一种用于在线教育的课堂教育平台

摘要

本发明涉及一种用于在线教育的课堂教育平台，包括认证模块；采集模块；异常识别模块，其用于对实时采集的照片做人脸识别，并识别人脸的双眼位置，根据双眼位置对眼球进行定位，并筛选出与当前学习情况关联比较紧密的状态，通过这些状态判断用户的学习状态，并反映到视频播放状态的切换。本发明通过对采集目标图像进行处理，使调度人员根据区别数据对目标图像进行更快速更准确地识别，同时将提取出的区别数据进行存储，当下次提取出相同或相似的区别数据时，学员可根据已有的区别数据快速获取识别结果，减少不必要的识别工作，有助于提高学员的学习效率。

说明书

技术领域

本发明涉及在线教育技术领域，尤其涉及一种用于在线教育的课堂教育平台。

背景技术

传统教育以学校为基础，对学生进行授课，因为教育资源的不对等，分布不均匀造成了很多弊端，而在线教育因运而生。

在线教育平台即在线网络的教育平台。实质是面向全国的资源共享、是零距离，是一种全新的交流方式，一种新教育学习平台，一种新型的工具的平台。

在线教育平台利用一切工具进行教育活动皆以提高效率为前提。利用网络先进的技术改变师生的交流方式上课，进一步提高学生掌握知识的效率、进一步培养能力是网络教育研究的实质。

申请公布号为CN107911403A的发明专利公开了一种基于教育大数据的教育平台。该教育大数据平台通过整合第三方教育应用软件系统，作为教育大数据应用运转体系，为各类教育应用节身构建教育大数据应用的成本。

上述的现有技术方案存在以下缺陷：传统的在线教育平台相对僵化、统一和标准化，并且不具备储存和记录的功能，因此急需改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于在线教育的课堂教育平台，通过对采集目标图像进行处理，使调度人员根据区别数据对目标图像进行更快速更准确地识别，同时将提取出的区别数据进行存储，当下次提取出相同或相似的区别数据时，学员可根据已有的区别数据快速获取识别结果，减少不必要的识别工作，有助于提高学员的学习效率，可以解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的用于在线教育的课堂教育平台的技术方案具体如下：

本发明实施例公开了一种用于在线教育的课堂教育平台，包括：

认证模块，其用于对学员身份的认证，以便于学员登录，为了给学员提供既方便又安全的账号、密码以及管理，该认证模块自动注册、自动登录从而帮助学员解决密码疲劳问题，自动生成无关联账号和强密码、不复用密码、做到防撞库、防钓鱼、防破解，定期或随时一键自动修改密码是及时补救账号密码被盗和数据泄露后的重要灾备手段，对保护关于学员的隐私安全有很大的提高。

如在一个具体的实施例中，学员打开Appstore，然后找到Appstore中下载“教育平台”页面，并将的“教育平台”的apk安装包进行安装操作，然后进行自动注册、自动登录“教育平台”，为了验证登录学员的准确性，“教育平台”通过传送的用户主账号和手机IMSI进行鉴权，如果鉴权通过，则登录，如果鉴权不通过，则无法登录，然后“教育平台”将学员账号推送给应用，应用将学员账号和本机的IMSI传送给应用的服务器，应用服务器与管控平台进行应用鉴权，若应用鉴权失败，则无法登陆。若应用鉴权成功，学员可以进入应用中进行操作，直到用户退出应用。

在上述任一方案中优选的是，用于在线教育的课堂教育平台，包括采集模块，所述采集模块包括人脸采集，实现人脸采集模块和身份核实功能，即检测用户是否正在屏幕前观看视频，以及是否是用户本人在观看，为了进一步起到时刻对学员进行采集的功能，还可以对学员进行眼球追踪，即利用霍夫圆变换技术追踪眼球状态，检测闭眼、发呆和距离过远等异常状态，可以实时方便掌握学员的状态，利用表情识别模块所提供。另外，还可以对学员的表情进行采集，将实时抓取到的学员照片传送给表情识别模块，服务器后端在对返回结果进行处理后，传送给视频播放前端并展示出来。

在具体的应用当中，采集模块包括图像采集摄像头，图像采集摄像头将获取的图像传递至存储模块，图像分辨率一定时，图像采集效率主要用采集图像的帧率和延迟来评价，其中，图像采集摄像头的图像分辨率用二维图像中每一个方向上的像素数量表示，当图像尺寸恒定时，高的分辨率代表更高的图像信息的单位密度，图像采集摄像头的采集图像的帧率即每秒采集到图像的帧数，该数值越高，表示图像的刷新率越高，单位时间内获取的图像信息越多并且趋近于连续采集，高帧率下的图像采集效果在人眼的直观体验下为连续、不间断、平滑的视频，采集图像的延迟为采集到的图像中描绘内容与被描绘的客观世界之间的时间差，较低延迟的图像采集有利于对实时性要求较高的场合。

在一个优选的实施例中，为了提高图像采集摄像头对采集图像帧率的精确度，需要将帧率值返回上位机实现实时观察记录，每秒向上位机发送一次当前帧率的近似值，记录读取每一帧图像的时间和每秒读取帧数的总数，利用总帧数除以总时间消耗，就能得到帧率的近似值，并将近似值发送到上位机，在采集的图像源中放置秒表，这样输出的图像中也会有秒表的时间信息，由于延迟的存在，两个秒表所给出的时间信息会存在一个时间差，该时间差为采集图像的延迟。

在上述任一方案中优选的是，用于在线教育的课堂教育平台，包括异常识别模块，其中，所述异常识别模块工作时，首先，对实时拍摄的照片做人脸识别，寻找屏幕前的人脸；其次，基于寻找到的人脸图像数据，识别人脸的双眼位置；最后，定位眼球的详细位置(相对于人脸的准确坐标)，根据这些数据，计算用户关注点、屏幕距离等信息。通过筛选出一些与当前学习情况关联比较紧密的状态，包括当前无用户、用户长时间闭眼、用户发呆、用户距离过远等。通过这些状态判断用户的学习状态，并反映到视频播放状态的切换。

在一个优选的实施例中，用于在线教育的课堂教育平台还包括边缘检测模块，所述边缘检测模块在所述采集模块采集到图像数据之后，对获取的图像进行边缘检测，具体为，使用垂直和水平两个方向算子，该算子由两组4*4的矩阵构成，分别为横向及纵向，将之与图像作卷积运算，分别得出相应的梯度值分量，再利用梯度值公式求出近似梯度值大小，把计算结果与预先存储的阈值做对比，如果小于阈值，则结果是非边缘部分。对于原始图像C的4*4区域来说，首先求取方向梯度分量F

在上述任一方案中优选的是，用于在线教育的课堂教育平台，包括资源管理模块，所述资源管理模块用于对采集模块采集到的学员信息进行储存，并且对教师资源进行分配，所述资源管理模块自动将一些教师教学资源保存在本地，如果页面需要重新加载，则使用这些在本地保存好的资源文件，即使在离线情况下学员仍可以继续访问和操作，此时学员的操作不被网络响应，但会被记录下来，待网络连通后随即获得同步，移动终端由于其方便携带的特点，经常在不同的局域网络间切换，难免出现网络断开的情形，该资源管理模块将浏览器保存在本地的网页文件，并记录离线状态下应用的数据变化，待网络正常后与Web同步。

在一个优选的实施例中，用于在线教育的课堂教育平台，所述资源管理模块还包括课程分层模块，其中，课程分层模块把课程分为课程1、课程2、课程3…课程n标签，根据学员的受教育经历对学员进行匹配不同的标签，如：根据学员的课程方向、课程难度、时间要求等一些准则去比较三个候选课程，从而建立层次结构模型，层次结构模型中，指标元素处在准则层，候选课程处在方案层，最优课程处在目标层。在层次结构模型中构造判断矩阵，判断矩阵表示针对上一层次中的某元素而言，评定该层次中各有关元素两两之间的相对重要性。“最优课程”是高层次元素，各种指标是低层次元素。针对“最优课程”，要评定出低层次各元素之间的相对重要性，设现在要比较n个低层次元素X＝[x1,x2,…,xn]对某高层次元素Z的影响大小，即每次取两个元素xi和xj，以aij表示xi和xj对Z的影响大小之比，全部比较结果用矩阵A＝(aij)

本发明的有益效果为：通过对采集目标图像进行处理，使调度人员根据区别数据对目标图像进行更快速更准确地识别，同时将提取出的区别数据进行存储，当下次提取出相同或相似的区别数据时，学员可根据已有的区别数据快速获取识别结果，减少不必要的识别工作，有助于提高学员的学习效率。

附图说明

附图用于对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是按照本发明用于在线教育的课堂教育平台示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图及具体实施方式对本发明技术方案进行详细说明。

实施例：

如图1所示，本发明实施例公开了一种用于在线教育的课堂教育平台，包括：

认证模块，其用于对学员身份的认证，以便于学员登录，为了给学员提供既方便又安全的账号、密码以及管理，该认证模块自动注册、自动登录从而帮助学员解决密码疲劳问题，自动生成无关联账号和强密码、不复用密码、做到防撞库、防钓鱼、防破解，定期或随时一键自动修改密码是及时补救账号密码被盗和数据泄露后的重要灾备手段，对保护关于学员的隐私安全有很大的提高。

如在一个具体的实施例中，学员打开Appstore，然后找到Appstore中下载“教育平台”页面，并将的“教育平台”的apk安装包进行安装操作，然后进行自动注册、自动登录“教育平台”，为了验证登录学员的准确性，“教育平台”通过传送的用户主账号和手机IMSI进行鉴权，如果鉴权通过，则登录，如果鉴权不通过，则无法登录，然后“教育平台”将学员账号推送给应用，应用将学员账号和本机的IMSI传送给应用的服务器，应用服务器与管控平台进行应用鉴权，若应用鉴权失败，则无法登陆。若应用鉴权成功，学员可以进入应用中进行操作，直到用户退出应用。

采集模块，所述采集模块包括人脸采集，实现人脸采集模块和身份核实功能，即检测用户是否正在屏幕前观看视频，以及是否是用户本人在观看，为了进一步起到时刻对学员进行采集的功能，还可以对学员进行眼球追踪，即利用霍夫圆变换技术追踪眼球状态，检测闭眼、发呆和距离过远等异常状态，可以实时方便掌握学员的状态，利用表情识别模块所提供。另外，还可以对学员的表情进行采集，将实时抓取到的学员照片传送给表情识别模块，服务器后端在对返回结果进行处理后，传送给视频播放前端并展示出来。

在具体的应用当中，采集模块包括图像采集摄像头，图像采集摄像头将获取的图像传递至存储模块，图像分辨率一定时，图像采集效率主要用采集图像的帧率和延迟来评价，其中，图像采集摄像头的图像分辨率用二维图像中每一个方向上的像素数量表示，当图像尺寸恒定时，高的分辨率代表更高的图像信息的单位密度，图像采集摄像头的采集图像的帧率即每秒采集到图像的帧数，该数值越高，表示图像的刷新率越高，单位时间内获取的图像信息越多并且趋近于连续采集，高帧率下的图像采集效果在人眼的直观体验下为连续、不间断、平滑的视频，采集图像的延迟为采集到的图像中描绘内容与被描绘的客观世界之间的时间差，较低延迟的图像采集有利于对实时性要求较高的场合。

在一个优选的实施例中，为了提高图像采集摄像头对采集图像帧率的精确度，需要将帧率值返回上位机实现实时观察记录，每秒向上位机发送一次当前帧率的近似值，记录读取每一帧图像的时间和每秒读取帧数的总数，利用总帧数除以总时间消耗，就能得到帧率的近似值，并将近似值发送到上位机，在采集的图像源中放置秒表，这样输出的图像中也会有秒表的时间信息，由于延迟的存在，两个秒表所给出的时间信息会存在一个时间差，该时间差为采集图像的延迟。

在一个优选的实施例中，用于在线教育的课堂教育平台还包括异常识别模块，其中，所述异常识别模块工作时，首先，对实时拍摄的照片做人脸识别，寻找屏幕前的人脸；其次，基于寻找到的人脸图像数据，识别人脸的双眼位置；最后，定位眼球的详细位置(相对于人脸的准确坐标)，根据这些数据，计算用户关注点、屏幕距离等信息。通过筛选出一些与当前学习情况关联比较紧密的状态，包括当前无用户、用户长时间闭眼、用户发呆、用户距离过远等。通过这些状态判断用户的学习状态，并反映到视频播放状态的切换。

在一个优选的实施例中，用于在线教育的课堂教育平台还包括边缘检测模块，所述边缘检测模块在所述采集模块采集到图像数据之后，对获取的图像进行边缘检测，具体为，使用垂直和水平两个方向算子，该算子由两组4*4的矩阵构成，分别为横向及纵向，将之与图像作卷积运算，分别得出相应的梯度值分量，再利用梯度值公式求出近似梯度值大小，把计算结果与预先存储的阈值做对比，如果小于阈值，则结果是非边缘部分。对于原始图像C的4*4区域来说，首先求取方向梯度分量F

资源管理模块，所述资源管理模块用于对采集模块采集到的学员信息进行储存，并且对教师资源进行分配，所述资源管理模块自动将一些教师教学资源保存在本地，如果页面需要重新加载，则使用这些在本地保存好的资源文件，即使在离线情况下学员仍可以继续访问和操作，此时学员的操作不被网络响应，但会被记录下来，待网络连通后随即获得同步，移动终端由于其方便携带的特点，经常在不同的局域网络间切换，难免出现网络断开的情形，该资源管理模块将浏览器保存在本地的网页文件，并记录离线状态下应用的数据变化，待网络正常后与Web同步。

在一个优选的实施例中，用于在线教育的课堂教育平台，所述资源管理模块还包括课程分层模块，其中，课程分层模块把课程分为课程1、课程2、课程3…课程n标签，根据学员的受教育经历对学员进行匹配不同的标签，如：根据学员的课程方向、课程难度、时间要求等一些准则去比较三个候选课程，从而建立层次结构模型，层次结构模型中，指标元素处在准则层，候选课程处在方案层，最优课程处在目标层。在层次结构模型中构造判断矩阵，判断矩阵表示针对上一层次中的某元素而言，评定该层次中各有关元素两两之间的相对重要性。“最优课程”是高层次元素，各种指标是低层次元素。针对“最优课程”，要评定出低层次各元素之间的相对重要性，设现在要比较n个低层次元素X＝[x1,x2,…,xn]对某高层次元素Z的影响大小，即每次取两个元素xi和xj，以aij表示xi和xj对Z的影响大小之比，全部比较结果用矩阵A＝(aij)

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。