[发明专利]一种录播系统中学生起坐动作的检测方法及系统

说明书

本发明的一种录播系统中学生起坐动作的检测方法及系统，包括以下步骤：S100、采集一帧图像；S200、对采集的图像进行预处理；S300、对预处理后的图像进行前景提取获取运动历史图；S400、对运动历史图进行可能性目标判定并保存；S500、对保存的信息通过判定模块进行两级判定得到起立与坐下的坐标。本发明的录播系统中学生起坐动作的检测方法及系统，提供一种基于运动历史图和梯度方向的学生起立、坐下动作检测方法，采用两级判别对起立和坐下动作进行判断来提高检测准确率。利用运动历史图解决背景建模等方法检测目标不完整的问题，对完整目标提取全局运动角度，最终采用两级判别法进行判别。

技术领域

本发明涉及运动检测技术领域，具体涉及一种录播系统中学生起坐动作的检测方法及系统。

背景技术

在智慧录播中，学生的互动监控主要采取检测学生的起立与坐下动作，一些检测设备采用电容压感等方式，这种检测方法需要在每个座位上配备一个装备，代价高，成本大。

为了节约成本，基于视觉处理的方法越来越受到关注。CN 102096930 A(专利号)采用背景建模的方式判定运动目标，然后利用模板匹配进行学生起立坐下判定，这种方法完全没有考虑到其他运动带来的干扰，误检率很高；CN 110728696 A首先利用背景建模选出运动目标，再利用特征点加稀疏光流的方法进行起立判定，最后根据预先设定好的线进行给出判定结果，这种方法有几个缺点：一、单纯的背景建模方法在教室这种复杂的环境下，很难提取一个完整的运动目标；二、特征点容易受光线和着装的干扰，光流法的计算复杂度大；三、预先划线的方法受限太多，如果摄像机稍微移动，则整个判定条件都会失效。

发明内容

本发明提出的一种录播系统中学生起坐动作的检测方法及系统，可解决上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种录播系统中学生起坐动作的检测方法，包括以下步骤：

S100、采集一帧图像；

S200、对采集的图像进行预处理；

S300、对预处理后的图像进行前景提取获取运动历史图；

S400、对运动历史图进行可能性目标判定并保存；

S500、对保存的信息通过判定模块进行两级判定得到起立与坐下的坐标。

进一步的，S200中对采集的图像进行预处理包括把采集的4K图像的高与宽分别缩放为原来的1/4，然后进行高斯滤波处理。

进一步的，所述S300、对预处理后的图像进行前景提取获取运动历史图；

具体包括：

(c1)采用帧间差法即当前帧中的每一个点与之前帧对应点的像素值差的绝对值，两帧差法对应的是前一帧，三帧差法对应的是前两帧，以此类推，公式如1所示，

F(x,y)＝abs(I(x,y)-I_pre(x,y)) (1)

其中，F(x,y)表示帧差后的结果，abs()表示绝对值处理，I(x,y)表示当前帧坐标(x,y)的像素值，I_pre(x,y)表示之前帧坐标(x,y)的像素值；

具体的，创建一个存储4帧图像的环形buf，取出buf[i]与buf[i+2]中的图像，使用公式(1)计算出帧差后的结果；

(c2)运动历史图是将发生运动的运动历史图像素设置为当前时间戳，而清除很久以前最后一次发生运动的运动历史图像素，公式如2所示，