[发明专利]一种基于人脸识别与图像处理的学生听课理解度评估方法

权利要求书

1.一种基于人脸识别与图像处理的学生听课理解度评估方法，包括以下步骤：

步骤(1)、在人脸数据库中对所有目标人进行无表情人脸和各种情绪人脸的眼睛、鼻子、嘴巴标记若干个特征位置，根据公式(1)得到所有目标人的欧式距离集M＝{M₁,M₂,…,M_A,…},M_A＝{ρ_A,1,ρ_A,2,…,ρ_A,B,…,ρ_A,l}；l表示所有基本情绪的个数，基本情绪包括害怕、悲伤、厌恶、惊讶、生气、开心；

根据目标人A无表情人脸和某情绪B的特征位置得到的目标人A欧式距离ρ_A,B；

其中ρ_A,B表示目标人A无表情与某情绪B的欧式距离，(X_A,1,Y_A,1)表示目标人A无表情人脸的特征位置；

步骤(2)、构建支持向量机分类器

SVM向量机分类器的判别函数为f(x)，训练样本集为S＝{S₁,S₂,…,S_A,…}；

S_A＝((x₁,y₁),…,(x_l,y_l)),y_i∈{-1,1} (2)

其中x_i＝ρ，i＝1,…,l,y_i表示目标人A的类别标记；

其中a_i为拉格朗日乘数系数，x为输入数据，b为偏置值，K(x_i·x)为核函数，x_i为上述样本集S中的x；

K(x_i·x)＝(φ(x_i)·φ(x)) (4)

其中φ(x_i)和φ(x)为内核向量；

步骤(3)、通过设置在教室的摄像设备对课堂上的学生进行人脸视频流；间隔n帧获取关键帧图像；

步骤(4)、对关键帧图像进行特征提取；

4.1采用现有技术得到目标人脸图片；

4.2根据步骤(1)对特征位置标记点，对目标人脸的眼睛、鼻子、嘴巴标记特征位置；

步骤(5)、参考公式(1)，得到步骤4.2获取的特征位置与人脸数据库中同一目标无表情人脸对应特征位置的欧式距离，即为特征位移向量；

步骤(6)、将步骤(5)获得的特征位移向量作为步骤(1)训练好的支持向量机分类器的输入，最终得到表情类别，即可判断情绪；

步骤(7)、根据步骤(6)获得的情绪，结合现有情绪映射心理学，获取该目标人的心理状态信息，进而判断目标人的听课理解度。