本發(fā)明涉及一種針對考試過程中學生作弊行為的監(jiān)測判斷方法及其檢測系統(tǒng)，屬于監(jiān)考輔助設備領域。

技術背景

目前考試監(jiān)考的輔助設備有限，而且考試又作為檢驗學生學習成果和相應能力的重要手段，在考試期間大多采用傳統(tǒng)的監(jiān)考模式，需要監(jiān)考教師集中精力觀察學生在考試過程中的動作，即便如此監(jiān)考教師也不能實時的注意到每一位考生的每一個動作細節(jié)，而且浪費了大量的人力。雖然現(xiàn)在擁有一些輔助設備，但也只是利用互聯(lián)網(wǎng)進行線上考試或者通過屏蔽信號實現(xiàn)防作弊，始終無法做到對學生的動作進行實時得監(jiān)控，因此本發(fā)明提出了利用二值化圖像后提取人臉動作信息的方法，實現(xiàn)實時智能監(jiān)考的功能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決考試過程中監(jiān)考教師不能實時的觀察學生的動作、監(jiān)考耗費過多人力的問題，提出一種基于mk60人臉識別的作弊行為判斷方法。

本發(fā)明主要包括mk60芯片、ov7725攝像頭模塊、tftlcd屏幕模塊、nrf24l01通訊模塊、stm32處理器。

ov7725攝像頭模塊連接到mk60芯片的信息輸入端；

nrf24l01通訊模塊連接到mk60芯片并向終端無線傳輸信息的信息輸出端；

nrf24l01通訊模塊和tftlcd屏幕模塊分別連接到stm32的終端接收信息輸入端和顯示輸出端，作為監(jiān)控終端。

步驟一:ov7725攝像頭模塊采集到的圖像信息以rgb565模式傳輸?shù)綀D像信息分析處理端mk60芯片中，對圖像信息進行灰度化的處理，計算公式為:

gray＝(r*701+g*330+b*701)＞＞8

步驟二:圖像信息分析處理端mk60芯片對圖像信息進行二值化處理采用了otsu算法，計算公式如下:

g＝w1×(u1-u)²+w2×(u2-u)²

定義圖像的大小為m*n，第i個像素點為n(i),其中t為目標與背景的分割閾值，w1表示目標像素(灰度大于t)占圖像的比例，w1表示灰度值大于t的統(tǒng)計數(shù)，u1表示目標像素的平均灰度，背景像素占圖像的比例w2，背景像素的平均灰度u2。通過以上的公式實現(xiàn)對圖像的二值化處理。

步驟三:動作信息的提取和判斷，對于動作信息的提取本發(fā)明采用減法迭代的方法求取目標顏色數(shù)量w的變化規(guī)律，具體如下:

設第1、2……n……次人臉在整個圖像中所占數(shù)值為w1，w2，……wn……，那么通過做差的方法可以求取:

δw1＝w2–w1

δw2＝w3–w2

δwn-1＝wn–wn-1

并設動作判別信號為sw，其計算公式如下:

此時再對動作信息進行判斷，通過與相應的閾值v進行比較從而對考生的動作進行判斷閾值v的獲取方式如下:

其中k作為判斷的靈敏度的調節(jié)系數(shù)。

因此，mk60可以實時得到數(shù)據(jù)sw和動作判定閾值v，在正常動作下sw將會存在以下關系:|sw|<|v|，相應的在異常動作下，將會存在:|sw|>|v|，因此，以上信息可以作為動作判定的依據(jù)。

步驟四:通過nrf24l01通訊模塊將判別信息向終端發(fā)送，stm32作為控制終端，通過人機界面tftlcd屏幕模塊向監(jiān)考教師提供相應的考生信息。

本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明能夠對考生在考試過程中的動作進行實時的監(jiān)測判斷，通過二值化處理的人臉圖像經過提取動作信息后進行上述一系列的數(shù)據(jù)處理，能夠實現(xiàn)對學生動作的監(jiān)測、分析、響應的一體化處理，極大地減輕了監(jiān)考教師的工作強度，節(jié)省了大量的人力，對保證人才考核的公平公正性和整個社會的人才評價具有重要的意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的模塊示意圖。

圖2為本發(fā)明的不同動作下的二值化圖像動作信息δwn-1的特征圖。

圖3為本發(fā)明的工作流程框圖。

圖4為本發(fā)明的幾種動作下二值化效果圖像。

具體實施方式

mk60芯片、ov7725攝像頭模塊、tftlcd屏幕模塊、nrf24l01通訊模塊、stm32。

ov7725攝像頭模塊連接到mk60芯片的信息輸入端；

nrf24l01通訊模塊連接到mk60芯片向終端傳輸信息的信息輸出端；

mk60芯片作為圖像信息處理和動作特征提取的信息處理器；

nrf24l01通訊模塊和tftlcd屏幕模塊分別連接到stm32的終端接收信息輸入端和顯示輸出端，作為監(jiān)控終端。

工作流程:

ov7725攝像頭模實時的采集考生在考試過程中的動作信息，輸入到mk60芯中，通過mk60對輸入的圖像信息進行二值化處理，然后經過提取動作信息后，進行與動態(tài)閾值的比較，從而分析出考生的動作情況，并將信息由nrf24l01通訊模塊傳輸?shù)奖O(jiān)控終端stm32，利用人機界面tftlcd屏幕模塊向監(jiān)考教師實時地顯示考生的動作情況。