CN109448470A - 一种在线课堂智能互动装置 - Google Patents

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杜武平
黄敦笔
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Abstract

本发明公开了一种在线课堂智能互动装置，包括课堂端互动设备、教师端互动设备、智能处理装置、信号获取模块、人工智能处理模块、结构化数据输出模块、人脸识别单元、举手识别单元和站立识别单元，所述课堂端互动设备通过网络与教师端互动设备相连接，采集各自的声音、视觉传感信号，经过编码和复合处理形成多媒体流发送至对端播放和展现，所述智能处理装置同课堂端互动设备和教师端互动设备建立网络连接。该在线课堂智能互动装置设置有在远程教学在线课堂中老师和学生彼此陌生或者老师无法记清楚学生姓名的情况下老师可知晓举手学生或者站立学生的姓名，从而可和他进行更一步的实时互动，拉近彼此，让异地不再是距离。

Description

一种在线课堂智能互动装置
技术领域
本发明涉及数据通信相关设备技术领域，具体为一种在线课堂智能互动装置。
背景技术
随着互联网的发展，远程教育教学越来越普遍。直播互动教学是远程教育现有技术的典型代表，老师端依据视觉传感器把教学内容传给远端的课堂，课堂端依据视觉传感器把课堂画面传给老师，以此***实现异地教学。对于类似兴趣班、培训班或者外教课的远程教学来说，由于报名参加的学生生源及老师资源是动态变化的，老师和学生相互之间的彼此不熟悉和不了解，另外，班级课堂中学生人数众多，老师很难一一叫出学生名字，这样导致了老师和学生之间互动的亲近感不强和互动效果不理想，因此市面上迫切需要能改进在线课堂智能互动装置结构的技术，来完善此设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线课堂智能互动装置，以解决上述背景技术提出的目前市场上的现有技术远程教学在线课堂老师和学生之间异地互动效果不理想、亲近感不强等一些痛点的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在线课堂智能互动装置，包括课堂端互动设备、教师端互动设备、智能处理装置、信号获取模块、人工智能处理模块、结构化数据输出模块、人脸识别单元、举手识别单元和站立识别单元，所述课堂端互动设备通过网络与教师端互动设备相连接，采集各自的声音、视觉传感信号，经过编码和复合处理形成多媒体流发送至对端播放和展现，其中；
所述智能处理装置同课堂端互动设备和教师端互动设备建立网络连接，智能处理装置分别获取课堂端互动设备和教师端互动设备产生的多媒体流经人工智能处理模块处理对应生成结构化数据发送至对端，对应终端设备获取和解析结构化数据，和实时互动的多媒体内容叠加渲染和输出；
所述智能处理装置包括信号获取模块、人工智能处理模块和结构化数据输出模块，所述信号获取模块负责获取多媒体流及解复用处理成音频、视频信号，所述人工智能处理模块包括人脸识别单元、举手识别单元和站立识别单元等，视频信号输入到人工智能处理模块，举手识别单元和站立识别单元计算和处理产生当前课堂场景学生是否存在有举手和站立的情况，若存在举手和站立的学生，则把举手和站立学生的图像区域数据送至人脸识别单元进行人脸识别处理，识别计算当前举手和站立的学生是谁，结构化数据输出模块最终输出当前课堂序列视频中是否存在举手或者站立情况、举手或者站立学生相对于整张图像中的区域坐标和对应举手或者站立学生是谁等结构化数据信息。
优选的，所述结构化数据信息发送至教师端互动设备，且教师端互动设备端获取结构化数据信息，解析对应字段和视频图像叠加渲染和展示。
优选的，所述采用结构化数据和视频流，实现当前课堂举手或者站立等较活跃互动场面进行精彩瞬间图片抓拍和视频录制。
优选的，所述智能处理装置采用基于深度学***台实现和加持。
优选的，所述智能处理装置输出地结构化数据信息是以PROTOBUF或者JSON串等序列化技术方法实现。
优选的，所述人脸识别单元包括人脸检测、人脸特征值计算、人脸比对和学生底库管理等模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该在线课堂智能互动装置：
1.设置有在远程教学在线课堂中老师和学生彼此陌生或者老师无法记清楚学生姓名的情况下老师可知晓举手学生或者站立学生的姓名，从而可和他进行更一步的实时互动，拉近彼此，让异地不再是距离；
2.设置有实现当前课堂举手或者站立等较活跃互动场面进行精彩瞬间图片抓拍和视频录制，用于表征课堂的不同活跃程度和评估教师的教学质量，以及用于教务***和活跃学生的家长进行有效的交流和价值分享；
3.设置有提升在线课堂的品牌价值，促进营业额创收。
附图说明
图1为本发明智能互动装置结构示意图；
图2为本发明智能处理装置结构示意图。
图中：1、课堂端互动设备，2、教师端互动设备，3、智能处理装置，4、信号获取模块，5、人工智能处理模块，6、结构化数据输出模块，7、人脸识别单元，8、举手识别单元，9、站立识别单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种在线课堂智能互动装置，包括课堂端互动设备1、教师端互动设备2、智能处理装置3、信号获取模块4、人工智能处理模块5、结构化数据输出模块6、人脸识别单元7、举手识别单元8和站立识别单元9，所述课堂端互动设备1通过网络与教师端互动设备2相连接，采集各自的声音、视觉传感信号，经过编码和复合处理形成多媒体流发送至对端播放和展现，所述结构化数据信息发送至教师端互动设备2，且教师端互动设备2端获取结构化数据信息，解析对应字段和视频图像叠加渲染和展示，以此教师可看到课堂远端当前谁举手或者站立，从而和学生进一步互动，比如叫出当前举手学生的姓名回答课堂问题，其中；
所述智能处理装置3同课堂端互动设备1和教师端互动设备2建立网络连接，智能处理装置3分别获取课堂端互动设备1和教师端互动设备2产生的多媒体流经人工智能处理模块5处理对应生成结构化数据发送至对端，对应终端设备获取和解析结构化数据，和实时互动的多媒体内容叠加渲染和输出；
所述智能处理装置3包括信号获取模块4、人工智能处理模块5和结构化数据输出模块6，所述智能处理装置3采用基于深度学***台实现和加持，所述智能处理装置3输出地结构化数据信息是以PROTOBUF或者JSON串等序列化技术方法实现，所述信号获取模块4负责获取多媒体流及解复用处理成音频、视频信号，所述人工智能处理模块5包括人脸识别单元7、举手识别单元8和站立识别单元9等，视频信号输入到人工智能处理模块5，所述采用结构化数据和视频流，实现当前课堂举手或者站立等较活跃互动场面进行精彩瞬间图片抓拍和视频录制，用于表征课堂的不同活跃程度和评估教师的教学质量，以及用于教务***和活跃学生的家长进行有效的交流和价值分享，举手识别单元8和站立识别单元9计算和处理产生当前课堂场景学生是否存在有举手和站立的情况，若存在举手和站立的学生，则把举手和站立学生的图像区域数据送至人脸识别单元7进行人脸识别处理，所述人脸识别单元7包括人脸检测、人脸特征值计算、人脸比对和学生底库管理等模块。上课前当前课堂地人脸照片和姓名等信息采集和录入到学生底库中，学生底库管理是以数据库管理***实现，具体如Oracle、MySQL、SQLServer、DB2、SyBase、Redis、LMDB和LevelDB等，识别计算当前举手和站立的学生是谁，结构化数据输出模块6最终输出当前课堂序列视频中是否存在举手或者站立情况、举手或者站立学生相对于整张图像中的区域坐标和对应举手或者站立学生是谁等结构化数据信息。
工作原理：在使用该在线课堂智能互动装置时，首先需要对该在线课堂智能互动装置进行一个简单的了解，该在线课堂智能互动装置在使用时有两种实施方式，其一：一种在线课堂智能互动***，包括至少一个课堂端互动设备1、一个教师端互动设备2和智能处理装置3，课堂端互动设备1通过网络与教师端互动设备相连接2，采集各自的声音、视觉传感信号，经过编码和复合处理形成多媒体流发送至对端播放和展现，而智能处理装置3同课堂端互动设备1和教师端互动设备2建立网络连接，智能处理装置3分别获取课堂端互动设备1和教师端互动设备2产生的多媒体流经人工智能处理模块处理对应生成结构化数据发送至对端，对应终端设备获取和解析结构化数据，和实时互动的多媒体内容叠加渲染和输出；其二：一种在线课堂智能处理装置包括信号获取模块4、人工智能处理模块5和结构化数据输出模块6，信号获取模块4负责获取多媒体流及解复用处理成音频、视频信号，人工智能处理模块5包括人脸识别单元7、举手识别单元8和站立识别单元9等，视频信号输入到人工智能处理模块5，举手识别单元7和站立识别单元9计算和处理产生当前课堂场景学生是否存在有举手和站立的情况，若存在举手和站立的学生，则把举手和站立学生的图像区域数据送至人脸识别单元进行人脸识别处理，识别计算当前举手和站立的学生是谁，结构化数据输出模块6最终输出当前课堂序列视频中是否存在举手或者站立情况、举手或者站立学生相对于整张图像中的区域坐标和对应举手或者站立学生是谁等结构化数据信息，这就是该装置的工作流程，本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
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。

Claims (6)

1.一种在线课堂智能互动装置，包括课堂端互动设备(1)、教师端互动设备(2)、智能处理装置(3)、信号获取模块(4)、人工智能处理模块(5)、结构化数据输出模块(6)、人脸识别单元(7)、举手识别单元(8)和站立识别单元(9)，其特征在于：所述课堂端互动设备(1)通过网络与教师端互动设备(2)相连接，采集各自的声音、视觉传感信号，经过编码和复合处理形成多媒体流发送至对端播放和展现，其中；
所述智能处理装置(3)同课堂端互动设备(1)和教师端互动设备(2)建立网络连接，智能处理装置(3)分别获取课堂端互动设备(1)和教师端互动设备(2)产生的多媒体流经人工智能处理模块(5)处理对应生成结构化数据发送至对端，对应终端设备获取和解析结构化数据，和实时互动的多媒体内容叠加渲染和输出；
所述智能处理装置(3)包括信号获取模块(4)、人工智能处理模块(5)和结构化数据输出模块(6)，所述信号获取模块(4)负责获取多媒体流及解复用处理成音频、视频信号，所述人工智能处理模块(5)包括人脸识别单元(7)、举手识别单元(8)和站立识别单元(9)等，视频信号输入到人工智能处理模块(5)，举手识别单元(8)和站立识别单元(9)计算和处理产生当前课堂场景学生是否存在有举手和站立的情况，若存在举手和站立的学生，则把举手和站立学生的图像区域数据送至人脸识别单元(7)进行人脸识别处理，识别计算当前举手和站立的学生是谁，结构化数据输出模块(6)最终输出当前课堂序列视频中是否存在举手或者站立情况、举手或者站立学生相对于整张图像中的区域坐标和对应举手或者站立学生是谁等结构化数据信息。
2.根据权利要求1所述的一种在线课堂智能互动装置，其特征在于：所述结构化数据信息发送至教师端互动设备(2)，且教师端互动设备(2)端获取结构化数据信息，解析对应字段和视频图像叠加渲染和展示。
3.根据权利要求1所述的一种在线课堂智能互动装置，其特征在于：所述采用结构化数据和视频流，实现当前课堂举手或者站立等较活跃互动场面进行精彩瞬间图片抓拍和视频录制。
4.根据权利要求1所述的一种在线课堂智能互动装置，其特征在于：所述智能处理装置(3)采用基于深度学***台实现和加持。
5.根据权利要求1所述的一种在线课堂智能互动装置，其特征在于：所述智能处理装置(3)输出地结构化数据信息是以PROTOBUF或者JSON串等序列化技术方法实现。
6.根据权利要求1所述的一种在线课堂智能互动装置，其特征在于：所述人脸识别单元(7)包括人脸检测、人脸特征值计算、人脸比对和学生底库管理等模块。
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