本發(fā)明屬于信息化遠(yuǎn)程教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)程情感教學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
情感能力是人類智能的重要標(biāo)志，情感的缺失會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。情感計(jì)算機(jī)技術(shù)是和諧人機(jī)交互與人工智能領(lǐng)域中新的研究方向。在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中應(yīng)用情感計(jì)算理論與技術(shù)，可以進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育的功能，幫助教師監(jiān)測遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者的情感變化，調(diào)整教學(xué)策略和方法，實(shí)時(shí)給予學(xué)習(xí)者情感的反饋，使教學(xué)質(zhì)量達(dá)到最佳。
人臉識(shí)別，是基于人的臉部特征信息進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)。用攝像機(jī)或攝像頭采集含有人臉的圖像或視頻流，并自動(dòng)在圖像中檢測和跟蹤人臉，進(jìn)而對(duì)檢測到的人臉進(jìn)行臉部的一系列相關(guān)技術(shù)，通常也叫做人像識(shí)別、面部識(shí)別。
微表情，是心理學(xué)名詞。人們通過做一些表情把內(nèi)心感受表達(dá)給對(duì)方看，在人們做的不同表情之間，或是某個(gè)表情里，臉部會(huì)“泄露”出其它的信息?！拔⒈砬椤弊疃炭沙掷m(xù)1/25秒，雖然一個(gè)下意識(shí)的表情可能只持續(xù)一瞬間，但這種特性，很容易暴露情緒。當(dāng)面部在做某個(gè)表情時(shí)，這些持續(xù)時(shí)間極短的表情會(huì)突然一閃而過，而且有時(shí)表達(dá)相反的情緒。“微表情”一閃而過，通常甚至清醒的作表情的人和觀察者都察覺不到。在實(shí)驗(yàn)里，只有10%的人察覺到。比起人們有意識(shí)做出的表情，“微表情”更能體現(xiàn)人們真實(shí)的感受和動(dòng)機(jī)。
在人面識(shí)別的基礎(chǔ)上再結(jié)合“微表情”的進(jìn)行人面分析，利用計(jì)算機(jī)的高速捕捉和計(jì)算能力能更好地識(shí)別和分析出人的微表情變化，從而可以判斷出分析對(duì)象的情感。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于現(xiàn)有技術(shù)存在上述問題，本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)程情感教學(xué)系統(tǒng)，其包括圖像采集模塊、顏色分析模塊、像素統(tǒng)計(jì)模塊、特征點(diǎn)分析模塊、建模模塊、數(shù)據(jù)庫、情緒分析模塊、大數(shù)據(jù)處理模塊、教師客戶端、學(xué)生客戶端、教學(xué)輔助模塊，通過軟件系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行拍攝，并通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器輔助對(duì)圖像進(jìn)行處理分析，建立人面模型分析學(xué)習(xí)者的微表情變化和行為動(dòng)態(tài)，從而判斷學(xué)習(xí)者的情感變化并向教師發(fā)出提醒，實(shí)現(xiàn)情感教學(xué)。本發(fā)明提供的系統(tǒng)具有智能化分析、情感輔助教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。
一種遠(yuǎn)程情感教學(xué)系統(tǒng)，其包括圖像采集模塊、顏色分析模塊、像素統(tǒng)計(jì)模塊、特征點(diǎn)分析模塊、建模模塊、數(shù)據(jù)庫、情緒分析模塊、大數(shù)據(jù)處理模塊、教師客戶端、學(xué)生客戶端、教學(xué)輔助模塊；
圖像采集模塊連接到教師客戶端和學(xué)生客戶端的拍攝設(shè)備，通過拍攝設(shè)備對(duì)人像進(jìn)行拍攝，并根據(jù)顏色分析模塊的信息反饋控制拍攝設(shè)備調(diào)整拍攝角度和拍攝焦距，以拍攝最佳圖像；
顏色分析模塊接收?qǐng)D像采集模塊所采集到的圖像，分析圖像的顏色參數(shù)、根據(jù)圖像顏色變化判斷人面的范圍，將人面位置反饋到圖像分析模塊并將人面位置信息發(fā)送到像素統(tǒng)計(jì)模塊；
像素統(tǒng)計(jì)模塊接收人面位置信息后對(duì)人面位置圖像進(jìn)行像素化、結(jié)合數(shù)據(jù)庫人面特征數(shù)據(jù)對(duì)圖像像素進(jìn)行像素統(tǒng)計(jì)人面識(shí)別；
特征點(diǎn)分析模塊根據(jù)像素統(tǒng)計(jì)模塊分析的人面結(jié)果結(jié)合數(shù)據(jù)庫中微表情特征進(jìn)行分析、定義人面特征點(diǎn)；
建模模塊將像素統(tǒng)計(jì)模塊和特征點(diǎn)分析模塊的分析結(jié)果結(jié)合生成人面模型，并在模型上標(biāo)定特征點(diǎn)，根據(jù)特征點(diǎn)分析模塊的實(shí)時(shí)分析調(diào)整特征點(diǎn)位置，記錄特征點(diǎn)位置變化位移；
情緒分析模塊更據(jù)人面模型上的特征點(diǎn)位置變化位移，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的微表情特征和心理行為特征分析人物情緒和情緒的變化，并將學(xué)員的情緒狀態(tài)反應(yīng)到教師客戶端，提醒教師調(diào)整教學(xué)；
大數(shù)據(jù)處理模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，采集互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)并協(xié)助顏色分析模塊、像素統(tǒng)計(jì)模塊和特征點(diǎn)分析模塊進(jìn)行對(duì)應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析計(jì)算，根據(jù)分析結(jié)果更新數(shù)據(jù)庫信息；
教師客戶端連接到備課輔助模塊、情感分析模塊，實(shí)時(shí)錄制教學(xué)視頻并將視頻轉(zhuǎn)播到學(xué)生客戶端，并根據(jù)情感分析模塊的分析結(jié)果提醒教師學(xué)員的狀態(tài)；
學(xué)生客戶端連接到教師客戶端，播放教師客戶端錄制的視頻，并錄制學(xué)員的學(xué)習(xí)視頻，將學(xué)習(xí)視頻傳輸?shù)角楦蟹治瞿K和教師客戶端；當(dāng)學(xué)生提問時(shí)將問題發(fā)送到教師客戶端和同班學(xué)生客戶端；
教學(xué)輔助模塊收錄學(xué)生檔案，按課程分配學(xué)生班級(jí)，儲(chǔ)存教師的備課內(nèi)容。
其中，所述的情緒分析模塊包括微表情分析模塊和行為分析模塊，結(jié)合微表情和行為動(dòng)作判斷出學(xué)員狀態(tài)。
其中，所述的數(shù)據(jù)庫包括人面特征數(shù)據(jù)庫、微表情特征數(shù)據(jù)庫和心理行為特征數(shù)據(jù)庫。
其中，所述的圖像采集模塊包括靜態(tài)圖像采集模塊和動(dòng)態(tài)圖像采集模塊，靜態(tài)圖像采集模塊采集人面的靜態(tài)圖像，動(dòng)態(tài)圖像采集模塊采集人面的動(dòng)態(tài)圖像。
其中，所述的數(shù)據(jù)庫包括本地?cái)?shù)據(jù)庫和互聯(lián)數(shù)據(jù)庫。
其中，所述的學(xué)生客戶端可以將教師客戶端錄制的視頻儲(chǔ)存在學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)中。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
一種遠(yuǎn)程情感教學(xué)系統(tǒng)，其包括圖像采集模塊、顏色分析模塊、像素統(tǒng)計(jì)模塊、特征點(diǎn)分析模塊、建模模塊、數(shù)據(jù)庫、情緒分析模塊、大數(shù)據(jù)處理模塊、教師客戶端、學(xué)生客戶端、教學(xué)輔助模塊；
圖像采集模塊連接到教師客戶端和學(xué)生客戶端的拍攝設(shè)備，通過拍攝設(shè)備對(duì)人像進(jìn)行拍攝，并根據(jù)顏色分析模塊的信息反饋控制拍攝設(shè)備調(diào)整拍攝角度和拍攝焦距，以拍攝最佳圖像；
顏色分析模塊接收?qǐng)D像采集模塊所采集到的圖像，分析圖像的顏色參數(shù)、根據(jù)圖像顏色變化判斷人面的范圍，將人面位置反饋到圖像分析模塊并將人面位置信息發(fā)送到像素統(tǒng)計(jì)模塊；
像素統(tǒng)計(jì)模塊接收人面位置信息后對(duì)人面位置圖像進(jìn)行像素化、結(jié)合數(shù)據(jù)庫人面特征數(shù)據(jù)對(duì)圖像像素進(jìn)行像素統(tǒng)計(jì)人面識(shí)別；
特征點(diǎn)分析模塊根據(jù)像素統(tǒng)計(jì)模塊分析的人面結(jié)果結(jié)合數(shù)據(jù)庫中微表情特征進(jìn)行分析、定義人面特征點(diǎn)；
建模模塊將像素統(tǒng)計(jì)模塊和特征點(diǎn)分析模塊的分析結(jié)果結(jié)合生成人面模型，并在模型上標(biāo)定特征點(diǎn)，根據(jù)特征點(diǎn)分析模塊的實(shí)時(shí)分析調(diào)整特征點(diǎn)位置，記錄特征點(diǎn)位置變化位移；
情緒分析模塊更據(jù)人面模型上的特征點(diǎn)位置變化位移，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的微表情特征和心理行為特征分析人物情緒和情緒的變化，并將學(xué)員的情緒狀態(tài)反應(yīng)到教師客戶端，提醒教師調(diào)整教學(xué)；
大數(shù)據(jù)處理模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，采集互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)并協(xié)助顏色分析模塊、像素統(tǒng)計(jì)模塊和特征點(diǎn)分析模塊進(jìn)行對(duì)應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析計(jì)算，根據(jù)分析結(jié)果更新數(shù)據(jù)庫信息；
教師客戶端連接到備課輔助模塊、情感分析模塊，實(shí)時(shí)錄制教學(xué)視頻并將視頻轉(zhuǎn)播到學(xué)生客戶端，并根據(jù)情感分析模塊的分析結(jié)果提醒教師學(xué)員的狀態(tài)；
學(xué)生客戶端連接到教師客戶端，播放教師客戶端錄制的視頻，并錄制學(xué)員的學(xué)習(xí)視頻，將學(xué)習(xí)視頻傳輸?shù)角楦蟹治瞿K和教師客戶端；當(dāng)學(xué)生提問時(shí)將問題發(fā)送到教師客戶端和同班學(xué)生客戶端；
教學(xué)輔助模塊收錄學(xué)生檔案，按課程分配學(xué)生班級(jí)，儲(chǔ)存教師的備課內(nèi)容。
作為選實(shí)施例，所述的情緒分析模塊包括微表情分析模塊和行為分析模塊，結(jié)合微表情和行為動(dòng)作判斷出學(xué)員狀態(tài)。
作為選實(shí)施例，所述的數(shù)據(jù)庫包括人面特征數(shù)據(jù)庫、微表情特征數(shù)據(jù)庫和心理行為特征數(shù)據(jù)庫。
作為選實(shí)施例，所述的圖像采集模塊包括靜態(tài)圖像采集模塊和動(dòng)態(tài)圖像采集模塊，靜態(tài)圖像采集模塊采集人面的靜態(tài)圖像，動(dòng)態(tài)圖像采集模塊采集人面的動(dòng)態(tài)圖像。
作為選實(shí)施例，所述的數(shù)據(jù)庫包括本地?cái)?shù)據(jù)庫和互聯(lián)數(shù)據(jù)庫。
作為選實(shí)施例，所述的學(xué)生客戶端可以將教師客戶端錄制的視頻儲(chǔ)存在學(xué)生個(gè)人計(jì)算機(jī)中。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。