模型建立背景图像，对其进行中值滤波，边缘增强，得到图像B(x，y)；

(3)对当前图像也进行中值滤波，边缘增强，得到图像F(x，y)；

(4)执行差分二值化计算：D(x,y)=1F(x,y)-B(x,y)≥T0F(x,y)-B(x,y)<T]]>

阈值T的大小会影响到检测的精确度，如T值太大会使系统检测不到一些物体的细微运动，而T值太小则会检测到微小物体的扰动，因此阈值T的选取应根据实际情况，通过多次实验获取最佳值。

(5)对背景图像进行更新，转到步骤(2)

所述的教师讲课的运动目标实时跟踪录课装置，其特征在于所述的实时跟踪流程为：

(1)提取前景目标，并建立运动目标的运动模型；