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教师到课信息检测方法的研究及其应用平台开发

作　者: 郑泽文
导　师: 陈庆章；陈和
学　校: 浙江工业大学
专　业: 计算机技术
关键词: 到课信息人体目标检测帧间差分肤色检测应用平台计算机辅助教学管理
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 8次
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内容摘要

检查教师是否按时到课是学校教学管理中的一项重要工作,长期以来,这项工作由人来完成,检查面窄,实时性差。本文利用学校多媒体教室现有的视频录制平台,将基于运动的人体目标检测方法和基于肤色信息的人体目标检测方法相结合,来检测教师是否到课信息,并开发了相关的管理系统以实时提交检测结果。本文主要工作和成果如下:(1)提出了一种基于相“或”的三帧差分算法来检测教师到课信息。首先研究比较了目前几种常用的运动目标检测方法,分析了它们的优缺点,然后结合检测的实际环境,提出一种基于相“或”的三帧差分算法来检测教师的到课信息;为了克服光照变化和噪声等因素的影响,提出基于“背景图像块”的自适应阈值计算方法来计算阈值并分割目标。实验结果表明,这种方法可以取得更为理想的检测结果。(2)利用人体的肤色特征检测方法进一步提高检测的准确性。当目标移动比较慢,或者目标的灰度、纹理与背景接近时,上面的方法也有可能失败。因此,本文利用人体的肤色特征作进一步检测与补充。为了获得更好的肤色检测效果,减少运算量和提高肤色检测的效率,论文对Hsu R L等人的将YCbCr空间进行非线性分段变换得到的YC′_bC′_r空间的肤色提取方法进行了改进,利用肤色在RGB空间有R＞G＞B的特性,在进行色彩空间转换和非线性分段变换之前,先在RGB空间进行肤色粗检测并滤除大量的非肤色像素。其次,通过理论分析与试验,将非线性分段变换的范围拓展到Y＜95和Y＞195。实验证明,本文方法可以取得较好的肤色分割结果,并且提高了效率。(3)建立了一个教师到课情况查询平台。这一平台将上面两种方法的检测结果与学校教务部门的教室课程安排、教师授课计划等信息进行综合。若教师没有按时到课,则进行实时报警;若需要事后查询或统计一段时间来学校教师整体的到课情况等,则管理人员只需登陆该平台,即可根据条件查询或统计有关的信息。经试用表明,采用相“或”的三帧差分算法再辅以人体肤色特征分析来检测教师是否按时到课是有效的,将这一方法用于辅助教学管理是可行的。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-18
  1.1 选题背景及意义  11-12
    1.1.1 选题背景  11
    1.1.2 研究意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-16
    1.2.1 概述  12-13
    1.2.2 基于运动的检测方法  13-14
    1.2.3 基于肤色特征的检测方法  14-16
  1.3 本文研究目标及主要工作  16-17
  1.4 研究限制  17
  1.5 论文的章节安排  17-18
第2章多媒体教室的视频录制平台及相关技术  18-26
  2.1 多媒体教室的视频录制平台  18-21
    2.1.1 多媒体教学的优点  18
    2.1.2 我校多媒体教室现状及视频录制平台  18-21
  2.2 相关技术  21-26
    2.2.1 多媒体教室视频录制平台的主要应用  21-22
    2.2.2 视频图像录制及文件格式  22-23
    2.2.3 运动图像压缩技术  23-25
    2.2.4 计算机辅助管理教学  25-26
第3章基于相“或”的三帧差分检测方法  26-51
  3.1 图像预处理  26-30
    3.1.1 图像灰度化  26-27
    3.1.2 噪声消除  27-30
  3.2 运动目标检测的常用方法  30-38
    3.2.1 背景减除法  30-32
      3.2.1.1 基本原理  30-31
      3.2.1.2 常用的背景图像估计方法  31-32
    3.2.2 光流法  32-34
    3.2.3 帧间差分法  34-38
  3.3 本文方法  38-47
    3.3.1 检测环境与检测要求  38-39
    3.3.2 基于相“或”的三帧差分算法  39-42
    3.3.3 基于“背景图像块”的自适应分割阈值的选取  42-44
    3.3.4 数学形态学处理  44-47
    3.3.5 面积计算及检测结果保存  47
  3.4 实验结果与分析  47-51
第4章基于肤色特征的检测  51-73
  4.1 肤色检测常用的颜色空间  51-56
    4.1.1 RGB颜色空间  52
    4.1.2 YUV颜色空间  52-53
    4.1.3 YIQ颜色空间  53
    4.1.4 YCbCr颜色空间  53
    4.1.5 HSI颜色空间  53-55
    4.1.6 HSV颜色空间  55-56
  4.2 肤色建模的基本方法  56-59
    4.2.1 规定肤色范围  56
    4.2.2 直方图肤色模型  56-57
    4.2.3 高斯分布模型  57-59
  4.3 几种规定肤色范围的肤色提取模型比较  59-65
    4.3.1 YUV空间与YIQ空间综合肤色提取模型  59-60
    4.3.2 YCbCr非线性变换空间的椭圆肤色提取模型  60-63
    4.3.3 HSV空间的肤色提取模型  63
    4.3.4 肤色提取模型的实验  63-65
  4.4 本文方法  65-68
    4.4.1 基本思想  65-67
    4.4.2 后续处理及检测结果判断  67-68
  4.5 实验结果与分析  68-73
第5章到课信息查询平台的开发  73-92
  5.1 系统组成及主要功能  73-75
    5.1.1 系统组成  73-74
    5.1.2 主要功能  74-75
  5.2 相关数据库  75-79
    5.2.1 基本想法  75
    5.2.2 表的设计  75-79
  5.3 主要处理设计  79-82
    5.3.1 报警处理  79-81
    5.3.2 查询处理  81-82
  5.4 主要工作界面  82-86
    5.4.1 查询平台的开发工具——ASP.NET和C#语言  82
    5.4.2 查询条件界面  82-83
    5.4.3 基本查询功能的实现及返回的报表形式  83-86
  5.5 试用结果  86-92
    5.5.1 实时报警试验  87-88
    5.5.2 查询试验  88-92
第6章总结与展望  92-94
参考文献  94-99
致谢  99-100
攻读学位期间发表的学术论文目录  100

教师到课信息检测方法的研究及其应用平台开发

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