一种用于课堂教学的定位方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多媒体电教化技术领域，尤其涉及一种用于课堂教学的定位方法及装置。
【背景技术】
[0002]目前，全自动录播系统在课堂教学中应用的越来越广泛。全自动录播系统能够不需要人工干预，在录制全过程中自动对老师和学生的运动状态进行检测、定位、跟踪和导播。全自动录播系统一般采用在教室学生区域前部两侧安装两路摄像机的设计，应用双目视觉图像分析算法自动识别学生站起并定位学生位置，从而引导录播摄像机捕捉清晰完整的学生站起回答问题的影像。但是，很多教学录制现场布局为一面开窗，安装两路学生检测摄像机的设计很难实现。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于课堂教学的定位方法及装置，仅使用安装在教室中学生区域前侧的一个摄像机，简化了操作。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]第一方面，本发明实施例提供了一种用于课堂教学的定位方法，包括:采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息；根据所述人体头部宽度信息，由预先设定的摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息与摄像装置距离人体头部的距离信息的对应关系获得人体头部距离摄像装置的距离信息；根据所述人体头部距离摄像装置的距离信息，以及所述摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角，计算人体的空间位置。
[0006]在上述实施例中，所述采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，具体包括:根据特征检测方法，获得人体头部区域；计算所述人体头部区域的包络线；根据所述人体头部区域的包络线，计算人体头部的宽度信息。
[0007]在上述实施例中，所述特征检测方法包括:帧差法或者光流法。
[0008]在上述实施例中，在所述采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息之前，还包括:检测人体的起立动作。
[0009]在上述实施例中，所述根据所述人体头部距离摄像装置的距离信息，以及所述摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角，计算人体的空间位置，具体包括:根据人体头部距离摄像装置的距离信息D，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角Z A，利用公SL = D*cos Z A，及H = D*sin Z A，分别计算得到人体距离摄像装置的距离L及人体的高度H。
[0010]第二方面，本发明实施例提供了一种用于课堂教学的定位装置，包括:采集装置、获得装置和计算装置，其中:所述采集装置，用于采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息；所述获得装置，用于根据所述人体头部宽度信息，由预先设定的摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息与摄像装置距离人体头部的距离信息的对应关系获得人体头部距离摄像装置的距离信息；所述计算装置，用于根据所述人体头部距离摄像装置的距离信息，以及所述摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角，计算人体的空间位置。
[0011]在上述实施例中，所述采集装置，具体用于:根据特征检测方法，获得人体头部区域；计算所述人体头部区域的包络线；根据所述人体头部区域的包络线，计算人体头部的宽度信息。
[0012]在上述实施例中，所述采集装置，具体用于:根据帧差法或者光流法，获得人体头部区域；计算所述人体头部区域的包络线；根据所述人体头部区域的包络线，计算人体头部的宽度信息。
[0013]在上述实施例中，所述用于课堂教学的定位装置还包括检测装置，所述检测装置用于，在所述采集装置采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息之前，检测人体的起立动作。
[0014]在上述实施例中，所述计算装置，具体用于:根据人体头部距离摄像装置的距离信息D，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角Z A，利用公式L = D*cos Z A，及H=D*sin Z A，分别计算得到人体距离摄像装置的距离L及人体的高度H。
[0015]本发明实施例提供了一种用于课堂教学的定位方法及装置，通过采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息；根据所述人体头部宽度信息，由预先设定的摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息与摄像装置距离人体头部的距离信息的对应关系获得人体头部距离摄像装置的距离信息；根据所述人体头部距离摄像装置的距离信息，以及所述摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角，计算人体的空间位置。这样一来，仅使用安装在教室中学生区域前侧的一个摄像机，便可以得到学生起立的具体空间位置，解决了很多教学课堂由于一面开窗而不便安装两路摄像机的问题，降低了成本，提高了用户体验。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例提供的一种用于课堂教学的定位方法的流程示意图；
[0017]图2为本发明实施例提供的摄像装置与人体头部的位置关系示意图；
[0018]图3为本发明实施例提供的一种用于课堂教学的定位装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]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。
[0020]图1为本发明实施例提供的一种用于课堂教学的定位方法的流程示意图，该方法包括:
[0021]SlOl:采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息；
[0022]需要说明的是，摄像装置包括安装在教室中学生区域前侧的一个摄像机，当然，摄像装置还可以包括其他可以进行摄像的移动终端，本发明实施例对此不做具体限制。
[0023]需要说明的是，图2为本发明实施例提供的摄像装置与人体头部的位置关系示意图，参考图2所示，B为人体头部的位置，C为摄像装置的位置，摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角为Z A0
[0024]示例性地，采集摄像装置获取的画面中人体头部的宽度信息，具体包括:根据特征检测方法，获得人体头部区域；计算人体头部区域的包络线；根据人体头部区域的包络线，计算人体头部的宽度信息。
[0025]优选地，特征检测方法包括:帧差法或者光流法。
[0026]需要说明的是，特征检测方法用于从背景图像中提取目标信息，包括很多算法，本发明实施例对特征检测方法的选择不做具体限制。
[0027]示例性地，在采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息之前，还包括:检测人体的起立动作。
[0028]S102:根据人体头部宽度信息，由预先设定的摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息与摄像装置距离人体头部的距离信息的对应关系获得人体头部距离摄像装置的距离信息；
[0029]需要补充的是，摄像装置获取图像中的人体头部宽度，与摄像装置距离人体头部的距离成反比，即摄像装置获取图像中的人体头部宽度越大，摄像装置距离人体头部的距离越小。
[0030]S103:根据人体头部距离摄像装置的距离信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角，计算人体的空间位置。
[0031]示例性地，根据人体头部距离摄像装置的距离信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角，计算人体的空间位置，具体包括:根据人体头部距离摄像装置的距离信息D，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角Z A，利用公式L = D*cos Z A，及H = D*sin Z A，分别计算得到人体距离摄像装置的距离L及人体的高度H。
[0032]需要补充的是，根据人体头部距离摄像装置的距离信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角，获得人体距离摄像装置的距离及人体的高度，进而获得人体的空间位置。
[0033]综上所述，本发明实施例提供了一种用于课堂教学的定位方法，通过采集摄像装置获取图像中的人体头部宽度信息，以及摄像装置与人体头部的连线和水平面的夹角信息；根据人体头部宽度信息，由预先设