實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)及其進(jìn)程管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種考評系統(tǒng)，特別涉及一種用于對被考評者的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行考評的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度是素質(zhì)教育的重要內(nèi)容，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中體驗(yàn)和獲得科學(xué)知識，是其它教學(xué)手段所不能替代的。但目前的教學(xué)系統(tǒng)中，由于難以觀察和考評學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，因此普遍存在著重講授輕實(shí)驗(yàn)、重習(xí)題練習(xí)輕操作訓(xùn)練等的類似問題，使得實(shí)驗(yàn)的教學(xué)與考評難以充分實(shí)施。
[0003]需要一種方案，使得能夠在教學(xué)中便于觀察、考評學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，從而便于教學(xué)工作者對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行指導(dǎo)，以提高學(xué)生的實(shí)際動手能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此，本發(fā)明提供了一種實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)，用于對實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行考評，包括采集終端、以及分別與所述采集終端連接的存儲服務(wù)器和監(jiān)視器，其中，所述采集終端包括攝像頭，所述攝像頭采集實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程的視頻圖像，所述采集終端將帶有所述視頻圖像的視頻信號分別輸出到所述存儲服務(wù)器和所述監(jiān)視器；所述存儲服務(wù)器將所述視頻信號進(jìn)行存儲，以供具有預(yù)定權(quán)限的用戶讀??；所述監(jiān)視器將所述視頻信號進(jìn)行播放。
[0005]進(jìn)一步地，所述采集終端還包括編碼器，所述攝像頭采集的所述視頻圖像經(jīng)過所述編碼器編碼后形成為所述視頻信號，其中，所述編碼器以第一編碼方式對所述視頻圖像進(jìn)行編碼以得到第一視頻信號，所述采集終端將所述第一視頻信號輸出到所述存儲服務(wù)器；以及所述編碼器以第二編碼方式對所述視頻圖像進(jìn)行編碼以得到第二視頻信號，所述采集終端將所述第二視頻信號輸出到所述監(jiān)視器。
[0006]進(jìn)一步地，所述采集終端的個(gè)數(shù)為多個(gè)，每個(gè)所述采集終端分別設(shè)置于考場內(nèi)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌附近，以采集操作所述每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌的實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程的視頻圖像。
[0007]進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括考評終端，所述考評終端包括相互連接的視頻分析模塊和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊，其中，所述視頻分析模塊分析所述視頻信號中實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程從而進(jìn)行考評，以獲得該實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)耗時(shí)、實(shí)驗(yàn)步驟、每個(gè)步驟的操作是否正確、以及實(shí)驗(yàn)使用的資源的實(shí)驗(yàn)信息；所述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊獲取所述視頻分析模塊獲得的實(shí)驗(yàn)信息以及對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)者的身份信息作為原始數(shù)據(jù)，并對多份該原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以得到各年齡階段的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考評情況的統(tǒng)計(jì)、男女學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考評情況的統(tǒng)計(jì)、各地區(qū)的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考評情況的統(tǒng)計(jì)、各學(xué)校的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考評情況的統(tǒng)計(jì)、以及各教師的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)考評情況的統(tǒng)
i+o
[0008]優(yōu)選地，所述考評終端與所述存儲服務(wù)器相連接，并具有所述預(yù)定權(quán)限能夠讀取所述存儲服務(wù)器中存儲的所述視頻信號，以供所述視頻分析模塊分析和考評?？蛇x地，所述考評終端與所述監(jiān)視器的輸入端口相連接，接收所述采集終端輸出到所述監(jiān)視器的所述視頻信號，以供所述視頻分析模塊分析和考評。
[0009]優(yōu)選地，所述采集終端還包括控制模塊，所述控制模塊根據(jù)中央服務(wù)器的指令控制所述采集終端開始和停止采集所述視頻圖像。
[0010]優(yōu)選地，所述每個(gè)采集終端的所述攝像頭的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，分別設(shè)置于所述實(shí)驗(yàn)桌的相對的兩個(gè)位置。
[0011]本發(fā)明還提供了一種用于上述實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)的進(jìn)程管理方法，所述控制模塊中運(yùn)行用于控制所述采集終端的運(yùn)行的控制進(jìn)程、所述控制進(jìn)程創(chuàng)建的橋接進(jìn)程、以及所述橋接進(jìn)程創(chuàng)建的用于控制所述視頻圖像的采集的采集進(jìn)程，其中，所述控制進(jìn)程創(chuàng)建并監(jiān)控命名管道，當(dāng)所述命名管道有消息寫入時(shí)，所述控制進(jìn)程讀出并處理所述消息，當(dāng)所述消息中包括的所述采集進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)為異常時(shí)，所述控制進(jìn)程結(jié)束所述橋接進(jìn)程，并向所述采集進(jìn)程發(fā)送結(jié)束采集的命令；所述采集進(jìn)程以預(yù)定的第一時(shí)間間隔將包括所述采集進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)的消息寫入所述命名管道，當(dāng)接收到所述控制進(jìn)程發(fā)送的結(jié)束采集的命令時(shí)，所述采集進(jìn)程控制所述采集終端停止采集所述視頻圖像。
[0012]進(jìn)一步地，所述控制模塊還運(yùn)行時(shí)鐘，所述時(shí)鐘按照預(yù)定的第二時(shí)間間隔以中斷形式向所述控制進(jìn)程發(fā)送所述采集進(jìn)程的運(yùn)行時(shí)長，所述控制進(jìn)程將所述運(yùn)行時(shí)長與預(yù)定時(shí)長進(jìn)行比較，若所述運(yùn)行時(shí)長大于或等于所述預(yù)定時(shí)長，則結(jié)束所述橋接進(jìn)程，并向所述采集進(jìn)程發(fā)送結(jié)束采集的命令。
[0013]本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)及其進(jìn)程管理方法，使得在教學(xué)中便于觀察、考評學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，從而便于教學(xué)工作者對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行指導(dǎo)，以提高學(xué)生的實(shí)際動手能力。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)的進(jìn)程管理方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)及其進(jìn)程管理方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的用于對實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行考評的實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)，包括采集終端、以及分別與采集終端連接的存儲服務(wù)器和監(jiān)視器。其中，采集終端包括攝像頭，其采集實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程的視頻圖像，采集終端將帶有該視頻圖像的視頻信號分別輸出到存儲服務(wù)器和監(jiān)視器。存儲服務(wù)器將采集終端輸出的視頻圖像進(jìn)行存儲，以供具有預(yù)定權(quán)限的用戶(比如考評人員)讀取，從而實(shí)現(xiàn)非實(shí)時(shí)查看、回放、點(diǎn)播等功能。監(jiān)視器將采集終端輸出的視頻信號進(jìn)行播放，即將實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行現(xiàn)場直播，以便監(jiān)考人員或考評人員實(shí)時(shí)查看。
[0019]該系統(tǒng)既有直播的視頻圖像，以供監(jiān)考或考評人員實(shí)時(shí)查看，這樣保證了考評人員既可以對實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程作出一些及時(shí)的反應(yīng)，例如，對提前交卷的處理、對故障的處理、對作弊的處理等；同時(shí)，該系統(tǒng)還有存儲在服務(wù)器中的存儲圖像，以供考評人員反復(fù)觀看，使得實(shí)驗(yàn)過程可追溯，保證考評人員不會因?yàn)樯钥v即逝的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而忙亂，也不會因?yàn)槲从^察到的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)而失去考評的公正性，同時(shí)還可以解決人力不足的問題。
[0020]如圖所示，采集終端的個(gè)數(shù)可以為多個(gè)，其個(gè)數(shù)由待考評的實(shí)驗(yàn)者的個(gè)數(shù)決定。當(dāng)然，也可以在一個(gè)考場內(nèi)設(shè)置一個(gè)采集終端，其用來采集該考場內(nèi)的所有實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程。但本發(fā)明優(yōu)選地，在一個(gè)考場內(nèi)設(shè)置多個(gè)采集終端，每個(gè)采集終端只采集一個(gè)實(shí)驗(yàn)者的視頻信號，即，每個(gè)采集終端分別設(shè)置于考場內(nèi)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌附近，以采集操作每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌的實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程的視頻圖像?；谶@些視頻圖像，監(jiān)考人員可以對每個(gè)實(shí)驗(yàn)者是否出現(xiàn)違規(guī)行為作出監(jiān)控；考評人員可以得知每個(gè)實(shí)驗(yàn)者對某個(gè)實(shí)驗(yàn)的某個(gè)知識點(diǎn)的掌握程度(例如，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)者完成某個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程是否有較明顯的停頓來判斷其是否在一些知識點(diǎn)上有疑慮；或者還可以從實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性來評判該實(shí)驗(yàn)者是否真正掌握了該實(shí)驗(yàn)方法等)，從而可以得知哪些知識點(diǎn)或者實(shí)驗(yàn)方法需要重點(diǎn)教學(xué)，才能改善教學(xué)過程，提高實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)水平。
[0021]優(yōu)選地，參照圖2，每個(gè)采集終端包括兩個(gè)攝像頭，兩個(gè)攝像頭分別設(shè)置于實(shí)驗(yàn)桌的相對的兩個(gè)位置，以便監(jiān)考人員或考評人員全面地觀察實(shí)驗(yàn)者的行為。為了便于安裝和維護(hù)，采集終端可采用嵌入式設(shè)備，即通過一個(gè)主芯片帶兩個(gè)攝像頭進(jìn)行視頻圖像的采集。攝像頭可采用小型的USB攝像頭，這樣占用空間小，也能避免給實(shí)驗(yàn)者帶來心理壓力。
[0022]為了獲得清晰的視頻圖像，采集終端的攝像頭優(yōu)選地使用高清攝像頭，例如，采集流媒體YUV格式的視頻圖像，以使得采集的視頻圖像的清晰度滿足系統(tǒng)的需求。但隨之而來的問題是，視頻圖像的分辨率越大、清晰度越高，其傳輸?shù)拇a流就會越多，網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力也越大，但網(wǎng)絡(luò)帶寬有限時(shí)，會對試驗(yàn)情況的現(xiàn)場直播造成障礙；并且對于需要存儲視頻信號的存儲服務(wù)器來說，數(shù)據(jù)流量的增大，就意味著存儲空間的需求變大，增加了硬件成本與管理成本。因此，在追求高畫質(zhì)的同時(shí)，還要考慮對網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲空間帶來的壓力。
[0023]為了解決上述問題，繼續(xù)參照圖1，采集終端還包括編碼器，攝像頭采集的視頻圖像經(jīng)過編碼器編碼后形成為視頻信號。編碼器以第一編碼方式對視頻圖像進(jìn)行編碼以得到第一視頻信號，采集終端將第一視頻信號輸出到存儲服務(wù)器進(jìn)行存儲。同時(shí)，編碼器以第二編碼方式對視頻圖像進(jìn)行編碼以得到第二視頻信號，采集終端將第二視頻信號輸出到監(jiān)視器進(jìn)行播放。
[0024]如此，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)考評系統(tǒng)使用了雙碼流技術(shù)，即在采集終端中同時(shí)并存兩種碼流。通過編碼器采用兩種格式分別編碼來實(shí)現(xiàn)，一種碼流用于網(wǎng)絡(luò)傳輸，另一種碼流用于高品質(zhì)的實(shí)時(shí)存儲，同時(shí)兼顧了本地存儲和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膯栴}，解決了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i問題，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬靈活選擇兩種編碼方式，即選擇碼流的大小，讓高清存儲與實(shí)時(shí)播放同時(shí)實(shí)現(xiàn)。
[0025]優(yōu)選地，用于數(shù)據(jù)存儲的第一編碼方式為H.264編碼，用于網(wǎng)絡(luò)直播的第二編碼方式為MPEG4編碼。
[0026]為了對實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行自動化地考評，進(jìn)一步