本发明涉及智能教学的技术领域,特别涉及一种多媒体感官教学系统。
背景技术:
教学过程的形式丰富性和多样性会影响教学质量,目前,课程教学逐步向智能教学的方式发展,通过智能教学能够满足不同教师和/或学生的需求,并且智能教学还可依托线上教学的模式来随时随地实时相应的课程教学。但是,现有技术的智能教学都只是专注于对教学内容或者教学灵活性的改进,其仍然只局限于一对一或者多对多的知识教学传递,其并未在教学过程中对教师和/或学生进行感官上的同步改变,这无可避免地使得课堂教学的气氛沉闷和互动性较差,并严重地影响教学质量。可见,现有技术的教学模式并没有利用多媒体互动技术在教学过程中对教师和/或学生进行感官上的同步改变,这严重地影响了智能教学的互动性和场景多变性,同时也不利于提高互动教学的教学效率和教学趣味性。
技术实现要素:
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种多媒体感官教学系统,该多媒体感官教学系统包括教学相关对象确定模块、对象感官检测模块、教学三维空间状态检测模块、感官互动模块和多媒体教学执行模块;其中,该教学相关对象确定模块用于对当前教学场景存在的教师对象和/或学生对象进行定标,以此确定该教师对象和/或该学生对象对应的场景动态相关信息;该对象感官检测模块用于根据该场景动态相关信息,获取该教师对象和/或该学生对象对应的实时感官信息;该教学三维空间状态检测模块用于获取当前教学场景所处的三维空间对应的空间状态变化信息;该感官互动模块用于根据该实时感官信息和该空间状态变化信息,向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈;该多媒体教学执行模块用于根据该感官互动反馈的结果,适应性地执行多媒体教学动作;可见,该多媒体感官教学系统通过对当前教学场景存在的教师对象和/或学生对象进行定标,以此确定该教师对象和/或该学生对象对应的场景动态相关信息,并根据该场景动态相关信息,获取该教师对象和/或该学生对象对应的实时感官信息,还获取当前教学场景所处的三维空间对应的空间状态变化信息,再根据该实时感官信息和该空间状态变化信息,向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈,从而根据该感官互动反馈的结果,适应性地执行多媒体教学动作,该多媒体感官教学系统充分利用多媒体互动技术在教学过程中对教师和/或学生进行感官上的同步改变,从而改善教学的互动性和场景多变性,以及提高互动教学的教学效率和教学趣味性。
本发明提供一种多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述多媒体感官教学系统包括教学相关对象确定模块、对象感官检测模块、教学三维空间状态检测模块、感官互动模块和多媒体教学执行模块;其中,
所述教学相关对象确定模块用于对当前教学场景存在的教师对象和/或学生对象进行定标,以此确定所述教师对象和/或所述学生对象对应的场景动态相关信息;
所述对象感官检测模块用于根据所述场景动态相关信息,获取所述教师对象和/或所述学生对象对应的实时感官信息;
所述教学三维空间状态检测模块用于获取当前教学场景所处的三维空间对应的空间状态变化信息;
所述感官互动模块用于根据所述实时感官信息和所述空间状态变化信息,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的感官互动反馈;
所述多媒体教学执行模块用于根据所述感官互动反馈的结果,适应性地执行多媒体教学动作;
进一步,所述教学相关对象确定模块包括教学场景确定子模块,对象定标子模块和场景动态信息确定子模块;其中,
所述教学场景确定子模块用于对当前教学过程存在教学相关人员和/或物体进行视觉锁定,以此确定当前教学过程对应的教学场景;
所述对象定标子模块用于对当前教学过程中存在的教师对象和/或学生对象于所述教学场景中的动态状态进行定标,以此获得相应的空间位置动态信息;
所述场景动态信息确定子模块用于根据所述空间位置动态信息,计算所述教师对象和/或所述学生对象于所述教学场景中的动态模拟轨迹,以此确定所述场景动态相关信息;
进一步,所述教学场景确定子模块包括视觉锁定单元和场景变换单元;其中,
所述视觉锁定单元用于对当前教学过程存在的教学人员和/或物体进行关于景深差异和/或色调差异的视觉锁定;
所述场景变换单元用于根据所述视觉锁定的结果,对初始化教学场景进行景深变换和/或色调变换,以此确定得到与当前教学过程匹配的教学场景;
或者,
所述场景动态信息确定子模块包括动态模拟轨迹计算单元和场景动态相关信息计算单元;其中,
所述动态模拟轨迹计算单元用于根据预设动态位姿拟合模型,将所述空间位置动态信息拟合化为所述动态模拟轨迹;
所述场景动态相关信息计算单元用于将所述动态模拟轨迹进行差分异化计算,以此获得所述场景动态相关信息;
进一步,所述对象感官检测模块包括对象感官-场景关联确定子模块、对象感官状态确定子模块和感官信息生成子模块;其中,
所述对象感官-场景关联确定子模块用于根据所述场景动态相关信息,确定所述教师对象和/或所述学生对象各自的感官在教学场景动态变化的情况下对应的感官敏感度值和/或感官极限度值;
所述对象感官状态确定子模块用于根据所述感官敏感度值和/或所述感官极限度值,确定所述教师对象和/或所述学生对象的感官工作状态;
所述感官信息生成子模块用于根据所述感官工作状态,确定所述教师对象和/或所述学生对象各自的实时感官信息;
进一步,所述对象感官-场景关联确定子模块包括场景动态相关信息解析单元、感官敏感度值计算单元和感官极限度值计算单元;其中,
所述场景动态相关信息解析单元用于根据预设人体场景变换感知模型对所述场景动态相关信息进行解析,以此获得关于所述教师对象和/或所述学生对象的场景-感官关联评价函数;
所述感官敏感度值计算单元用于对所述场景-感官关联评价函数进行关于感官敏感度的反演处理,以此获得所述感官敏感度值;
所述感官极限度值计算单元用于对所述场景-感官关联评价函数进行关于感官极限度的反演处理,以此获得所述感官极限度值;
或者,
所述感官信息生成子模块包括视觉信息生成单元、听觉信息生成单元、嗅觉信息生成单元和触觉信息生成单元;其中,
所述视觉信息生成单元、所述听觉信息生成单元、所述嗅觉信息生成单元和所述触觉信息生成单元用于分别根据所述感官工作状态,生成所述教师对象和/或所述学生对象各自的实时视觉信息、实时听觉信息、实时嗅觉信息和实时触觉信息;
进一步,所述教学三维空间状态检测模块包括三维空间标记子模块和空间状态变化检测子模块;其中,
所述三维空间标记子模块用于对当前教学场景对应的场景边界进行标记,以此确定当前教学场景所处的三维空间;
所述空间状态变化检测子模块用于对当前教学场景所处的三维空间对应的不同子空间区域进行检测,以此获得每一个子空间区域对应的空间扰动信息,以作为所述空间状态变化信息;
进一步,所述三维空间标记子模块包括场景边界确定单元和标记执行单元;其中,
所述场景边界确定单元用于根据当前教学场景的视觉模糊边缘区域和/或听觉模糊边缘区域,确定当前教学场景对应的场景边界;
所述标记执行单元用于对所述场景边界进行离散化标记,以此确定当前教学场景所处的三维空间;
进一步,所述感官互动模块包括感官-三维空间关联分析子模块、感官反馈动作确定子模块和感官反馈执行子模块;其中,
所述感官-三维空间关联分析子模块用于根据预设感官-三维空间关联神经网络模型,对所述实时感官信息和所述空间状态变化信息进行关联演算分析,以此获得感官-三维空间动态关联信息;
所述感官反馈动作确定子模块用于根据所述感官-三维空间动态关联信息,确定对于所述教师对象和/或所述学生对象的感官反馈动作类型和/或感官反馈动作强度;
所述感官反馈执行子模块用于根据所述官反馈动作类型和/或所述感官反馈动作强度,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的感官互动反馈;
进一步,所述感官反馈执行子模块包括视觉反馈执行子模块、听觉反馈执行子模块、嗅觉反馈执行子模块和触觉反馈执行子模块;其中,
所述视觉反馈执行子模块、所述听觉反馈执行子模块、所述嗅觉反馈执行子模块和所述触觉反馈执行子模块用于根据所述官反馈动作类型和/或所述感官反馈动作强度,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的视觉互动反馈、听觉互动反馈、嗅觉互动反馈和触觉互动反馈;
进一步,所述多媒体教学执行模块包括教学内容确定子模块和多媒体教学动作执行子模块;其中,
所述教学内容确定子模块用于确定多媒体教学对应的教学内容;
所述多媒体教学动作执行子模块用于根据所述感官互动反馈的结果和所述教学内容,适应性地执行所述多媒体教学动作。
进一步,所述感官互动模块用于根据所述实时感官信息和所述空间状态变化信息,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的感官互动反馈;其中,
还包括,根据所述教学场景确定子模块识别视觉感官信息,并通过所述教学三维空间状态检测模块确定当前教学场景所处的三维空间状态,并根据所述视觉实时感官信息和该三维空间状态变化信息,获取教学场景最佳感官形态,执行向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈操作;其具体实现步骤如下;
步骤a1、根据所述视觉锁定单元对当前教学过程存在的教学物体进行相关图像信息采集;
步骤a2、将所述步骤a1采集获取的教学物体图像信息进行像素优化处理,以提高所述采集图片的清晰度,并通过公式(1)获取所述物体视觉感官信息;
其中,n为正整数,π为圆周率,exp为自然常数e为底数的指数函数,x为所述物体图片中的颜色数量,y为所述物体图片中的纹理数量,z为所述物体图片中的形状数量,cx为所述物体图片中的颜色数量x的各颜色色差比例,gy为所述物体图片中的纹理数量y的各纹理的景深比例,sz为所述物体图片中的形状数量z时各形状所占比例,
步骤a3、通过所述教学三维空间状态检测模块确定当前教学场景所处的三维空间状态,如视觉模糊边缘区域、物体所处空间状态信息等,通过公式(2)处理,以获取所述三维空间状态变化信息;
其中,i为所述教学场景中以物体为基准点向右方向延伸的横向向量值,j为所述教学场景中以物体为基准点向前延伸且夹角与i方向呈90°的纵向向量值,k为所述教学场景中以物体为基准点向上延伸的垂直方向向量值,o[i,j]反映所述教学二维平面空间边缘的距离,p[i,k]反映反映所述教学二维垂直面空间边缘的强度,r[j,k]反映所述教学二维平面空间延展的方向,arctan(o[i,j]/p[i,k]为获取平面局部方向角,q(i,j,k)为获取所述三维空间状态变化信息;
步骤a4、根据步骤a2获取的所述物体视觉感官信息和步骤a3获取的所述三维空间状态变化信息,获取教学场景最佳感官形态,执行向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈操作;
其中,o为所述视觉感官信息与空间状态变化信息的随机组合数量,
相比于现有技术,该多媒体感官教学系统通过对当前教学场景存在的教师对象和/或学生对象进行定标,以此确定该教师对象和/或该学生对象对应的场景动态相关信息,并根据该场景动态相关信息,获取该教师对象和/或该学生对象对应的实时感官信息,还获取当前教学场景所处的三维空间对应的空间状态变化信息,再根据该实时感官信息和该空间状态变化信息,向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈,从而根据该感官互动反馈的结果,适应性地执行多媒体教学动作,该多媒体感官教学系统充分利用多媒体互动技术在教学过程中对教师和/或学生进行感官上的同步改变,从而改善教学的互动性和场景多变性,以及提高互动教学的教学效率和教学趣味性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种多媒体感官教学系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1,为本发明实施例提供的一种多媒体感官教学系统的结构示意图。该多媒体感官教学系统包括教学相关对象确定模块、对象感官检测模块、教学三维空间状态检测模块、感官互动模块和多媒体教学执行模块;其中,
该教学相关对象确定模块用于对当前教学场景存在的教师对象和/或学生对象进行定标,以此确定该教师对象和/或该学生对象对应的场景动态相关信息;
该对象感官检测模块用于根据该场景动态相关信息,获取该教师对象和/或该学生对象对应的实时感官信息;
该教学三维空间状态检测模块用于获取当前教学场景所处的三维空间对应的空间状态变化信息;
该感官互动模块用于根据该实时感官信息和该空间状态变化信息,向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈;
该多媒体教学执行模块用于根据该感官互动反馈的结果,适应性地执行多媒体教学动作。
优选地,该教学相关对象确定模块包括教学场景确定子模块,对象定标子模块和场景动态信息确定子模块;其中,
该教学场景确定子模块用于对当前教学过程存在教学相关人员和/或物体进行视觉锁定,以此确定当前教学过程对应的教学场景;
该对象定标子模块用于对当前教学过程中存在的教师对象和/或学生对象于该教学场景中的动态状态进行定标,以此获得相应的空间位置动态信息;
该场景动态信息确定子模块用于根据该空间位置动态信息,计算该教师对象和/或该学生对象于该教学场景中的动态模拟轨迹,以此确定该场景动态相关信息。
优选地,该教学场景确定子模块包括视觉锁定单元和场景变换单元;其中,
该视觉锁定单元用于对当前教学过程存在的教学人员和/或物体进行关于景深差异和/或色调差异的视觉锁定;
该场景变换单元用于根据该视觉锁定的结果,对初始化教学场景进行景深变换和/或色调变换,以此确定得到与当前教学过程匹配的教学场景。
优选地,该场景动态信息确定子模块包括动态模拟轨迹计算单元和场景动态相关信息计算单元;其中,
该动态模拟轨迹计算单元用于根据预设动态位姿拟合模型,将该空间位置动态信息拟合化为该动态模拟轨迹;
该场景动态相关信息计算单元用于将该动态模拟轨迹进行差分异化计算,以此获得该场景动态相关信息。
优选地,该对象感官检测模块包括对象感官-场景关联确定子模块、对象感官状态确定子模块和感官信息生成子模块;其中,
该对象感官-场景关联确定子模块用于根据该场景动态相关信息,确定该教师对象和/或该学生对象各自的感官在教学场景动态变化的情况下对应的感官敏感度值和/或感官极限度值;
该对象感官状态确定子模块用于根据该感官敏感度值和/或该感官极限度值,确定该教师对象和/或该学生对象的感官工作状态;
该感官信息生成子模块用于根据该感官工作状态,确定该教师对象和/或该学生对象各自的实时感官信息。
优选地,该对象感官-场景关联确定子模块包括场景动态相关信息解析单元、感官敏感度值计算单元和感官极限度值计算单元;其中,
该场景动态相关信息解析单元用于根据预设人体场景变换感知模型对该场景动态相关信息进行解析,以此获得关于该教师对象和/或该学生对象的场景-感官关联评价函数;
该感官敏感度值计算单元用于对该场景-感官关联评价函数进行关于感官敏感度的反演处理,以此获得该感官敏感度值;
该感官极限度值计算单元用于对该场景-感官关联评价函数进行关于感官极限度的反演处理,以此获得该感官极限度值。
优选地,该感官信息生成子模块包括视觉信息生成单元、听觉信息生成单元、嗅觉信息生成单元和触觉信息生成单元;其中,
该视觉信息生成单元、该听觉信息生成单元、该嗅觉信息生成单元和该触觉信息生成单元用于分别根据该感官工作状态,生成该教师对象和/或该学生对象各自的实时视觉信息、实时听觉信息、实时嗅觉信息和实时触觉信息。
优选地,该教学三维空间状态检测模块包括三维空间标记子模块和空间状态变化检测子模块;其中,
该三维空间标记子模块用于对当前教学场景对应的场景边界进行标记,以此确定当前教学场景所处的三维空间;
该空间状态变化检测子模块用于对当前教学场景所处的三维空间对应的不同子空间区域进行检测,以此获得每一个子空间区域对应的空间扰动信息,以作为该空间状态变化信息。
优选地,该三维空间标记子模块包括场景边界确定单元和标记执行单元;其中,
该场景边界确定单元用于根据当前教学场景的视觉模糊边缘区域和/或听觉模糊边缘区域,确定当前教学场景对应的场景边界;
该标记执行单元用于对该场景边界进行离散化标记,以此确定当前教学场景所处的三维空间。
优选地,该感官互动模块包括感官-三维空间关联分析子模块、感官反馈动作确定子模块和感官反馈执行子模块;其中,
该感官-三维空间关联分析子模块用于根据预设感官-三维空间关联神经网络模型,对该实时感官信息和该空间状态变化信息进行关联演算分析,以此获得感官-三维空间动态关联信息;
该感官反馈动作确定子模块用于根据该感官-三维空间动态关联信息,确定对于该教师对象和/或该学生对象的感官反馈动作类型和/或感官反馈动作强度;
该感官反馈执行子模块用于根据该官反馈动作类型和/或该感官反馈动作强度,向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈。
优选地,该感官反馈执行子模块包括视觉反馈执行子模块、听觉反馈执行子模块、嗅觉反馈执行子模块和触觉反馈执行子模块;其中,
该视觉反馈执行子模块、该听觉反馈执行子模块、该嗅觉反馈执行子模块和该触觉反馈执行子模块用于根据该官反馈动作类型和/或该感官反馈动作强度,向该教师对象和/或该学生对象提供相应的视觉互动反馈、听觉互动反馈、嗅觉互动反馈和触觉互动反馈。
优选地,该多媒体教学执行模块包括教学内容确定子模块和多媒体教学动作执行子模块;其中,
该教学内容确定子模块用于确定多媒体教学对应的教学内容;
该多媒体教学动作执行子模块用于根据该感官互动反馈的结果和该教学内容,适应性地执行该多媒体教学动作。
优选地,所述感官互动模块用于根据所述实时感官信息和所述空间状态变化信息,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的感官互动反馈;其中,还包括,根据所述教学场景确定子模块识别视觉感官信息,并通过所述教学三维空间状态检测模块确定当前教学场景所处的三维空间状态,并根据所述视觉实时感官信息和该三维空间状态变化信息,获取教学场景最佳感官形态,执行向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈操作;其具体实现步骤如下;
步骤a1、根据所述视觉锁定单元对当前教学过程存在的教学物体进行相关图像信息采集;
步骤a2、将所述步骤a1采集获取的教学物体图像信息进行像素优化处理,以提高所述采集图片的清晰度,并通过公式(1)获取所述物体视觉感官信息;
其中,n为正整数,π为圆周率,exp为自然常数e为底数的指数函数,x为所述物体图片中的颜色数量,y为所述物体图片中的纹理数量,z为所述物体图片中的形状数量,cx为所述物体图片中的颜色数量x的各颜色色差比例,gy为所述物体图片中的纹理数量y的各纹理的景深比例,sz为所述物体图片中的形状数量z时各形状所占比例,
步骤a3、通过所述教学三维空间状态检测模块确定当前教学场景所处的三维空间状态,如视觉模糊边缘区域、物体所处空间状态信息等,通过公式(2)处理,以获取所述三维空间状态变化信息;
其中,i为所述教学场景中以物体为基准点向右方向延伸的横向向量值,j为所述教学场景中以物体为基准点向前延伸且夹角与i方向呈90°的纵向向量值,k为所述教学场景中以物体为基准点向上延伸的垂直方向向量值,o[i,j]反映所述教学二维平面空间边缘的距离,p[i,k]反映反映所述教学二维垂直面空间边缘的强度,r[j,k]反映所述教学二维平面空间延展的方向,arctan(o[i,j]/p[i,k]为获取平面局部方向角,q(i,j,k)为获取所述三维空间状态变化信息;
步骤a4、根据步骤a2获取的所述物体视觉感官信息和步骤a3获取的所述三维空间状态变化信息,获取教学场景最佳感官形态,执行向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈操作;
其中,o为所述视觉感官信息与空间状态变化信息的随机组合数量,
上述技术方案的有益效果是:该技术方案从所述目标对象视感官觉方面着手,通过实时获取的视觉感官结果,结合目标对象所处的三维空间状态,进行最优组合获取最佳感官形态,提高了所述目标对象的感官体验,并通过在教学过程中对教师和/或学生进行感官上的同步改变,不仅改善教学了的互动性和场景多变性,而且也提高互动教学的教学效率和教学趣味性。
从上述实施例的内容可知,该多媒体感官教学系统通过对当前教学场景存在的教师对象和/或学生对象进行定标,以此确定该教师对象和/或该学生对象对应的场景动态相关信息,并根据该场景动态相关信息,获取该教师对象和/或该学生对象对应的实时感官信息,还获取当前教学场景所处的三维空间对应的空间状态变化信息,再根据该实时感官信息和该空间状态变化信息,向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈,从而根据该感官互动反馈的结果,适应性地执行多媒体教学动作,该多媒体感官教学系统充分利用多媒体互动技术在教学过程中对教师和/或学生进行感官上的同步改变,从而改善教学的互动性和场景多变性,以及提高互动教学的教学效率和教学趣味性。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
1.多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述多媒体感官教学系统包括教学相关对象确定模块、对象感官检测模块、教学三维空间状态检测模块、感官互动模块和多媒体教学执行模块;
其中,
所述教学相关对象确定模块用于对当前教学场景存在的教师对象和/或学生对象进行定标,以此确定所述教师对象和/或所述学生对象对应的场景动态相关信息;
所述对象感官检测模块用于根据所述场景动态相关信息,获取所述教师对象和/或所述学生对象对应的实时感官信息;
所述教学三维空间状态检测模块用于获取当前教学场景所处的三维空间对应的空间状态变化信息;
所述感官互动模块用于根据所述实时感官信息和所述空间状态变化信息,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的感官互动反馈;
所述多媒体教学执行模块用于根据所述感官互动反馈的结果,适应性地执行多媒体教学动作。
2.如权利要求1所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述教学相关对象确定模块包括教学场景确定子模块,对象定标子模块和场景动态信息确定子模块;其中,
所述教学场景确定子模块用于对当前教学过程存在教学相关人员和/或物体进行视觉锁定,以此确定当前教学过程对应的教学场景;
所述对象定标子模块用于对当前教学过程中存在的教师对象和/或学生对象于所述教学场景中的动态状态进行定标,以此获得相应的空间位置动态信息;
所述场景动态信息确定子模块用于根据所述空间位置动态信息,计算所述教师对象和/或所述学生对象于所述教学场景中的动态模拟轨迹,以此确定所述场景动态相关信息。
3.如权利要求2所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述教学场景确定子模块包括视觉锁定单元和场景变换单元;其中,
所述视觉锁定单元用于对当前教学过程存在的教学人员和/或物体进行关于景深差异和/或色调差异的视觉锁定;
所述场景变换单元用于根据所述视觉锁定的结果,对初始化教学场景进行景深变换和/或色调变换,以此确定得到与当前教学过程匹配的教学场景;
或者,
所述场景动态信息确定子模块包括动态模拟轨迹计算单元和场景动态相关信息计算单元;其中,
所述动态模拟轨迹计算单元用于根据预设动态位姿拟合模型,将所述空间位置动态信息拟合化为所述动态模拟轨迹;
所述场景动态相关信息计算单元用于将所述动态模拟轨迹进行差分异化计算,以此获得所述场景动态相关信息。
4.如权利要求1所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述对象感官检测模块包括对象感官-场景关联确定子模块、对象感官状态确定子模块和感官信息生成子模块;其中,
所述对象感官-场景关联确定子模块用于根据所述场景动态相关信息,确定所述教师对象和/或所述学生对象各自的感官在教学场景动态变化的情况下对应的感官敏感度值和/或感官极限度值;
所述对象感官状态确定子模块用于根据所述感官敏感度值和/或所述感官极限度值,确定所述教师对象和/或所述学生对象的感官工作状态;
所述感官信息生成子模块用于根据所述感官工作状态,确定所述教师对象和/或所述学生对象各自的实时感官信息。
5.如权利要求4所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述对象感官-场景关联确定子模块包括场景动态相关信息解析单元、感官敏感度值计算单元和感官极限度值计算单元;其中,
所述场景动态相关信息解析单元用于根据预设人体场景变换感知模型对所述场景动态相关信息进行解析,以此获得关于所述教师对象和/或所述学生对象的场景-感官关联评价函数;
所述感官敏感度值计算单元用于对所述场景-感官关联评价函数进行关于感官敏感度的反演处理,以此获得所述感官敏感度值;
所述感官极限度值计算单元用于对所述场景-感官关联评价函数进行关于感官极限度的反演处理,以此获得所述感官极限度值;
或者,
所述感官信息生成子模块包括视觉信息生成单元、听觉信息生成单元、嗅觉信息生成单元和触觉信息生成单元;其中,
所述视觉信息生成单元、所述听觉信息生成单元、所述嗅觉信息生成单元和所述触觉信息生成单元用于分别根据所述感官工作状态,生成所述教师对象和/或所述学生对象各自的实时视觉信息、实时听觉信息、实时嗅觉信息和实时触觉信息。
6.如权利要求1所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述教学三维空间状态检测模块包括三维空间标记子模块和空间状态变化检测子模块;其中,
所述三维空间标记子模块用于对当前教学场景对应的场景边界进行标记,以此确定当前教学场景所处的三维空间;
所述空间状态变化检测子模块用于对当前教学场景所处的三维空间对应的不同子空间区域进行检测,以此获得每一个子空间区域对应的空间扰动信息,以作为所述空间状态变化信息。
7.如权利要求6所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述三维空间标记子模块包括场景边界确定单元和标记执行单元;其中,所述场景边界确定单元用于根据当前教学场景的视觉模糊边缘区域和/或听觉模糊边缘区域,确定当前教学场景对应的场景边界;
所述标记执行单元用于对所述场景边界进行离散化标记,以此确定当前教学场景所处的三维空间。
8.如权利要求1所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述感官互动模块包括感官-三维空间关联分析子模块、感官反馈动作确定子模块和感官反馈执行子模块;其中,
所述感官-三维空间关联分析子模块用于根据预设感官-三维空间关联神经网络模型,对所述实时感官信息和所述空间状态变化信息进行关联演算分析,以此获得感官-三维空间动态关联信息;
所述感官反馈动作确定子模块用于根据所述感官-三维空间动态关联信息,确定对于所述教师对象和/或所述学生对象的感官反馈动作类型和/或感官反馈动作强度;
所述感官反馈执行子模块用于根据所述官反馈动作类型和/或所述感官反馈动作强度,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的感官互动反馈。
9.如权利要求8所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述感官反馈执行子模块包括视觉反馈执行子模块、听觉反馈执行子模块、嗅觉反馈执行子模块和触觉反馈执行子模块;其中,
所述视觉反馈执行子模块、所述听觉反馈执行子模块、所述嗅觉反馈执行子模块和所述触觉反馈执行子模块用于根据所述官反馈动作类型和/或所述感官反馈动作强度,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的视觉互动反馈、听觉互动反馈、嗅觉互动反馈和触觉互动反馈。
10.如权利要求1所述的多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述多媒体教学执行模块包括教学内容确定子模块和多媒体教学动作执行子模块;其中,
所述教学内容确定子模块用于确定多媒体教学对应的教学内容;
所述多媒体教学动作执行子模块用于根据所述感官互动反馈的结果和所述教学内容,适应性地执行所述多媒体教学动作。
11.如权利要求1所要求的一种多媒体感官教学系统,其特征在于:
所述感官互动模块用于根据所述实时感官信息和所述空间状态变化信息,向所述教师对象和/或所述学生对象提供相应的感官互动反馈;
还包括,根据所述教学场景确定子模块识别视觉感官信息,并通过所述教学三维空间状态检测模块确定当前教学场景所处的三维空间状态,并根据所述视觉实时感官信息和该三维空间状态变化信息,获取教学场景最佳感官形态,执行向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈操作;其具体实现步骤如下;
步骤a1、根据所述视觉锁定单元对当前教学过程存在的教学物体进行相关图像信息采集;
步骤a2、将所述步骤a1采集获取的教学物体图像信息进行像素优化处理,以提高所述采集图片的清晰度,并通过公式(1)获取所述物体视觉感官信息;
其中,n为正整数,π为圆周率,exp为自然常数e为底数的指数函数,x为所述物体图片中的颜色数量,y为所述物体图片中的纹理数量,z为所述物体图片中的形状数量,cx为所述物体图片中的颜色数量x的各颜色色差比例,gy为所述物体图片中的纹理数量y的各纹理的景深比例,sz为所述物体图片中的形状数量z时各形状所占比例,
步骤a3、通过所述教学三维空间状态检测模块确定当前教学场景所处的三维空间状态,如视觉模糊边缘区域、物体所处空间状态信息等,通过公式(2)处理,以获取所述三维空间状态变化信息;
其中,i为所述教学场景中以物体为基准点向右方向延伸的横向向量值,j为所述教学场景中以物体为基准点向前延伸且夹角与i方向呈90°的纵向向量值,k为所述教学场景中以物体为基准点向上延伸的垂直方向向量值,o[i,j]反映所述教学二维平面空间边缘的距离,p[i,k]反映反映所述教学二维垂直面空间边缘的强度,r[j,k]反映所述教学二维平面空间延展的方向,arctan(o[i,j]/p[i,k]为获取平面局部方向角,q(i,j,k)为获取所述三维空间状态变化信息;
步骤a4、根据步骤a2获取的所述物体视觉感官信息和步骤a3获取的所述三维空间状态变化信息,获取教学场景最佳感官形态,执行向该教师对象和/或该学生对象提供相应的感官互动反馈操作;
其中,o为所述视觉感官信息与空间状态变化信息的随机组合数量,