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一种计算机控制教学设备


技术摘要:
本发明属于计算机控制教学技术领域,公开了一种计算机控制教学设备,所述计算机控制教学设备包括:教学视频采集模块、视频传输模块、中央控制模块、视频增强模块、教学质量评估模块、下载模块、存储模块、显示模块。本发明通过视频增强模块能够在增强图像质量的同时,  全部
背景技术:
教学是教师的教和学生的学所组成的一种人类特有的人才培养活动。通过这种活 动,教师有目的、有计划、有组织地引导学生学习和掌握文化科学知识和技能,促进学生素 质提高,使他们成为社会所需要的人。教学将传授的内容,经科学的选择,依据知识构成的 逻辑顺序和学生获得知识的认知规律编成教材,作为学生认识世界的媒体。这比起学生自 己选择,自发学习社会上散在的经验,无论其目标、内容、时间、效果都要优越得多。然而,现 有计算机控制教学设备采集的教学视频图像质量差;同时,不能准确客观的对教学质量进 行评估。 综上所述,现有技术存在的问题是:现有计算机控制教学设备采集的教学视频图 像质量差;同时,不能准确客观的对教学质量进行评估。
技术实现要素:
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种计算机控制教学设备。 本发明是这样实现的,一种计算机控制教学设备包括: 教学视频采集模块、视频传输模块、中央控制模块、视频增强模块、教学质量评估 模块、下载模块、存储模块、显示模块; 教学视频采集模块,与视频传输模块连接,用于通过摄像器采集教学视频; 视频传输模块,与教学视频采集模块、中央控制模块连接,用于通过数据传输设备 将教学视频传输到中央控制模块; 中央控制模块,与视频传输模块、视频增强模块、教学质量评估模块、下载模块、存 储模块、显示模块连接,用于通过主机控制各个模块正常工作; 视频增强模块,与中央控制模块连接,用于通过视频增强程序对采集的视频进行 增强处理; 教学质量评估模块,与中央控制模块连接,用于通过评估程序对教学视频进行评 估; 下载模块,与中央控制模块连接,用于通过下载程序对教学视频进行下载; 存储模块,与中央控制模块连接,用于通过存储器存储采集的教学视频、评估结 果; 显示模块,与中央控制模块连接,用于通过显示器显示采集的教学视频、评估结 果。 进一步,所述视频增强模块增强方法如下: (1)通过视频增强程序从视频当前位置获取第一预设帧数的连续图像; (2)检测所述第一预设帧数的连续图像中是否包括满足预设质量条件的基准图 4 CN 111597997 A 说 明 书 2/5 页 像; (3)若存在所述基准图像,则将所述第一预设帧数的连续图像中除基准图像外的 图像作为待重构图像,基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理。 进一步,所述图像重构处理包括: 将所述基准图像以及所述待重构图像输入至卷积神经网络,为所述基准图像提取 第一特征映射,并为所述待重构图像提取第二特征映射; 对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理,得到重构特征映 射; 基于所述重构特征映射得到重构图像,使用所述重构图像替换所述待重构图像。 进一步,所述对所述第一特征映射和所述第二特征映射进行加权叠加处理,具体 包括: 按照预设的比重系数,对所述第一特征映射以及所述第二特征映射进行加权处 理,且所述第一特征映射的比重系数大于所述第二特征映射的比重系数; 将进行了加权处理后的第一特征映射以及进行了加权处理后的第二特征映射进 行叠加。 进一步,所述在对所述待重构图像执行图像重构处理之后,还包括:将当前位置移 动第三预设帧数之后的位置,作为所述视频的新的当前位置;所述第三预设帧数小于或等 于所述第一预设帧数。 进一步,所述增强方法还包括:若所述第一预设帧数的连续图像中未包括满足预 设质量条件的基准图像,继续往后获取第二预设帧数的连续图像,直至找到满足所述预设 质量条件的基准图像,并将从当前位置起所获取的所有连续图像中除基准图像外的图像作 为待重构图像,基于所述基准图像对所述待重构图像执行图像重构处理。 进一步,所述教学质量评估模块评估方法如下: 1)实时录制授课老师与学生的教学场景,以生成教学视频; 2)按预设时间间隔对所述教学视频进行图像抽样,以得到多张教学图像; 3)判断所述教学图像中的所述学生是否处于低头状态,以计算所述教学图像中的 低头数量,并根据所述低头数量计算教学低头率; 4)将所述教学低头率与本地预存储的质量评估表进行匹配,以得到目标评估结 果。 进一步,所述判断所述教学图像中的所述学生是否处于低头状态的步骤包括: 分别获取所述学生的面部图像,并判断所述面部图像是否满足预设像素条件; 若是,则判定所述学生处于低头状态; 若否,则判定所述学生未处于低头状态。 进一步,所述判断所述面部图像是否满足预设像素条件的步骤包括: 根据预设像素框对所述面部图像进行图像分割,以得到多个分割图像; 获取所述分割图像中所有像素点的像素值,并对获取到的所述像素值进行均值计 算,以得到像素平均值; 判断所述像素平均值是否大于像素阈值; 当判断到所述像素平均值大于所述像素阈值时,对对应所述分割图像进行图像标 5 CN 111597997 A 说 明 书 3/5 页 记; 判断所述面部图像中携带的所述图像标记的数量是否大于数量阈值; 若是,则判定所述面部图像满足所述预设像素条件; 若否,则判定所述面部图像未满足所述预设像素条件。 进一步,所述判断所述面部图像是否满足预设像素条件的步骤之后,所述方法还 包括: 当判断到所述面部图像满足所述预设像素条件时,获取所述面部图像的相邻图 像,并判断所述相邻图像是否均满足所述预设像素条件; 若否,则判定所述面部图像未满足所述预设像素条件。 进一步,所述根据所述低头数量计算教学低头率的步骤包括: 获取所述教学场景中的学生数量,并计算所述低头数量与所述学生数量的商,以 得到所述教学低头率。 本发明的优点及积极效果为:本发明通过视频增强模块从当前位置获取第一预设 帧数的连续图像,然后从获得的连续图像中,检测是否包括满足预设质量条件的基准图像; 若存在基准图像,则基于该基准图像,对所获取的连续图像中的其他图像进行图像重构处 理,也即能够基于质量较高的图像对质量较低的图像进行重构,因而对于本身质量较差的 图像而言,重构后的图像会在很大程度上受到质量较高的图像的影响,能够大幅提升图像 质量,满足用户的使用需求;另一方面,本申请实施例所提供的视频图像质量增强方法、装 置以及视频画质增强方法,能够在增强图像质量的同时,使得连续不同图像之间的差异较 小,过度较为平滑,提高用户感受;同时,通过教学质量评估模块采用自动、公平且有效的计 算方式进行教师的教学质量评估,以弥补现有的教学质量评估方法过于主观意识的缺陷。 附图说明 图1是本发明实施例提供的计算机控制教学设备结构框图。 图中:1、教学视频采集模块;2、视频传输模块;3、中央控制模块;4、视频增强模块; 5、教学质量评估模块;6、下载模块;7、存储模块;8、显示模块。
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