一种智能AI教室管理方法及系统与流程

一种智能ai教室管理方法及系统
技术领域
1.本发明涉及考勤技术领域，特别是涉及一种智能ai教室管理方法及系统。


背景技术：

2.随着信息化的发展，针对校园学生以及办公会议室考勤的方式也越来越丰富。传统人工点名的方式由于存在效率较低、工作量大、耗时长以及占用课堂时间等缺点，已经逐渐被智能考勤系统所取代。
3.目前，现有技术中的考勤系统如无感知人脸自动点名系统。通过在教室以及会议室内布控摄像头的方式，对室内的人员进行人脸识别，从而实现无感知人脸识别。但室内人员较多，使得需要通过设计复杂的人脸追踪等算法，才能够实现对所有人员的点名。因此，虽然无感知人脸自动点名系统相对与传统的人工点名能够起到快速点名的效果，但其实施难度较高。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能ai教室管理方法，降低通过摄像头进行点名的实施难度。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种智能ai教室管理方法，包括步骤：获取第一时刻教室图像；判断是否接到接收到打卡信息，所述打卡信息包括座位信息和人员信息；若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：一种智能ai教室管理系统，包括摄像装置和多组打卡装置；所述摄像装置与所述打卡装置通信连接；所述打卡装置，用于获取打卡信息并发送至所述摄像装置；所述打卡信息包括座位信息和人员信息；所述摄像装置，用于获取第一时刻教室图像，并判断是否接到接收到打卡信息，若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡。
7.本发明的有益效果在于：通过摄像装置实时获取教室图像，当接收到打卡人员的打卡信息后，根据打卡信息中的座位信息获取到教室图像中与当前座位信息对应区域的子图像，并进一步通过子图像与人员信息进行比对，使得子图像与人员信息中的人脸图像相同时，即打卡成功，通过上传座位信息与教室图像中的区域进行对应方式实现打卡，从而不需要通过人脸追踪等复杂的算法对教室图像中的每一张人脸进行识别并追踪来实现打卡，并且仅将对应区域的子图像与人员信息进行对比，极大降低了摄像头算法难度，更有利于
自动点名系统的实施。
附图说明
8.图1为本发明实施例的一种智能ai教室管理方法的步骤流程图；图2为本发明实施例的一种智能ai教室管理系统的一种结构示意图。
实施方式
9.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
10.请参照图1，一种智能ai教室管理方法，包括步骤：获取第一时刻教室图像；判断是否接到接收到打卡信息，所述打卡信息包括座位信息和人员信息；若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡。
11.由上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过摄像装置实时获取教室图像，当接收到打卡人员的打卡信息后，根据打卡信息中的座位信息获取到教室图像中与当前座位信息对应区域的子图像，并进一步通过子图像与人员信息进行比对，使得子图像与人员信息中的人脸图像相同时，即打卡成功，通过上传座位信息与教室图像中的区域进行对应方式实现打卡，从而不需要通过人脸追踪等复杂的算法对教室图像中的每一张人脸进行识别并追踪来实现打卡，并且仅将对应区域的子图像与人员信息进行对比，极大降低了摄像头算法难度，更有利于自动点名系统的实施。
12.进一步地，所述获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像包括：获取座位映射图，所述座位映射图包括所述座位信息与像素区域的映射关系；根据所述座位信息在所述座位映射图中得到对应的目标像素区域；根据所述目标像素区域的坐标在所述第一时刻教室图像中分割出坐标相同的区域，得到所述子图像。
13.由上述描述可知，通过获取座位映射图后，根据座位信息在座位映射图中获取与座位信息对应的目标像素区域，并根据目标像素区域在教室图像中分割出相同的区域，得到子图像，从而通过分割后的子图像直接与人员信息进行对比，降低人脸图像识别和获取的难度。
14.进一步地，所述获取座位映射图之前包括：获取教室座位布置图；根据座位将所述教室座位布置图进行区域分割，得到多个所述像素区域；将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位信息对应，生成所述座位映射图。
15.由上述描述可知，通过获取教室座位布置图，并根据教室座位布置图中座位布置的情况进行区域分割，使得教室座位布置图上每一区域的像素与座位信息对应，从而通过座位信息与图像中像素区域的对应关系，能够快速的锁定与座位信息对应像素区域的图
像，提高打卡过程的效率。
16.进一步地，所述座位信息包括座位编号；所述将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位信息对应，生成所述座位映射图包括：将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位编号对应，生成所述座位映射图。
17.由上述描述可知，通过对座位进行编号，并将教室内每一座位编号与教室座位布置图上的每一像素区域对应，从而打卡时能够通过座位编号直接获取到教室图像中对应区域的子图像，快速完成打卡。
18.进一步地，还包括：获取第二时刻教室图像；根据所述座位映射图将所述第一时刻教室图像和所述第二时刻教室图像进行区域分割；将所述第二时刻教室图像中的每一所述像素区域与所述第一时刻教室图像中对应的所述像素区域进行对比；若像素区域差异值大于第一阈值，则判定当前座位上的人员离座。
19.由上述描述可知，获取第二时刻教室图像后，通过对比第二时刻教室图像中的每一像素区域以及第一时刻教室图像中对应的像素区域，采用非人脸识别的方式对座位上人员的离位进行判断，减低了识别算法的难度。
20.进一步地，所述判定当前座位上的人员离座之后还包括：获取第三时刻教室图像，将所述第三时刻教室图像中的每一像素区域与所述第一时刻教室图像中对应的像素区域进行对比；若像素区域差异值小于第一阈值，则当前座位上的人员已返回。
21.由上述描述可知，通过对比第三时刻教室图像中的每一像素区域以及第一时刻教室图像中对应的像素区域，采用非人脸识别的方式对座位上人员的重新入座进行判断，减低了识别算法的难度。
22.进一步地，还包括获取课表信息；将所述子图像与所述人员信息进行匹配之后还包括：若匹配，则根据所述人员信息判断所述课表信息中是否存在对应的所述人员信息，若存在，则完成打卡。
23.由上述描述可知，通过获取课表信息后，结合子图像与人员信息对比的结果对是否完成打卡进行判断，利用课表信息对打卡结果进行确认，避免出现误打卡等情况。
24.进一步地，所述完成打卡后还包括：将所述课表信息中对应的所述人员信息标记为完成打卡；根据所述课表信息分别得到学生数量以及完成打卡数量；根据所述学生数量以及完成打卡数量计算考勤率。
25.由上述描述可知，通过课表信息获取学生数量以及完成打卡数量后，自动计算对应的考勤率，从而不需要进人工计算，实现从而打卡到考勤率的全自动记录。
26.本发明实施例提供一种智能ai教室管理系统，包括摄像装置和多组打卡装置；
所述摄像装置与所述打卡装置通信连接；所述打卡装置，用于获取打卡信息并发送至所述摄像装置；所述打卡信息包括座位信息和人员信息；所述摄像装置，用于获取第一时刻教室图像，并判断是否接到接收到打卡信息，若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡。
27.由上述描述可知，通过摄像装置实时获取教室图像以及打卡装置获取打卡信息，当接收到打卡人员的打卡信息后，根据打卡信息中的座位信息获取到教室图像中与当前座位信息对应区域的子图像，并进一步通过子图像与人员信息进行比对，使得子图像与人员信息中的人脸图像相同时，即打卡成功，通过上传座位信息与教室图像中的区域进行对应方式实现打卡，从而不需要通过人脸追踪等复杂的算法对教室图像中的每一张人脸进行识别并追踪来实现打卡，并且仅将对应区域的子图像与人员信息进行对比，极大降低了摄像头算法难度，更有利于自动点名系统的实施。
28.进一步地，所述打卡装置设置有座位编号；多组所述打卡装置具有不同的所述座位编号。
29.由上述描述可知，通过为每一打卡装置设置座位编号，从而将打卡装置与教室图像中的每一像素区域进行关联，降低打卡难度的同时也提高了打卡效率。
30.本发明上述智能教室管理方法及系统能够适用于不同类型教室以及会议室的自动打卡和考勤计算，实现智慧园区和智慧校园，以下通过具体实施方式进行说明。
31.实施例一，请参照图1，一种智能ai教室管理方法，包括步骤：s1、获取第一时刻教室图像；其中，所述第一时刻教室图像包括接收到所述打卡信息前一时刻的教室图像，即在接收到所述打卡信息时，获取与接收时刻最接近的教室图像；在另一可选的实施方式中，所述第一时刻教室图像包括接收到所述打卡信息后一时刻的教室图像，即在步骤s1可设置在接收到打卡信息后，通过判断是否接收到所述打卡信息并对摄像头进行拍摄控制；若在预设的时间段内，如在两秒内多次接收到不同的所述打卡信息，则仅获取一次教室图像，可根据会议人数或上课人数进行可调节设定；或持续获取所述打卡信息前后的多组教室图像，作为第一时刻教室图像组，用于与打卡信息进行匹配；s2、判断是否接到接收到打卡信息，所述打卡信息包括座位信息和人员信息；若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；具体的，s20、预先获取教室座位布置图，根据座位将所述教室座位布置图进行区域分割，得到多个所述像素区域；将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位信息对应，生成所述座位映射图；其中，所述座位信息包括座位编号；则将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位编号对应，生成所述座位映射图；如教室内共有32个座位，依次编号为1-32，则将所述像素区域中与每一座位对应的区域进行分割，得到与32个座位对应的所述像素区域，并为每一所述像素区域设置与座位相同的编号，建立座位与所述像素区域之间一一对应的关系，得到所述座位映射表；根据不同教室内摄像头的布置位置的不同，以及座位布置方式的不同，每一教室有不同的所述座位映射图；并且移动摄像头后，需要重新确定对应的所述像素区域；
s21、获取座位映射图；s22、根据所述座位信息在所述座位映射图中得到对应的目标像素区域；如所述座位信息为座位编号8，则在所述座位映射图中获取到编号为8的所述目标像素区域对应的坐标；s23、根据所述目标像素区域的坐标在所述第一时刻教室图像中分割出坐标相同的区域，得到所述子图像；根据编号为8的所述目标像素区域对应的坐标将所述第一时刻教室图像或所述第一时刻教室图像组中对应的所述，目标像素区域分割出，得到与编号为8的所述座位编号对应的所述子图像；s3、将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡；提取所述人员信息中的学生图像，将所述子图像与学生图像进行匹配，若图像匹配，则该学生完成打卡；其中，若接收到所述打卡信息的时间晚于上课时间，则完成打卡的同时标记为迟到并记录打卡时间；如迟到的时间已达到缺勤标准，则标记为缺勤。
32.实施例二，
33.本实施例与实施例一的不同在于，还包括对人员是否离座进行判断；如在会议或上课过程中，通过摄像头获取会议室或教室图像对室内人员是否离座进行判断，具体的：s1、获取第二时刻教室图像；所述第二时刻教室图像为在打卡后同一课堂中通过摄像头实时获取的图像，或通过采用定时等方式间断获取对应时刻的图像；s2、根据所述座位映射图将所述第一时刻教室图像和所述第二时刻教室图像进行区域分割；其中，所述第一时刻教室图像采用拍摄时间最接近所述第二时刻教室图像的图像；或当所有人员均完成打卡后，重新获取多组所述第一时刻教室图像，并挑选出符合当前打卡情况的所述第一时刻教室图像，即所述第一时刻教室图像包含所有已打卡人员的图像，将多组所述第一时刻教室图像作为人员离座判断的基准图像；如教室内共有32个座位，依次编号为1-32，则将所述第一时刻教室图像和所述第二时刻教室图像分割出与座位对应的所述像素区域；s3、将所述第二时刻教室图像中的每一所述像素区域与所述第一时刻教室图像中对应的所述像素区域进行对比；若像素区域差异值大于第一阈值，则判定当前座位上的人员离座；将所述第二时刻教室图像以及所述第一时刻教室图像中具有相同编号的所述像素区域进行比对，若像素区域差异值大于第一阈值，则判定当前座位上的人员离座；其中，在一可选的实施方式中，所述第一阈值通过将所述第一时刻教室图像与所述教室座位布置图或座位映射图进行像素对比，即将人员在座位上的图像与人员不在位置上的图像进行对比，计算出两组图像之间的像素对比率，将多组对比率计算得到的像素对比率平均值作为所述第一阈值的基准；如像素对比率平均值为50%，则可设置第一阈值为60%，即当所述第二时刻教室图像的所述子图像与所述第一时刻教室图像的所述子图像的像素区域差异值大于60%时，则判断当前人员离座；在另一可选的实施方式中，通过将所述第二时刻教室图像中的每一所述像素区域与所述教室座位布置图或座位映射图中对应的所述像素区域进行对比，若像素区域差异值小于第一阈值，则判定当前座位上的人员离座；即将所述第二时刻教室图像与人员不在位置上的图像进行对比，将所述第一阈值设置为20%，当所述第二时刻教室图像的所述子图像
与所述教室座位布置图或座位映射图的所述子图像的像素区域差异值小于30%时，则判断当前人员离座；当存在人员离座的情况时，执行步骤s4、判断人员是否长时间离座：获取第三时刻教室图像，将所述第三时刻教室图像中的每一像素区域与所述第一时刻教室图像中对应的像素区域进行对比；若像素区域差异值小于第一阈值，则当前座位上的人员已返回；如人员未在预设时间内返回，则标记为早退；其中，当会议或课程结束后，将结合人员离座情况以及打卡情况自动计算考勤率，具体的：a1、获取课表信息；将所述子图像与所述人员信息进行匹配之后，若匹配，则根据所述人员信息判断所述课表信息中是否存在对应的所述人员信息，若存在，则完成打卡；a2、将所述课表信息中对应的所述人员信息标记为完成打卡；a3、根据所述课表信息分别得到学生数量以及完成打卡数量；a4、根据所述学生数量以及完成打卡数量计算考勤率；所述完成打卡数量包括迟到、早退、缺勤情况；根据对应的标记进行迟到、早退、缺勤情况的统计，并得到考勤率。
34.实施例三，
35.请参照图2，一种智能ai教室管理系统，包括摄像装置和多组打卡装置；所述摄像装置与所述打卡装置通信连接；所述打卡装置，用于获取打卡信息并发送至所述摄像装置；所述打卡信息包括座位信息和人员信息；其中，所述打卡装置包括设置在每一座位上的打卡器，每一打卡器设置不同有座位编号；打卡人员可通过手机、校园卡、校徽等具有存储和交换信息功能的装置或设备将所述打卡信息通过所述打卡装置上传；在另一可选的实施方式中，所述打卡装置包括在每一位置设置的二维码，打卡人员可通过手机等具有扫描功能的电子设备将所述打卡信息通过二维码进行上传；所述摄像装置，用于获取第一时刻教室图像，并判断是否接到接收到打卡信息，若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡；在另一可选的实施方式中，若所述教室为机房，则直接通过机房中每一座位上的摄像头进行图像获取，并实现打卡效果。
36.综上所述，本发明提供的一种智能ai教室管理方法及系统，通过摄像装置实时获取教室图像，当接收到打卡人员的打卡信息后，根据打卡信息中的座位信息获取到教室图像中与当前座位信息对应区域的子图像，并进一步通过子图像与人员信息进行比对，使得子图像与人员信息中的人脸图像相同时，即打卡成功，通过上传座位信息与教室图像中的区域进行对应方式实现打卡，从而不需要通过人脸追踪等复杂的算法对教室图像中的每一张人脸进行识别并追踪来实现打卡，并且仅将对应区域的子图像与人员信息进行对比；同时，在进行人员离座的判断时仅需要对图像进行像素区域差异化对比就能够判断出人员是否离座，也不需要通过人脸识别等算法通过对人员进行追踪来判定人员是否离座，极大降低了摄像头算法难度，更有利于自动点名系统的实施；。
37.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种智能ai教室管理方法，其特征在于，包括步骤：获取第一时刻教室图像；判断是否接到接收到打卡信息，所述打卡信息包括座位信息和人员信息；若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡。2.根据权利要求1所述的一种智能ai教室管理方法，其特征在于，所述获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像包括：获取座位映射图，所述座位映射图包括所述座位信息与像素区域的映射关系；根据所述座位信息在所述座位映射图中得到对应的目标像素区域；根据所述目标像素区域的坐标在所述第一时刻教室图像中分割出坐标相同的区域，得到所述子图像。3.根据权利要求2所述的一种智能ai教室管理方法，其特征在于，所述获取座位映射图之前包括：获取教室座位布置图；根据座位将所述教室座位布置图进行区域分割，得到多个所述像素区域；将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位信息对应，生成所述座位映射图。4.根据权利要求3所述的一种智能ai教室管理方法，其特征在于，所述座位信息包括座位编号；所述将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位信息对应，生成所述座位映射图包括：将所述教室座位布置图上的每一所述像素区域与所述座位编号对应，生成所述座位映射图。5.根据权利要求2所述的一种智能ai教室管理方法，其特征在于，还包括：获取第二时刻教室图像；根据所述座位映射图将所述第一时刻教室图像和所述第二时刻教室图像进行区域分割；将所述第二时刻教室图像中的每一所述像素区域与所述第一时刻教室图像中对应的所述像素区域进行对比；若像素区域差异值大于第一阈值，则判定当前座位上的人员离座。6.根据权利要求5所述的一种智能ai教室管理方法，其特征在于，所述判定当前座位上的人员离座之后还包括：获取第三时刻教室图像，将所述第三时刻教室图像中的每一像素区域与所述第一时刻教室图像中对应的像素区域进行对比；若像素区域差异值小于第一阈值，则当前座位上的人员已返回。7.根据权利要求1所述的一种智能ai教室管理方法，其特征在于，还包括获取课表信息；将所述子图像与所述人员信息进行匹配之后还包括：若匹配，则根据所述人员信息判断所述课表信息中是否存在对应的所述人员信息，若存在，则完成打卡。
8.根据权利要求7所述的一种智能ai教室管理方法，其特征在于，所述完成打卡后还包括：将所述课表信息中对应的所述人员信息标记为完成打卡；根据所述课表信息分别得到学生数量以及完成打卡数量；根据所述学生数量以及完成打卡数量计算考勤率。9.一种智能ai教室管理系统，其特征在于，包括摄像装置和多组打卡装置；所述摄像装置与所述打卡装置通信连接；所述打卡装置，用于获取打卡信息并发送至所述摄像装置；所述打卡信息包括座位信息和人员信息；所述摄像装置，用于获取第一时刻教室图像，并判断是否接到接收到打卡信息，若是，则获取所述第一时刻教室图像中与所述座位信息对应区域的子图像；将所述子图像与所述人员信息进行匹配，若匹配，则完成打卡。10.根据权利要求9所述的一种智能ai教室管理系统，其特征在于，所述打卡装置设置有座位编号；多组所述打卡装置具有不同的所述座位编号。

技术总结
本发明公开一种智能AI教室管理方法及系统，通过摄像装置实时获取教室图像，当接收到打卡人员的打卡信息后，根据打卡信息中的座位信息获取到教室图像中与当前座位信息对应区域的子图像，并进一步通过子图像与人员信息进行比对，使得子图像与人员信息中的人脸图像相同时，即打卡成功，通过上传座位信息与教室图像中的区域进行对应方式实现打卡，从而不需要通过人脸追踪等复杂的算法对教室图像中的每一张人脸进行识别并追踪来实现打卡，并且仅将对应区域的子图像与人员信息进行对比，极大降低了摄像头算法难度，更有利于自动点名系统的实施。实施。实施。


技术研发人员：曾广福 黄坦波 潘鸿铮
受保护的技术使用者：知鱼智联科技股份有限公司
技术研发日：2023.01.29
技术公布日：2023/7/12