[发明专利]教室状态统计查询系统及其统计方法

权利要求书

1.一种教室状态统计查询系统，其特征在于：所述的教室状态统计查询系统包括基于网络互联的多个教室状态统计终端(1)和中心处理单元(2)；其中教室状态统计终端(1)固定在各个教室内黑板所在的墙壁上，其基于图像采集与分析手段获得教室人数及分布信息，并将该信息发送到中心处理单元(2)，包括摄像机(3)、图像采集卡(4)、云台(5)、云台控制器(6)和主控计算机(7)；所述的摄像机(3)通过图像采集卡(4)与主控计算机(7)相连，其用于实时采集教室内的场景信息，并将该模拟信号传送给图像采集卡(4)，图像采集卡(4)再将上述模拟图像信号进行模数转换，并将转换后的信号传送给主控计算机(7)，以便后续图像处理分析；云台(5)通过云台控制器(6)与主控计算机(7)相接；主控计算机(7)通过云台控制器(6)控制云台(5)在承载摄像机(3)的同时按照指定的运动轨迹进行水平和垂直两个方向的转动，以扩大摄像机(3)的观测范围，使得教室内所有座椅位置都能进入摄像机(3)的视野，为状态统计提供保障；同时对图像采集卡(4)发送的数字图像信号进行图像预处理、运动目标识别及轮廓提取操作，从而获得教室状态信息，然后将该信息发送给中心处理单元(2)，为后续状态查询提供数据支持；中心处理单元(2)负责收集教室状态统计终端(1)发送的教室状态信息，并为各客户端提供查询服务。

2.根据权利要求1所述的教室状态统计查询系统，其特征在于：所述的主控计算机(7)为嵌入式计算机。

3.一种如权利要求1所述的教室状态统计方法，其特征在于：所述的教室状态统计方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)系统参数初始化的S1阶段；在此阶段中，系统将对摄像机(3)的扫描路线、图像尺寸及背景模板信息进行初始化操作；

2)云台旋转以使摄像机扫描教室的S2阶段；在此阶段中，在主控计算机(7)的控制下云台(5)将按照设定的路线运动，同时摄像机(3)将采集及存储教室内场景图像；

3)合成教室整体场景图像的S3阶段；在此阶段中，主控计算机(7)将上述步骤2)中存储的图像进行合成，以得到整体场景图像；

4)座位区域统计学特征提取的S4阶段；在此阶段中，主控计算机(7)将在步骤3)中获得的整体场景图像进行去噪和光的归一化处理，利用教室模板图像和轮廓信息确定出有人区域；

5)遮挡判断的S5阶段；在此阶段中，主控计算机(7)将在初步判断有人的区域内进行二次判断，以降低误判的概率；

6)移动人数统计的S6阶段；对于教室内移动的目标，主控计算机(7)将采用动态识别方法统计出运动的人数，以保证状态数据的准确性；

7)统计出教室人员分布及总人数的S7阶段；在此阶段中，主控计算机(7)基于步骤5)和6)的结果而得出教室内人员的分布及总人数信息。