本發(fā)明涉及監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)和人臉識(shí)別等技術(shù)的日趨成熟，將這些技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，從而推動(dòng)教育實(shí)踐的技術(shù)化和智能化改革，打造基于人臉識(shí)別技術(shù)的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”智慧教學(xué)平臺(tái)已經(jīng)成為了當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

實(shí)踐教學(xué)是學(xué)校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論的理解、提高學(xué)生實(shí)踐能力主要方式。實(shí)踐教學(xué)的重點(diǎn)在于實(shí)踐過(guò)程，因此其過(guò)程管理尤為重要?，F(xiàn)在的實(shí)踐教學(xué)管理措施主要存在以下問(wèn)題：

（1）實(shí)踐前，缺少與預(yù)習(xí)重要性相匹配的檢測(cè)手段與管理措施。預(yù)習(xí)是實(shí)踐過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，該過(guò)程由學(xué)生在課外完成的；學(xué)生在預(yù)習(xí)階段的投入，直接影響實(shí)踐質(zhì)量，因此預(yù)習(xí)情況檢測(cè)，是實(shí)踐教學(xué)過(guò)程管理的重要關(guān)注點(diǎn)。有效的實(shí)踐準(zhǔn)備，體現(xiàn)在學(xué)生在腦子里對(duì)預(yù)習(xí)知識(shí)的融會(huì)貫通以及學(xué)生解決實(shí)踐中可能出現(xiàn)問(wèn)題的能力。然而，預(yù)習(xí)效果具有的隱含性，這為預(yù)習(xí)質(zhì)量與效果的檢測(cè)帶來(lái)難度?，F(xiàn)行管理模式中，僅從實(shí)踐預(yù)習(xí)報(bào)告或課堂提問(wèn)判斷預(yù)習(xí)效果的做法是不客觀、不全面的，不能對(duì)預(yù)習(xí)質(zhì)量的優(yōu)、劣做出有說(shuō)服力的評(píng)價(jià)，對(duì)于實(shí)踐準(zhǔn)備好或不好的學(xué)生，無(wú)法對(duì)應(yīng)相應(yīng)的獎(jiǎng)、懲措施，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)踐學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性普遍不高。

（2）實(shí)踐中，缺乏對(duì)過(guò)程的監(jiān)控導(dǎo)致對(duì)過(guò)程信息的掌握嚴(yán)重不足。實(shí)驗(yàn)課堂，通常是實(shí)驗(yàn)主講教師與實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)教師輔導(dǎo)學(xué)生的操作，答疑、糾錯(cuò)、處理突發(fā)問(wèn)題、檢查數(shù)據(jù)、驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)，忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)，對(duì)于代做、幫做實(shí)驗(yàn)，抄襲數(shù)據(jù)的情況難以杜絕。實(shí)踐教學(xué)重在過(guò)程，教學(xué)內(nèi)容和和教學(xué)方法，應(yīng)根據(jù)實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)及時(shí)做調(diào)整，而調(diào)整的依據(jù)，就來(lái)自實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)學(xué)生的操作是否規(guī)范、步驟設(shè)計(jì)是否合理、關(guān)鍵測(cè)試項(xiàng)目出錯(cuò)率有多高等大數(shù)據(jù)的研判。現(xiàn)行實(shí)踐過(guò)程的監(jiān)控完全依靠教師人力承擔(dān)，獲取的信息數(shù)量小、涉及面窄，影響教師對(duì)教學(xué)現(xiàn)狀（學(xué)情）的準(zhǔn)確判斷。

（3）實(shí)踐后的教學(xué)過(guò)程，幾乎是空白。一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目的教學(xué)過(guò)程，從發(fā)布任務(wù)時(shí)開(kāi)始，到教師批改完實(shí)踐報(bào)告并作出實(shí)踐總結(jié)后才結(jié)束。但因?yàn)槿鄙傩畔⒔涣髑?，學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，就再難與老師聯(lián)系，教學(xué)指導(dǎo)未能覆蓋教學(xué)全過(guò)程，這是現(xiàn)行教學(xué)管理上的一大缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能提高監(jiān)控效率的一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法，包括課外部分和課內(nèi)部分，

所述課外部分具體包括：

學(xué)生注冊(cè)并錄入個(gè)人基本信息，采集并存儲(chǔ)臉部圖像；

完成指定的相關(guān)實(shí)踐的預(yù)習(xí)任務(wù)；

所述課內(nèi)部分具體包括：

學(xué)生進(jìn)入各自的實(shí)驗(yàn)臺(tái)范圍內(nèi)，通過(guò)圖像采集設(shè)備獲取學(xué)生臉部圖像，與存儲(chǔ)的臉部圖像對(duì)比分析，若一致，則能成功登錄實(shí)踐系統(tǒng)；反之，則無(wú)法登錄進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

認(rèn)證登錄后，選擇相關(guān)實(shí)踐科目開(kāi)始實(shí)踐；

每隔一定的時(shí)間對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)范圍內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行臉部信息掃描，且在學(xué)生每次點(diǎn)擊“確認(rèn)”上傳關(guān)鍵實(shí)踐數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)掃描，記錄此刻學(xué)生臉部圖像；

每次掃描的結(jié)果與存儲(chǔ)的臉部圖像信息進(jìn)行比對(duì)，判斷是否有異常情況，并針對(duì)異常情況做出相應(yīng)的處理；

根據(jù)學(xué)員實(shí)踐過(guò)程中的表現(xiàn)以及上傳的關(guān)鍵實(shí)踐數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定，并根據(jù)評(píng)定結(jié)果輸出相應(yīng)的提示信息。

作為所述的一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的異常情況，其具體包括：

掃描區(qū)域內(nèi)檢測(cè)不到學(xué)生；

掃描區(qū)域內(nèi)有多名學(xué)生；

掃描獲取的學(xué)生臉部圖像和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的該學(xué)生臉部圖像不符。

作為所述的一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的異常處理方式為：

發(fā)送異常提醒信息，并增加掃描識(shí)別頻度；

若提醒之后強(qiáng)化掃描識(shí)別的結(jié)果仍為異常，則做出相應(yīng)的違規(guī)處理；若強(qiáng)化掃描檢測(cè)結(jié)果正常，則該學(xué)生可以繼續(xù)實(shí)踐操作。

作為所述的一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的發(fā)送異常提醒信息的方式為發(fā)送系統(tǒng)彈窗提醒或語(yǔ)音提醒。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是：

一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

學(xué)生端，用于學(xué)生進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，獲取相關(guān)資料和信息，并通過(guò)所述學(xué)生端完成相應(yīng)的實(shí)踐操作，以及上傳關(guān)鍵實(shí)踐數(shù)據(jù)；

教師端，用于教師往所述實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布實(shí)踐課程安排和課程通知消息、上傳課程資料和獲取學(xué)生實(shí)踐成績(jī)；

監(jiān)控設(shè)備，用于對(duì)學(xué)生整個(gè)實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)設(shè)定的觸發(fā)機(jī)制觸發(fā)掃描獲取學(xué)生臉部圖像；

教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)端，用于將實(shí)踐過(guò)程中每次掃描獲取的學(xué)生臉部圖像與系統(tǒng)中預(yù)存的該學(xué)生臉部圖像進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出異常判斷和相應(yīng)的處理；

所述教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)端分別與學(xué)生端、教師端和監(jiān)控設(shè)備相連接。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法及系統(tǒng)將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)踐過(guò)程，有效避免了實(shí)踐過(guò)程中代做、幫做和抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果等舞弊現(xiàn)象，促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)的智能化和規(guī)范化，提升了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)使實(shí)踐成績(jī)?cè)u(píng)定更加客觀化，有效避免了師生沖突，具有極好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法中課內(nèi)部分的步驟流程圖；

圖2是本發(fā)明一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法中課外部分的步驟流程圖；

圖3是本發(fā)明一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)的模塊方框圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1和圖2,，本發(fā)明一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法，包括課外部分和課內(nèi)部分，

所述課外部分具體包括：

學(xué)生注冊(cè)并錄入個(gè)人基本信息，采集并存儲(chǔ)臉部圖像；

完成指定的相關(guān)實(shí)踐的預(yù)習(xí)任務(wù)；

所述課內(nèi)部分具體包括：

學(xué)生進(jìn)入各自的實(shí)驗(yàn)臺(tái)范圍內(nèi)，通過(guò)圖像采集設(shè)備獲取學(xué)生臉部圖像，與存儲(chǔ)的臉部圖像對(duì)比分析，若一致，則能成功登錄實(shí)踐系統(tǒng)；反之，則無(wú)法登錄進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

認(rèn)證登錄后，選擇相關(guān)實(shí)踐科目開(kāi)始實(shí)踐；

每隔一定的時(shí)間對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)范圍內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行臉部信息掃描，且在學(xué)生每次點(diǎn)擊“確認(rèn)”上傳關(guān)鍵實(shí)踐數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)掃描，記錄此刻學(xué)生臉部圖像；

每次掃描的結(jié)果與存儲(chǔ)的臉部圖像信息進(jìn)行比對(duì)，判斷是否有異常情況，并針對(duì)異常情況做出相應(yīng)的處理；

根據(jù)學(xué)員實(shí)踐過(guò)程中的表現(xiàn)以及上傳的關(guān)鍵實(shí)踐數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定，并根據(jù)評(píng)定結(jié)果輸出相應(yīng)的提示信息。

其中，所述的實(shí)踐過(guò)程包括在線預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)和和動(dòng)手實(shí)操兩部分，只有在所述預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)通過(guò)后才能進(jìn)行下一步的實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的異常情況，其具體包括：

掃描區(qū)域內(nèi)檢測(cè)不到學(xué)生；

掃描區(qū)域內(nèi)有多名學(xué)生；

掃描獲取的學(xué)生臉部圖像和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的該學(xué)生臉部圖像不符。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的異常處理方式為：

發(fā)送異常提醒信息，并增加掃描識(shí)別頻度；

若提醒之后強(qiáng)化掃描識(shí)別的結(jié)果仍為異常，則做出相應(yīng)的違規(guī)處理；若強(qiáng)化掃描檢測(cè)結(jié)果正常，則該學(xué)生可以繼續(xù)實(shí)踐操作。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的發(fā)送異常提醒信息的方式為發(fā)送系統(tǒng)彈窗提醒或語(yǔ)音提醒。

參考圖3，本發(fā)明一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

學(xué)生端，用于學(xué)生進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，獲取相關(guān)資料和信息，并通過(guò)所述學(xué)生端完成相應(yīng)的實(shí)踐操作，以及上傳關(guān)鍵實(shí)踐數(shù)據(jù)；

教師端，用于教師往所述實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布實(shí)踐課程安排和課程通知消息、上傳課程資料和獲取學(xué)生實(shí)踐成績(jī)；

監(jiān)控設(shè)備，用于對(duì)學(xué)生整個(gè)實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)設(shè)定的觸發(fā)機(jī)制觸發(fā)掃描獲取學(xué)生臉部圖像；

教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)端，用于將實(shí)踐過(guò)程中每次掃描獲取的學(xué)生臉部圖像與系統(tǒng)中預(yù)存的該學(xué)生臉部圖像進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出異常判斷和相應(yīng)的處理；

所述教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)端分別與學(xué)生端、教師端和監(jiān)控設(shè)備相連接。

本發(fā)明的具體實(shí)施例如下：

首先，學(xué)生在課外完成注冊(cè)，在系統(tǒng)中錄入學(xué)號(hào)、姓名、聯(lián)系方式等基本信息，并采集臉部圖像上傳實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)端；課前學(xué)生還要通過(guò)看書(shū)或者瀏覽系統(tǒng)端的實(shí)踐資料來(lái)完成預(yù)習(xí)工作。然后，學(xué)生們根據(jù)課程安排進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室上課，進(jìn)入相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)區(qū)域，通過(guò)刷臉認(rèn)證登錄到實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)端后，選擇相應(yīng)的實(shí)踐項(xiàng)目，開(kāi)始進(jìn)行預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)，測(cè)評(píng)通過(guò)后方可進(jìn)行下一步實(shí)踐操作，否則無(wú)法進(jìn)行后續(xù)操作。預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)通過(guò)后學(xué)生可以開(kāi)始動(dòng)手操作，并根據(jù)實(shí)踐要求上傳關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的實(shí)踐數(shù)據(jù)，所有所需數(shù)據(jù)都上傳完成后，系統(tǒng)端根據(jù)預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)得分和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的實(shí)踐數(shù)據(jù)的正確率給出實(shí)踐評(píng)定結(jié)果，若成績(jī)合格，則代表本次實(shí)踐通過(guò)，可以預(yù)約下次實(shí)踐，若成績(jī)不合格，則必須重修本次實(shí)踐，直至通過(guò)為止。從認(rèn)證登錄到實(shí)踐結(jié)束的整個(gè)過(guò)程都有監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控，常態(tài)化觸發(fā)掃描定期采集學(xué)生的臉部圖像信息，另外在學(xué)生每次點(diǎn)擊“確認(rèn)”上傳實(shí)踐數(shù)據(jù)瞬間也將觸發(fā)掃描，記錄此刻學(xué)生臉部圖像，并借助人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)判斷學(xué)生是否操作違規(guī)。若出現(xiàn)掃描區(qū)域內(nèi)檢測(cè)不到學(xué)生、掃描區(qū)域內(nèi)有多名學(xué)生、掃描獲取的學(xué)生臉部圖像和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的該學(xué)生臉部信息不符三種情況中的任意一種，則系統(tǒng)斷定為異常操作；檢測(cè)到異常后，系統(tǒng)端會(huì)向?qū)W生發(fā)出提醒信息，隨后增加掃描頻率，強(qiáng)化檢測(cè)，若檢測(cè)結(jié)果仍然為異常，則判定該學(xué)生嚴(yán)重違規(guī)，結(jié)束本次實(shí)踐，該學(xué)生需重修本次實(shí)踐；若強(qiáng)化檢測(cè)結(jié)果正常，則該學(xué)生可以繼續(xù)實(shí)踐。

所述學(xué)生端全天候?qū)W(xué)生開(kāi)放，學(xué)生無(wú)論課內(nèi)、課外都可以登錄到所述學(xué)生端在進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，獲取相關(guān)資料和信息；實(shí)踐課中，學(xué)生通過(guò)所述學(xué)生端完成相應(yīng)的實(shí)踐操作，并上傳關(guān)鍵實(shí)踐數(shù)據(jù)。所述教師端對(duì)相應(yīng)的帶課老師全天候開(kāi)放，老師可以通過(guò)所述教師端往所述實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)端上發(fā)布實(shí)踐課程安排和課程通知等消息、上傳課程資料、獲取學(xué)生實(shí)踐成績(jī)。所述監(jiān)控設(shè)備用于對(duì)學(xué)生整個(gè)實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)設(shè)定的觸發(fā)機(jī)制掃描獲取學(xué)生臉部圖像。所述教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)端將實(shí)踐過(guò)程中每次掃描獲取的學(xué)生臉部圖像與系統(tǒng)中預(yù)存的該學(xué)生臉部信息進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果做出異常判斷和相應(yīng)的處理。

從上述內(nèi)容可知，本發(fā)明一種基于人臉識(shí)別的智能實(shí)踐教學(xué)過(guò)程監(jiān)控方法及系統(tǒng)將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)踐過(guò)程，有效避免了實(shí)踐過(guò)程中代做、幫做和抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果等舞弊現(xiàn)象，促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)的智能化和規(guī)范化，提升了教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)使實(shí)踐成績(jī)?cè)u(píng)定更加客觀化，有效避免了師生沖突，具有極好的應(yīng)用推廣價(jià)值。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。