課堂教學(xué)是教學(xué)的基本形式,是學(xué)生獲取信息、提高技能和形成思想觀念的主渠道。師、生課堂教、學(xué)行為對(duì)受教育者的影響極大,這些行為數(shù)據(jù)可以用來客觀評(píng)價(jià)學(xué)生,預(yù)測(cè)學(xué)生未來的學(xué)習(xí)成績(jī),規(guī)劃職業(yè),也可以評(píng)價(jià)教師的教學(xué)水平,促進(jìn)教師反思并改進(jìn)教學(xué)。因此識(shí)別師、生的課堂的教、學(xué)行為有著非常廣泛的應(yīng)用,值得深入研究。目前針對(duì)課堂環(huán)境這一復(fù)雜背景下行為識(shí)別的研究剛剛開展,本文研究了數(shù)字圖像處理識(shí)別課堂背景的起立、舉手的行為。論文的主要工作如下:（1）運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法在課堂場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用。將典型運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法,包括運(yùn)動(dòng)歷史圖、高斯混合模型、Vibe、光流法應(yīng)用于課堂,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,由于這些算法前景提取的不足,針對(duì)課堂行為檢測(cè)仍然存在的難點(diǎn),確定了一種先檢測(cè)行為主體（臉、手）,再判斷主體運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的行為識(shí)別的研究思路。（2）基于感興趣區(qū)域的起立識(shí)別。為了避免人物背景雜亂的影響,結(jié)合主運(yùn)動(dòng)發(fā)生在圖像上半部分的特點(diǎn),利用二分法確定裁剪位置,進(jìn)行了圖像裁剪,獲取感興趣區(qū)域,再根據(jù)是否有舉手干擾,選擇了不同的閾值分割算法,識(shí)別了不同分割背景下的起立行為。（3）基于人臉跟蹤的起立識(shí)別。為了能對(duì)行為目標(biāo)進(jìn)行定... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

幀間差分法Fig.1-1Subtractionmethodofinterframes

：中， D( x, y , t ) I ( x, y , t ) I ( x, y , t ) 。式中， I ( x, y , t )為視頻序列第 t 幀中坐標(biāo)( x, y )處像素點(diǎn)的強(qiáng)度值， 為幀間距是人為給定的差異閾值，可隨視頻場(chǎng)景的變化而調(diào)整。本次應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際情況，將 的取值定為 15，衰退參數(shù) 定為 20，差異閾為 150，為了得到清晰的前景目標(biāo)，將求得的運(yùn)動(dòng)歷史圖二值化處理，得到的檢如圖 1-2 所示�？梢钥闯�，運(yùn)動(dòng)歷史圖基本可以檢測(cè)出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)，但是存在兩個(gè)顯的缺點(diǎn)。第一，單靠運(yùn)動(dòng)歷史圖的數(shù)據(jù)，難以區(qū)分檢測(cè)出的手還是人；第二，動(dòng)作的干擾，會(huì)出現(xiàn)大小不同的連通域，難以判斷小區(qū)域是否是由后排人的運(yùn)動(dòng)。 01( x,y,t)D( x,y,t) otherwiseif

高斯混合模型法(Gaussian mixture model, GMM)是一種基于背景建模來提取前景的方法。其基本思想是對(duì)圖像中的所有像素點(diǎn)使用單高斯模型進(jìn)行建模描述，對(duì)多個(gè)單高斯模型使用權(quán)值和參數(shù)匹配來實(shí)現(xiàn)背景模型的更新，以此適應(yīng)各種復(fù)雜多變的場(chǎng)景。這個(gè)算法的多個(gè)單高斯模型都在盡力預(yù)測(cè)本坐標(biāo)未來的顏色，系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)高斯模型對(duì)未來顏色預(yù)測(cè)成功與否來改變它們權(quán)重，成功預(yù)測(cè)的可以調(diào)整自己，以利于下一次預(yù)測(cè)。在過去預(yù)測(cè)最準(zhǔn)的那個(gè)高斯模型所預(yù)測(cè)的值將被作為背景值。如果所有的模型都預(yù)測(cè)不準(zhǔn)，那么刪去預(yù)測(cè)最不準(zhǔn)的高斯模型并根據(jù)當(dāng)前值，建立新的高斯模型[19-21]。高斯混合模型法適用于檢測(cè)背景單一、噪聲較少的運(yùn)動(dòng)變化場(chǎng)景，但是存在計(jì)算量較大且背景更新慢的問題。若背景變化迅速，高斯混合模型法就要更新速度來適應(yīng)環(huán)境變化的速度，但是對(duì)噪聲也就更容易敏感。高斯混合模型法的檢測(cè)結(jié)果如圖 1-3 所示�？梢钥闯�，高斯混合模型可以檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輪廓，但是存在大量孔洞，也難以確定運(yùn)動(dòng)行為。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3604647