CN108564073A - 一种课堂环境中学生情绪识别方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于智能教学技术领域，公开了一种课堂环境中学生情绪识别方法及装置，识别装置包括：高清相机，用于采集学生表情信息及肢体行为信息；麦克风，用于采集声音信息；心率测试板，用于监测学生的心率数据；桌面压力传感器，用于采集手部压力及动作信息；地面压力毯，用于采集人体脚部的压力及动作信息；座椅压力传感器，安装在座椅的座面，用于采集学生的坐姿信息；位移传感器，安装在座椅的背部支撑，用于采集学生的微移动信息；信息交互面板，用于采集学生在听课过程的笔记信息等。本发明铜鼓汇总收集的图像、声音、心率、压力、坐姿信息，结合最终的随堂测试结果，分析最终学生的生理与图像及压力信息与最终学习成绩的结果的关系。

Description

一种课堂环境中学生情绪识别方法及装置
技术领域
本发明属于智能教学技术领域，尤其涉及一种课堂环境中学生情绪识别方法及装置。
背景技术
教育心理学家认为：情绪是影响教学活动极为重要的因素，与学习认知过程密不可分。失望、迷惘、焦虑、沮丧等负面情绪可导致思维迟钝，兴趣丧失、缺乏活力、消极懈怠和注意力不集中，不利于学习的顺利进行，而轻松、愉悦、自信等正面情绪可使头脑清晰、思维敏捷、充满激情和积极主动，注意力也容易集中，有助于学习效率的提高。相关心理学实验也验证了情绪可以影响学习的精准判断和对学习内容的加工深度。
在课堂教学中对学生的情绪识别、分析、理解判断疏导和调节，并根据学生的学习状态自适应调整教学策略和学习内容，在教育中，要因材施教，在课堂教学中要因状态施教，因此对课堂学生状态的情绪状态的识别技术，是对教学策略进行自适应调整的基础，情绪识别是人机交互的关键技术之一，在课堂教学中应用对授课质量将产生积极影响。
通常而言，任何情绪的产生都伴随着心理和生理上的某些变化，情绪识别的基本技术主要就是对这些人体的变化，如面部表情、语音、姿态、文本、生理状况等进行信息采集和分析。
面部表情识别是指通过眼部肌肉、颜面肌肉和口部肌肉的变化表现出的各种情绪状态。除非经过特殊训练，一般人在任何时候都会自觉或不自觉地通过面部表情流露出其真实的心理情绪。
基于语音的情绪识别，语音是人类表达情绪的最直接方式。但要从语音的声学特征逆向反推出情绪的类别，目前可以借助一些语音服务平台完成对语义的理解，进而判断学生情绪，基于语音的情绪识别方法：首先采集学生的声学特征，如基频语调、声音力度、语速缓急和流利程度等，然后将这些特征与情绪分类***进行对照，从而判断说话者的情绪。
基于人体姿态的情绪识别：
人体在不同情绪下，身体的姿态会有不同的变化，如焦虑时可能抚摸头发，兴奋时手舞足蹈，恐惧时可能紧缩肩膀，紧张时身体处于不稳定状态，其他情绪状态身体姿态有些一般规律。
通过生理对情绪状态的识别，情绪变化会引起生理状态认为意志不可控的变化，通过生理信息的采集测量将较高精度的判断出学生的情绪。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有课堂环境中学生情绪识别方法及装置不能很好的通过学生的生理对情绪状态的识别，判断出学生的情绪的精度低。
现有技术中，不能通过生理对情绪状态的识别，情绪变化会引起生理状态认为意志不可控的变化，不能通过生理信息的采集测量将较高精度的判断出学生的情绪。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种课堂环境中学生情绪识别方法及装置。
本发明是这样实现的，一种课堂环境中学生情绪识别装置，所述课堂环境中学生情绪识别装置包括：
高清相机，用于采集学生表情信息及肢体行为信息；
麦克风，用于采集声音信息；
心率测试板，用于监测学生的心率数据；
桌面压力传感器，用于采集手部压力及动作信息；
地面压力毯，用于采集人体脚部的压力及动作信息；
座椅压力传感器，安装在座椅的座面，用于采集学生的坐姿信息；
位移传感器，安装在座椅的背部支撑，用于采集学生的微移动信息；
信息交互面板，用于采集学生在听课过程的笔记信息，通过笔迹内容分析学生对知识的掌握程度及在理结中存在的困惑。
进一步，所述信息交互面板还用于推送信息给学生对理解相关知识点过程中存在的困惑内容进行解释；汇总收集的图像、声音、心率、压力、坐姿信息，结合最终的随堂测试结果，分析最终学生的生理与图像及压力信息与最终学习成绩的结果的关系。
本发明的另一目的在于提供一种课堂环境中学生情绪识别方法包括：
采集学生表情信息及肢体行为信息；
采集声音信息；
监测学生的心率数据；
采集手部压力及动作信息；
采集人体脚部的压力及动作信息；
采集学生的坐姿信息；
采集学生的微移动信息；
采集学生在听课过程的笔记信息，通过笔迹内容分析学生对知识的掌握程度及在理结中存在的困惑；
推送信息给学生对理解相关知识点过程中存在的困惑内容进行解释；汇总收集的图像、声音、心率、压力、坐姿信息，结合最终的随堂测试结果，分析最终学生的生理与图像及压力信息与最终学习成绩的结果的关系。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述课堂环境中学生情绪识别方法的计算机程序。
本发明的另一目的在于提供一种搭载有上述计算机程序的计算机。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求3所述的课堂环境中学生情绪识别方法。
本发明的优点及积极效果为：
本发明是对课堂环境中，学生身体和情绪状态信息的获取与识别，通过采集图像、声音、人体姿态信息识别学生情绪状态。较高精度的判断出学生的情绪。
附图说明
图1是本发明实施例提供的课堂环境中学生情绪识别装置示意图。
图中：1、高清相机；2、麦克风；3、心率测试板；4、桌面压力传感器；5、地面压力毯；6、座椅压力传感器；7、位移传感器；8、信息交互面板。
图2是本发明实施例提供的课堂环境中学生情绪识别方法流程图。
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。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
图1，本发明实施例提供的课堂环境中学生情绪识别装置，
高清相机1采集学生表情信息及肢体行为信息，麦克风2采集声音信息，心率测试板3监测学生的心率数据，桌面压力传感器4采集手部压力及动作信息。
地面压力毯5用于采集人体脚部的压力及动作信息。
座椅压力传感器6,安装在座椅座面及背部支撑安装的位移传感器7用于采集人体的坐姿及微移动信息。
信息交互面板8用于采集学生在听课过程中采集学生的笔记信息，通过笔迹内容分析学生对知识的掌握程度及在理结中存在的困惑。可以通过信息交互面板，推送信息给学生对理解相关知识点过程中存在的困阔内容进行解释。汇总***收集的图像、声音、心率、压力、坐姿信息，结合最终的随堂测试结果，同一个实验测试对象在不同情况下的信息接收效果。
通过多个测试对象的信息收集汇总，以一学期为周期，分析最终学生的生理与图像及压力信息与最终学习成绩的结果分析。
图2是本发明实施例提供的课堂环境中学生情绪识别方法，包括：
S101：采集学生表情信息及肢体行为信息；采集声音信息；监测学生的心率数据；采集手部压力及动作信息；采集人体脚部的压力及动作信息；采集学生的坐姿信息；采集学生的微移动信息；采集学生在听课过程的笔记信息，通过笔迹内容分析学生对知识的掌握程度及在理结中存在的困惑；
S102：推送信息给学生对理解相关知识点过程中存在的困惑内容进行解释；汇总收集的图像、声音、心率、压力、坐姿信息，结合最终的随堂测试结果，分析最终学生的生理与图像及压力信息与最终学习成绩的结果的关系。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种课堂环境中学生情绪识别装置，其特征在于，所述课堂环境中学生情绪识别装置包括：
高清相机，用于采集学生表情信息及肢体行为信息；
麦克风，用于采集声音信息；
心率测试板，用于监测学生的心率数据；
桌面压力传感器，用于采集手部压力及动作信息；
地面压力毯，用于采集人体脚部的压力及动作信息；
座椅压力传感器，安装在座椅的座面，用于采集学生的坐姿信息；
位移传感器，安装在座椅的背部支撑，用于采集学生的微移动信息；
信息交互面板，用于采集学生在听课过程的笔记信息，通过笔迹内容分析学生对知识的掌握程度及在理结中存在的困惑。
2.如权利要求1所述的课堂环境中学生情绪识别装置，其特征在于，所述信息交互面板还用于推送信息给学生对理解相关知识点过程中存在的困惑内容进行解释；汇总收集的图像、声音、心率、压力、坐姿信息，结合最终的随堂测试结果，分析最终学生的生理与图像及压力信息与最终学习成绩的结果的关系。
3.一种如权利要求1所述课堂环境中学生情绪识别装置的课堂环境中学生情绪识别方法，其特征在于，所述课堂环境中学生情绪识别方法包括：
采集学生表情信息及肢体行为信息；
采集声音信息；
监测学生的心率数据；
采集手部压力及动作信息；
采集人体脚部的压力及动作信息；
采集学生的坐姿信息；
采集学生的微移动信息；
采集学生在听课过程的笔记信息，通过笔迹内容分析学生对知识的掌握程度及在理结中存在的困惑；
推送信息给学生对理解相关知识点过程中存在的困惑内容进行解释；汇总收集的图像、声音、心率、压力、坐姿信息，结合最终的随堂测试结果，分析最终学生的生理与图像及压力信息与最终学习成绩的结果的关系。
4.一种实现权利要求3所述课堂环境中学生情绪识别方法的计算机程序。
5.一种搭载有权利要求4所述计算机程序的计算机。
6.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求3所述的课堂环境中学生情绪识别方法。
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