[发明专利]一种用于课堂教学质量分析系统在审

专利信息
申请号: 202211128419.6 申请日: 2022-09-16
公开(公告)号: CN115423660A 公开(公告)日: 2022-12-02
发明(设计)人: 陈营营;吕太之;李智涛 申请(专利权)人: 江苏海事职业技术学院
主分类号: G06Q50/20 分类号: G06Q50/20;G06Q10/06;G06V40/16;G06V10/82;G06V10/77;G06N3/04
代理公司: 南京源古知识产权代理事务所(普通合伙) 32300 代理人: 马晓辉
地址: 211170 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 课堂 教学质量 分析 系统
【权利要求书】:

1.一种用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:包括数据采集单元、图像处理单元、课堂考勤单元、表情统计单元、教学质量评估单元、学生心理预警单元、客户端程序与数据库系统,其中,所述数据采集单元用于采集学生人脸特征图形和人脸表情图形;所述图像处理单元对采集到人图特征图形和人脸表情图形进行处理;课堂考勤单元根据图像处理单元处理后的人脸特征图形和数据库中的学生人脸进行比对,得出班级的考勤状态;表情统计单元对接受到人脸表情图形和数据库中的各种表情进行比对,得到学生的听课状态;教学质量评估单元根据学生的听课状态对教学质量进行评估,各个单元间使用无线通信连接,通过消息队列通信,最终将数据存入数据库中,再通过前端可视化展现到网页上。

2.如权利要求1所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述数据采集单元包含两台高清网络摄像头,安装在教室两边的顶部,清晰准确的采集学生人脸特征数据作为课堂考勤的凭证,同时两台高清网络摄像头实时观测课堂情况采集人脸表情图形并传输到图像处理单元。

3.如权利要求1所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述图像处理单元包含一张专用图像处理器,安装在教师用课堂管理电脑中,所述图像处理单元对图像具体的处理方法为:首选图像预处理,将图像的分辨率调整成为识别所需要的分辨率,然后再将图像转换为灰度图片,然后再将预处理过的图像传入人脸检测器,得到图像中所有人脸的位置信息,再将这些位置信息和图像一并传入表情识别神经网络的降维模块,然后将图调整至48×48的尺寸,之后进行基于卷积神经网络的表情识别,第一层卷积操作分为两层,先使用深度为32,边长为1的卷积核做步长为1的卷积,再连续两次使用深度为64,边长为3的卷积核做步长为1的卷积,再做一次边长为2的最大池化,结束第一层的操作,第二层是两个深度为64,边长分别为3和5的卷积核,做步长为1的卷积,再做一次边长为2的最大池化,最后使用Flatten拉直,连续两层全连接网络,随机丢去一半的神经元防止过拟合,输出预测结果,完成对图像的处理。

4.如权利要求1-3任一项所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述课堂考勤单元包括前端可视化页面和后端Web项目框架,分别与图像处理单元通讯连接;与后台学生基本信息数据库和学生人脸信息数据库通过无线局域网连接。

5.如权利要求1-3任一项所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述表情统计单元分别与图像处理单元通讯连接,与学生课堂信息数据库、学生基本信息数据库通过无线局域网连接,用于统计学生的听课状态,将关注于学生在课堂中的情绪变化,以得出学生的专注度变化。

6.如权利要求1-3任一项所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述教学质量评估单元分别与表情统计单元通讯连接,与教师基本信息数据库,学生课堂数据库通过无线局域网连接,用于统计分析学生课堂表情数据,并且对教师教学质量做客观评价。

7.如权利要求1-3任一项所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述学生心理预警单元分别与表情统计单元和图像处理单元通讯相连,与学生基本信息数据库和学生课堂信息数据库通过无线局域网相连,用于实时观测学生课堂上的状态,并且重点关注于长时间出现异常情绪的学生,及时将有关情况通知相关负责人。

8.如权利要求1-3任一项权利要求所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述客户端程序分别与课堂考勤单元、表情统计单元、教学质量评估单元、学生心理预警单元和数据库相连,所述客户端程序包含浏览器页面、终端机版本应用与移动应用端应用,负责与用户的交互、向用户提供注册界面、登陆界面、查询界面、编辑界面、表情管理界面、心理预警查询界面以及对应的功能。

9.如权利要求8所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述客户端程序部署在教学专用服务器上,并且发布在教学局域网中,实现浏览器Web端、终端机版本应用和移动应用端应用并发访问。

10.如权利要求1-3任一项权利要求所述的用于课堂教学质量分析系统,其特征在于:所述课堂考勤单元、表情统计单元、教学质量评估单元与学生心理预警单元之间有很强的相关性,集成在同一个Web程序中。

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