一种基于人脸识别技术的智慧教室的制作方法

本发明涉及智慧教室技术领域，特别涉及一种基于人脸识别技术的智慧教室。

背景技术：

从小学生到大学生，无论哪个阶段的学生，在上课时总是会有一些学生上课不认真听课或是迟到早退，这给老师授课带来了很多的麻烦，分散老师的注意力，打断了老师的授课思路，进而影响其他学生的学习，并且对于人数较多学生的课堂来说，老师更是管理不过来，从而导致授课质量严重下降。

因此，发明一种基于人脸识别技术的智慧教室来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于人脸识别技术的智慧教室，通过利用摄像头监控学生以及老师的考勤，并且与人脸识别模块相配合使用，实时监控学生的上课情况，并且位置定位模块将教室内的座位位置以及数量制成可编辑的平面座位表，级别分类模块将学生不学习情况进行分等级，并通过座位表显示模块将不学习学生位置进行填充颜色，并且根据该学生被监测到的次数和等级进行不断加重颜色，在颜色稍深时，频闪提示模块使此学生位置上频闪，老师立即纠正学生，并在课程结束时，老师可以根据颜色深度将学生单独教育，避免学生一堂课中犯多次小错误，另外一次或两次小错误老师可以原谅，即座位表上位置颜色浅时老师可以不予理会，避免影响上课，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于人脸识别技术的智慧教室，包括中央处理器，所述中央处理器输入端设有语音识别模块、摄像机、数据录入模块和请假录入模块，所述中央处理器输出端设有终端、位置定位模块和人脸识别模块，所述人脸识别模块连接端设有图像数据库，所述位置定位模块和人脸识别模块输出端设有级别分类模块，所述级别分类模块输出端设有自动通知模块、数据统计模块、频闪提示模块和座位表显示模块，所述自动通知模块连接端设有学生资料数据库，所述数据统计模块输入端设有定时清理模块以及输出端设有图表显示模块，所述图表显示模块输出端与中央处理器输入端连接；

所述数据录入模块用于通过教室内电脑将每个学生的姓名和头像录入，并经中央处理器发送给位置定位模块，使每个学生的姓名和头像对应在其座位上；

所述请假录入模块用于将请假的学生姓名录入，并经中央处理器发送给位置定位模块和人脸识别模块；

所述位置定位模块用于将教室内的座位位置以及数量制成可编辑的平面座位表，并且接收显示中央处理器发送的每个位置的学生姓名和头像以及在座位表上标注请假学生的位置、学生姓名和头像；

所述人脸识别模块用于利用人脸识别技术识别学生及教师的人脸，并与图像数据库内的图片进行对比分析，确定未请假学生的座位无人时，发送学生缺席信息给级别分类模块，用于考勤以及课堂上监督学生是否认真听课；

所述图像数据库用于存储学生走神或是做其他与学习无关的动作时的表情图片；

所述级别分类模块用于根据人脸识别模块判断出的学生面部表情进行分等级，等级由小到大，分别与学生不学习的严重情况对等，并且根据学生不学习的情况等级，分别将报警信息发送给频闪提示模块和座位表显示模块，并且将接收到的学生缺席信息发送给自动通知模块，将分好的等级信息发送给数据统计模块；

所述自动通知模块用于接收级别分类模块发送的学生缺席的信息，从而能够通过短信、qq或是微信的方式自动通知学生以及学生家长，避免老师通知影响授课，以及占用他人的学习时间；

所述数据统计模块内部包括多个小数据库，每个学生都有一个小数据库存储自己的不学习的等级信息，所述数据统计模块用于将级别分类模块发送的不学习的学生等级对应到每个学生的小数据库内，进行记录，避免记录混乱；

所述频闪提示模块用于将不学习情况严重的学生所在座位表上的位置频闪显示，便于提醒老师赶紧纠正学生，让学生认真听课；

所述座位表显示模块用于根据将学生不学习的等级在其对应的座位表位置上进行填充颜色，并且根据该学生被监测到的次数和等级进行不断加重颜色；

所述学生资料数据库用于将存储学生和其父母的姓名、电话、微信账号或是qq账号；

所述定时清理模块用于将定时清理数据统计模块内的数据，时间可以为一个月或是一个学期；

所述图表显示模块用于将接收数据统计模块发送的每个学生的不学习登记记录，并进行统计并绘制成文字和图表。

优选的，所述语音识别模块包括语音识别器和声纹识别器，所述教室讲台上设有语音入口。

优选的，所述摄像机安装于教室内部，所述摄像机内部设有截图单元和图片发送单元，所述截图单元用于将摄像机拍摄的视频进行截图，所述图片发送单元用于将截图图片发送至中央处理器。

优选的，所述终端具体为老师的手机或电脑，可以通过中央处理器将学生的上课情况发送至老师的手机或是电脑上。

优选的，所述自动通知模块通过局域网与学生终端以及学生家长终端连接。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明利用摄像头监控学生以及老师的考勤，并且与人脸识别模块相配合使用，实时监控学生的上课情况，并且位置定位模块将教室内的座位位置以及数量制成可编辑的平面座位表，级别分类模块将学生不学习情况进行分等级，并通过座位表显示模块将不学习学生位置进行填充颜色，并且根据该学生被监测到的次数和等级进行不断加重颜色，在颜色稍深时，频闪提示模块使此学生位置上频闪，老师立即纠正学生，并在课程结束时，老师可以根据颜色深度将学生单独教育，避免学生一堂课中犯多次小错误，另外一次或两次小错误老师可以原谅，即座位表上位置颜色浅时老师可以不予理会，避免影响上课；

2、自动通知模块接收级别分类模块发送的学生缺席的信息，从而能够通过短信、qq或是微信的方式自动通知学生以及学生家长，避免老师通知影响授课，以及占用他人的学习时间；

3、图表显示模块将接收数据统计模块发送的每个学生的不学习登记记录，并进行统计并绘制成可读性较强的文字和图表，便于老师以及家长观看，方便根据每个学生的不同情况教育学生；

4、数据统计模块内部包括多个小数据库，每个学生都有一个小数据库存储自己的不学习的等级信息，数据统计模块能够将级别分类模块发送的不学习的学生等级对应到每个学生的小数据库内，进行记录，避免记录混乱；

5、通过请假录入模块将请假的学生姓名录入，并经中央处理器发送给位置定位模块和人脸识别模块，使人脸识别模块无需识别此位置学生，避免没有提前设置导致不断报警以及通知学生及其家长。

附图说明

图1为本发明的整体系统结构示意图。

图2为本发明的语音识别模块结构示意图。

图中：1中央处理器、2语音识别模块、3摄像机、4数据录入模块、5请假录入模块、6终端、7位置定位模块、8人脸识别模块、9图像数据库、10级别分类模块、11自动通知模块、12数据统计模块、13频闪提示模块、14座位表显示模块、15学生资料数据库、16定时清理模块、17图表显示模块。

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。

实施例1：

根据图1所示的一种基于人脸识别技术的智慧教室，包括中央处理器1，所述中央处理器1输入端设有语音识别模块2、摄像机3、数据录入模块4和请假录入模块5，所述中央处理器1输出端设有终端6、位置定位模块7和人脸识别模块8，所述终端6具体为老师的手机或电脑，可以通过中央处理器1将学生的上课情况发送至老师的手机或是电脑上，所述人脸识别模块8连接端设有图像数据库9，所述位置定位模块7和人脸识别模块8输出端设有级别分类模块10，所述级别分类模块10输出端设有自动通知模块11、数据统计模块12、频闪提示模块13和座位表显示模块14，所述自动通知模块11连接端设有学生资料数据库15，所述数据统计模块12输入端设有定时清理模块16以及输出端设有图表显示模块17，所述图表显示模块17输出端与中央处理器1输入端连接；

所述数据录入模块4用于通过教室内电脑将每个学生的姓名和头像录入，并经中央处理器1发送给位置定位模块7，使每个学生的姓名和头像对应在其座位上；

所述请假录入模块5用于将请假的学生姓名录入，并经中央处理器1发送给位置定位模块7和人脸识别模块8；

所述位置定位模块7用于将教室内的座位位置以及数量制成可编辑的平面座位表，并且接收显示中央处理器1发送的每个位置的学生姓名和头像以及在座位表上标注请假学生的位置、学生姓名和头像；

所述人脸识别模块8用于利用人脸识别技术识别学生及教师的人脸，并与图像数据库9内的图片进行对比分析，用于考勤以及课堂上监督学生是否认真听课；

所述图像数据库9用于存储学生走神或是做其他与学习无关的动作时的表情图片；

所述级别分类模块10用于根据人脸识别模块8判断出的学生面部表情进行分等级，等级由小到大，分别与学生不学习的严重情况对等，并且根据学生不学习的情况等级，分别将报警信息发送给频闪提示模块13和座位表显示模块14，并且将接收到的学生缺席信息发送给自动通知模块11，将分好的等级信息发送给数据统计模块12；

所述自动通知模块11用于接收级别分类模块10发送的学生缺席的信息，从而能够通过短信、qq或是微信的方式自动通知学生以及学生家长，避免老师通知影响授课，以及占用他人的学习时间；

所述数据统计模块12内部包括多个小数据库，每个学生都有一个小数据库存储自己的不学习的等级信息，所述数据统计模块12用于将级别分类模块10发送的不学习的学生等级对应到每个学生的小数据库内，进行记录，避免记录混乱；

所述频闪提示模块13用于将不学习情况严重的学生所在座位表上的位置频闪显示，便于提醒老师赶紧纠正学生，让学生认真听课；

所述座位表显示模块14用于根据将学生不学习的等级在其对应的座位表位置上进行填充颜色，并且根据该学生被监测到的次数和等级进行不断加重颜色，在颜色稍深时，老师立即纠正学生，并在课程结束时，老师可以根据颜色深度将学生单独教育，避免学生一堂课中犯多次小错误，另外一次或两次小错误老师可以原谅，即座位表上位置颜色浅时老师可以不予理会，避免影响上课；

所述学生资料数据库15用于将存储学生和其父母的姓名、电话、微信账号或是qq账号；

所述定时清理模块16用于将定时清理数据统计模块12内的数据，时间可以为一个月或是一个学期；

所述图表显示模块17用于将接收数据统计模块12发送的每个学生的不学习登记记录，并进行统计并绘制成可读性较强的文字和图表，便于老师以及家长观看，方便根据每个学生的不同情况教育学生。

通过利用摄像头监控学生以及老师的考勤，并且与人脸识别模块8相配合使用，实时监控学生的上课情况，并且位置定位模块7将教室内的座位位置以及数量制成可编辑的平面座位表，级别分类模块10将学生不学习情况进行分等级，并通过座位表显示模块14将不学习学生位置进行填充颜色，并且根据该学生被监测到的次数和等级进行不断加重颜色，在颜色稍深时，频闪提示模块13使此学生位置上频闪，老师立即纠正学生，并在课程结束时，老师可以根据颜色深度将学生单独教育，避免学生一堂课中犯多次小错误，另外一次或两次小错误老师可以原谅，即座位表上位置颜色浅时老师可以不予理会，避免影响上课。

实施例2：

根据图2所示的一种基于人脸识别技术的智慧教室，所述语音识别模块2包括语音识别器和声纹识别器，所述教室讲台上设有语音入口；

所述摄像机3安装于教室内部，所述摄像机3内部设有截图单元和图片发送单元，所述截图单元用于将摄像机3拍摄的视频进行截图，所述图片发送单元用于将截图图片发送至中央处理器1；

所述自动通知模块11通过局域网与学生终端以及学生家长终端连接。

本发明工作原理：

参照说明书附图1，使用时，在教室内电脑先通过数据录入模块4将每个学生的姓名和头像录入，并经中央处理器1发送给位置定位模块7，使每个学生的姓名和头像对应在其座位上，老师通过请假录入模块5将请假的学生姓名录入，并经中央处理器1发送给位置定位模块7和人脸识别模块8，位置定位模块7将教室内的座位位置以及数量制成可编辑的平面座位表，并且接收显示中央处理器1发送的每个位置的学生姓名和头像以及在座位表上标注请假学生的位置、学生姓名和头像；

在上课时，人脸识别模块8利用人脸识别技术识别学生及教师的人脸，并与图像数据库9内的图片进行对比分析，用于考勤以及课堂上监督学生是否认真听课，级别分类模块10根据人脸识别模块8判断出的学生面部表情进行分等级，等级由小到大，分别与学生不学习的严重情况对等，并且根据学生不学习的情况等级，分别将报警信息发送给频闪提示模块13和座位表显示模块14，并且将接收到的学生缺席信息发送给自动通知模块11，将分好的等级信息发送给数据统计模块12；

数据统计模块12内部包括多个小数据库，每个学生都有一个小数据库存储自己的不学习的等级信息，数据统计模块12能够将级别分类模块10发送的不学习的学生等级对应到每个学生的小数据库内，进行记录，避免记录混乱；

座位表显示模块14根据将学生不学习的等级在其对应的座位表位置上进行填充颜色，并且根据该学生被监测到的次数和等级进行不断加重颜色，在颜色稍深时，频闪提示模块13使此学生位置上频闪，老师立即纠正学生，并在课程结束时，老师可以根据颜色深度将学生单独教育，避免学生一堂课中犯多次小错误，另外一次或两次小错误老师可以原谅，即座位表上位置颜色浅时老师可以不予理会，避免影响上课；

图表显示模块17将接收数据统计模块12发送的每个学生的不学习登记记录，并进行统计并绘制成可读性较强的文字和图表，便于老师以及家长观看，方便根据每个学生的不同情况教育学生；

自动通知模块11接收级别分类模块10发送的学生缺席的信息，从而能够通过短信、qq或是微信的方式自动通知学生以及学生家长，避免老师通知影响授课，以及占用他人的学习时间；

参照说明书附图2，通过语音识别模块2的设置，语音识别器和声纹识别器能够辨别老师的声纹以及老师说话的内容，挡风老师让同学读书或是站立回答问题等情况下，通过中央处理器1向人脸识别模块8发送信息，此时人脸识别模块8根据回答问题或是读书时的面部图片进行识别，从而判断学生是否在认真读书或是回答问题。

最后应说明的是：以上所述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。