远程教学辅助系统及该系统用远程教学方法和设备与流程

本发明涉及远程教学技术领域，尤其涉及一种远程教学辅助系统及该系统用远程教学方法和设备。

背景技术：

随着信息技术、计算机技术以及人工智能技术的不断发展，科技已经进入课堂，传统的学习方式主要是通过课堂上教师授课，以及回家后做回家作业，课堂上教师授课的时间有限，紧促的流水式授课使得学生能记住的内容其实并不多；现如今通过互联网进行知识的摄取，不过互联网的教学方式过于单一，只是单纯的看现有视频教学或者是文本教学，而且在缺乏监督的情况下自制力弱的学生往往不主动学习，进而影响了教学效率。另外现如今的网络教学通常是通过在终端设备的界面上直接输入数据再进行终端与终端的信息交流，缺乏人与人之间的互动交流，将导致学生的学习兴趣降低。

目前，现有存在的远程教学设备能够实现面对面的教学，但这种教学方式具有局限性，面对多位学生则无法一对一的进行教学，还有的是现有的远程教学设备并不能实现学生当场笔下做题教师当场辅导的目的，缺乏创新性。

技术实现要素：

为了克服上述所指的现有技术中的不足之处，本发明提供一种远程教学辅助系统及该系统用远程教学方法和设备，以解决如上述现有技术中至少一个问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种远程教学辅助设备，包括：

显示装置，用于演示教学内容和提供实时交互视窗；

摄像装置，设置在所述显示装置的正面，用于在摄像范围内采集图像；

摄像辅助装置，扣合在所述显示装置的顶部，用于辅助扩大所述摄像范围；

数据处理装置，一体化设置在所述显示装置内，用于基于所采集的图像生成图像数据并且响应于来自所述图像数据或云端服务器的控制指令；

通信装置，一体化设置在所述显示装置内，用于实现所述数据处理装置与云端服务器之间的无线通信。

具体的，所述摄像辅助装置包括：

反射组件，与所述摄像装置成一定角度设置，用于改变所述摄像装置的摄像范围。

优选的，所述反射组件包括至少一面设置在所述摄像装置上方的反射片，用于将该反射片正下方的图像纳入所述摄像范围。

可选的，所述摄像辅助装置还包括：

通信组件：用于与所述通信装置实现通信以传输所述图像数据。

可选的，所述通信组件为蓝牙数据传输组件、WiFi数据传输组件、红外数据传输组件中的一种。

具体的，所述摄像辅助装置还包括贴合所述显示装置顶端扣合的壳体；所述壳体的前端的下表面固定设有所述反射组件；所述壳体的后端与所述显示装置的背面进行临时固定；所述壳体的内部容纳有所述通信组件。

可选的，所述壳体的后端设有磁性件以用于所述显示装置的背面进行磁吸式固定，所述显示装置的背面与所述壳体的后端相接触的位置设有磁性件或可磁吸件。

优选的，所述的远程教学辅助设备，还包括：

音频收放装置，设置于所述设备内部或者独立于该设备，用于接收现场产生的音频数据以及播放来自云端服务器的音频数据。

相应的，本发明还提供一种远程教学的方法，运用了上述的远程教学辅助设备，具体包括以下步骤：

通过摄像装置获取摄像范围内指示信息和针对所述指示信息所输入的目标信息；

将所述目标信息与对应于所述指示信息的教学目标数据表进行对比；

将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学。

具体的，所述通过摄像装置获取摄像范围内指示信息和针对所述指示信息所输入的目标信息的步骤前具体包括以下步骤：

获取所述摄像范围内采集的图像信息；

识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出对应的指示信息和/或目标信息；所述预设规则为限定终端可识别的信息。

具体的，所述识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出对应的指示信息和/或目标信息的步骤中具体包括：

根据所述指示信息在教学材料库中获取教学目标索引以提取教学目标内容并根据该教学目标内容生成教学目标数据表。

具体的，所述教学目标数据表包括利用预先存储于教学材料库中的教学目标内容并针对所述指示信息而生成的数据表，所述教学材料库包括一种或多种教学材料，其中所述教学材料包含有所述指示信息和教学目标内容。

可选的，所述教学材料库还包括由云端服务器发送的关于更新该材料库的有异于预存的所述教学材料的新教学材料数据；或根据教学过程记录的关于所述教学材料的历史记录数据。

具体的，所述识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出指示信息和/或目标信息的步骤中具体还包括：

持续获取所述摄像装置在可视范围内获取的图像信息中符合预设规则的输入信息；

分析所述输入信息与所述教学目标内容对应的位置关系；

根据所述位置关系确定所述输入信息为所述目标信息。

具体的，所述输入信息包括以下任意一种或多种：用户于所述摄像装置的可视范围内输入的字符数据、音频数据、图像数据、肢体运动轨迹数据。

具体的，所述将所述目标信息与对应于所述指示信息的教学目标数据表进行对比，具体包括以下步骤：

获取包含有所述教学目标数据表中的教学目标内容；

提取所述教学目标内容中的预设信息，该预设信息包括针对所述指示信息而设的对照数据；

将所述预设信息与目标信息进行对比以得出对比结果。

具体的，所述将所述预设信息与目标信息进行对比以得出对比结果，具体表现为当用户输入的所述目标信息不满足与所述教学目标数据表之间的对应关系时，针对所述对比结果触发请求指导指令以获取指导，或当所述目标信息满足与所述教学目标数据表之间的对应关系时，针对所述对比结果触发请示指令以获取请示。

具体的，所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学，包括以下步骤：

根据所述对比所得的结果，获取所述预设信息和目标信息之间存在的差异数据；

发送包含有所述差异数据的指导请求至云端服务器；

接收由所述云端服务器发送的与所述差异数据相关的教学反馈数据以实现远程辅导。

可选的，所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学，具体还包括以下步骤：

接收针对所述指示信息而预先存储于所述教学材料库中的预设信息；

提取与所述预设信息对应的教学反馈数据并传输至对应的装置以进行辅助教学。

具体的，所述教学反馈数据包括以下任意一种或多种：有关所述预设信息或目标信息的图像数据、音频数据及远程操控该设备的控制指令。

进一步的，本发明所述一种远程教学的方法，还包括：

当利用摄像辅助装置扩大所述摄像装置的摄像范围时，包括以下任意一种情况：

所述摄像辅助装置采集的图像信息并将传输至所述摄像装置对应终端以针对所述图像信息进行辅助教学；

所述摄像辅助装置将采集的所述图像信息发送至云端服务器以实现远程教学；

所述摄像辅助装置利用设置于其上表面的反射片将所述摄像装置正下方的图像纳入该摄像装置的摄像范围。

具体的，所述摄像辅助装置扣合在所述摄像装置对应终端的顶部以用于辅助扩大所述摄像装置的摄像范围，其包括与所述摄像装置的镜头成一定角度设置的反射组件，该反射组件用于改变所述摄像范围并利用至少一面设置在所述摄像装置上方的所述反射片于将该反射片正下方的图像纳入所述摄像范围。

具体的，所述摄像辅助装置采集的图像信息并将传输至所述摄像装置对应终端以针对所述图像信息进行辅助教学的步骤中包括：

所述终端将下发转换指令以将所述摄像装置的图像采集工作转换至所述摄像辅助装置上，同时接收摄像辅助装置发送的图像信息。

具体的，所述摄像辅助装置将采集的所述图像信息发送至云端服务器以实现远程教学的步骤中包括：

将所述采集的图像信息转换为电信号形式并发送至云端服务器；

接收来自云端服务器反馈的教学反馈数据并将该教学反馈数据传输至所述摄像装置对应终端以进行远程教学。

具体的，所述摄像辅助装置利用设置于其上表面的反射片将所述摄像装置正下方的图像纳入该摄像装置的摄像范围的步骤中包括：

所述摄像装置的镜头接收反射片映射的正下方的图像，将所述图像由光信号转化以电信号形式存在于所述摄像装置对应终端以针对图像信息进行图像识别技术。

进一步的，本发明所述一种远程教学的方法，还包括：

终端提取预存的教学数据和/或获取云端服务器发送的教学反馈数据并显示于所述终端对应的显示装置。

进一步的，本发明所述一种远程教学的方法，还包括：

摄像辅助装置实时获取由用户输入的图像信息以传输至所述终端并将用户的输入操作显现于所述显示装置。

相应的，本发明还提供一种远程教学辅助系统，运用了上述中任意一项所述的方法，具体包括：

获取模块：用于通过摄像装置获取摄像范围内指示信息和针对所述指示信息所输入的目标信息；

对比模块：用于将所述目标信息与对应于所述指示信息的教学目标数据表进行对比；

显示模块：用于将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

总的来说，本发明所采用的摄像装置在摄像范围内采集图像，基于图像处理技术识别出教学内容，通过采集的图像，生成图像数据并根据相关的控制指令将对应的图像数据传输至显示装置以显示或至通信装置以发送云端，另外本发明还配加了摄像辅助装置，通过该摄像辅助装置能够扩大摄像范围，进而提高了图像识别的可控性及降低了远程教学的局限性。还有的是根据图像数据获取对应音频数据以传输至音频收放装置，该音频收放装置不仅仅播放传输来的音频数据，还采集外界输入的音频并由通信装置发送云端，实现了实时对讲的功能，具有实用性。

另外的，本发明在配置有以上装置的基础上可执行远程教学的方法，该方法主要是获取图像信息中的指示信息和目标信息，进而对比所述目标信息与所述指示信息对应的教学目标数据表并得出对比结果输出并显示。该远程教学方法基于图像识别技术，在相关装置的辅助作用下实现实时监控教学的作用，另外达到授学者与受学者之间零距离感，面对面的进行一对一的教学，进而提高教学效率。

综上所述，本发明所提供的远程教学辅助设备或是远程教学辅助方法及系统，通过识别出教学内容，基于用户需求的教学内容和教学方式生成结合语音、图像和动作的教学行为，输出的教学方式丰富多样，达到授学者与受学者之间零距离感，面对面的进行一对一的教学，可以提高学习兴趣和学习效果，提高了用户体验。

【附图说明】

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中一种远程教学辅助设备的一个实施例的结构框图；

图2为本发明中一种远程教学辅助设备的另一个实施例的结构框图；

图3为本发明中一种远程教学辅助设备的主视图；

图4为本发明中一种远程教学辅助设备扣合有摄像辅助装置时的主视图；

图5为本发明中一种远程教学辅助设备的摄像辅助装置的立体结构示意图；

图6为本发明中一种远程教学辅助设备的摄像辅助装置的仰视视角的立体结构示意图；

图7为本发明中一种远程教学的方法的一实施例的程序流程图；

图8为本发明中一种远程教学辅助系统一个实施例的结构框图；

图9为本发明中一种远程教学辅助系统另一个实施例的结构框图；

图10为本发明中一种远程教学的方法的一实施例的程序流程图；

图11为本发明中一种远程教学的方法的一实施例的程序流程图；

图12为本发明中一种远程教学的方法的一实施例的程序流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，下文所使用的“终端”、“终端设备”或者“移动通信终端”是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、笔记本、平板电脑、POS机甚至包括车载电脑。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视等设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”也拥有非常丰富的通信方式，即可以通过GSM，CDMA，WCDMA，EDGE，3G等无线运营网通讯，也可以通过无线局域网，蓝牙和红外进行通信。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。以下实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

图像识别是指图形刺激作用于感觉器官，人们辨认出它是经验过的某一图形的过程，也叫图像再认。在图像识别中，既要有当时进入感官的信息，也要有记忆中存储的信息。只有通过存储的信息与当前的信息进行比较的加工过程，才能实现对图像的再认。图像识别技术可能是以图像的主要特征为基础的。每个图像都有它的特征,如字母A有个尖，P有个圈、而Y的中心有个锐角等。由此可见，在图像识别过程中，知觉机制必须排除输入的多余信息，抽出关键的信息。同时具有一个负责整合信息的机制，它能把分阶段获得的信息整理成一个完整的知觉映象。

本发明应用了图像识别技术，借助摄像装置的作用并通过该图像识别技术并结合通信技术实现远程教学的目的，该目的的基础技术在于对图像数据的处理工作，经过本发明所提供的设备执行远程教学的方法，另外该设备还需要在下述的远程教学系统的支持下才能运行，在不应用通信技术的基础上同样能够实现教学目的，此过程则为本发明提供的设备通过预先存储的教学数据完成的。

请参阅附图1所示的一种远程教学辅助设备的一个实施例的结构框图，根据本发明的一个方面，提供一种远程教学辅助设备，包括：

显示装置1000，用于演示教学内容和提供实时交互视窗；

摄像装置2000，设置在所述显示装置的正面，用于在摄像范围内采集图像；

摄像辅助装置3000，扣合在所述显示装置的顶部，用于辅助扩大所述摄像范围；

数据处理装置4000，一体化设置在所述显示装置内，用于基于所采集的图像生成图像数据并且响应于来自所述图像数据或云端服务器的控制指令；

通信装置5000，一体化设置在所述显示装置内，用于实现所述数据处理装置与云端服务器之间的无线通信。

本发明实施例中，请参照图3～4所示的远程教学辅助设备，所述显示装置1000也称为监视器，所述显示装置1000是属于本发明所提供设备的I/O装置，即输入输出装置。该显示装置1000是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。所述显示装置1000包括以下任意一种：阴极射线管显示器(CRT)，等离子显示器(PDP)，液晶显示器(LCD)。

具体的，所述显示装置1000接收教学内容并予以演示，具体的该教学内容由本发明所提供的一种远程教学辅助设备由教学材料库中获取，其中该教学材料库由本地或者由云端服务器中获取。

另外的，本发明实施例中，所述显示装置1000将提供实时交互视窗，该交互视窗提供了授学者与受学者之间面对面交谈的机会，实现了一对一远程教学的零距离感，提高了学习兴趣和学习效果。

具体的，本发明实施例中，所述摄像装置2000的主要作用在于在一定的摄像范围内采集外界环境的图像。当所述摄像装置2000采集一定范围内的一个物体时，此物体上反射的光被所述摄像装置2000的镜头收集，将收集到的反射点作为像素点进而构造成一幅完整的图像，一般说，像素的数目愈多，图像愈清晰。

其中，传输图像的过程中涉及到图像分解，图像分解是把一幅完整图像分解成若干独立的像素的过程。其中每一个独立的像素属于所述图像的最小单元，每个像素只用单一的颜色和亮度表示。所述摄像装置2000能把图像中各像素的光信号转变成相应的电信号，再按一定的顺序传送到输出端，所述输出端与数据处理装置4000实现通信，进而将以电信号形式存在的图像传送至数据处理装置4000。

可选择的，本发明实施例中，所述摄像装置2000包括：

感应组件(未图示)，用于感应当前用户与所述显示装置之间的距离变化以便于当该距离低于预设值时发送熄屏指令至设备终端以指示所述显示装置1000关闭显示界面或降低显示亮度。

具体的，所述感应组件还用于感应当前用户肢体坐姿的变化状态以便于在该当前用户坐姿不符合预设姿势时发送提醒指令以指示所述设备终端按照预设方式提醒当前用户进行坐姿纠正。

具体的，请参照图5～6所示的摄像辅助装置平面结构图，本发明实施例中，所述摄像辅助装置3000包括：

反射组件17，与所述摄像装置2000成一定角度设置，用于改变所述摄像装置2000的摄像范围。

优选的，所述反射组件17包括至少一面设置在所述摄像装置2000上方的反射片，用于将该反射片正下方的图像纳入所述摄像范围。例如：当学生A在所述摄像装置的正下方填写试题，即在所述反射片的配合作用下，所述摄像装置2000同样能够获得学生A填写试卷时输入的关于所述试卷的信息，并通过获得输入的关于所述试卷的信息以进行辅导。主要方式是通过摄像装置获取摄像范围内指示信息和针对所述指示信息所输入的目标信息；将所述目标信息与对应于所述指示信息的教学目标数据表进行对比；将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学。

可选的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置3000还包括图像采集组件(未图示)，该图像采集组件的功能基本与所述摄像装置2000相似，作用在于采集外界环境的在一定的摄像范围内的图像。

可选的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置3000还包括：

通信组件(未图示)：用于与所述通信装置5000实现通信以传输所述图像数据。

可选的，所述通信组件为蓝牙数据传输组件、WiFi数据传输组件、红外数据传输组件中的一种。

所述通信组件配置于所述摄像辅助装置3000的内部，用于协助上述图像采集组件采集图像的传输，具体包括两种方式：一种是所述通信组件与所述通信装置5000的实时数据传输以实现摄像辅助装置3000辅助摄像的作用；另外一种是当所述摄像辅助装置3000利用所述图像采集组件在一定的摄像范围内采集图像数据时，所述通信组件获取所述图像采集组件采集的图像数据并发送至云端服务器以实现远程教学的目的。

具体的，所述摄像辅助装置3000还包括贴合所述显示装置1000顶端扣合的壳体18；所述壳体18的前端的下表面固定设有所述反射组件17；所述壳体18的后端与所述显示装置1000的背面进行临时固定；所述壳体18的内部容纳有所述通信组件。

本发明实施例中，如图6所示，所述摄像辅助装置3000在与所述显示装置1000的扣合处开设有凹槽结构，即所述壳体18的下表面在与所述显示装置1000贴合处开设有所述凹槽结构，所述凹槽结构根据所述显示装置1000的头部位置边沿而贴边开设，使得所述摄像辅助装置3000得以完全扣合在所述显示装置1000上。

本发明实施例中，如图5所示，所述摄像辅助装置3000的壳体18设置为卡通形象，如塑造为毛毛虫的形态，故增加了教学过程的趣味性，尤其是针对低龄学生，卡通形象的设置更能提高学生的学习兴趣和学习效率。

可选的，所述壳体18的后端设有磁性件以用于所述显示装置1000的背面进行磁吸式固定，所述显示装置1000的背面与所述壳体18的后端相接触的位置设有异极磁性件或可磁吸件(如铁片、镍片)。

其中，本发明实施例中，所述远程教学辅助设备还包括作为霍尔开关的磁性传感器，所述磁性传感器置于该设备内部，用于感应所述显示装置1000背面的异极磁性件或可磁吸件的磁场变化以指示发送抑制所述显示装置1000执行上述熄屏指令的抑制指令。当所述壳体18后端的磁性件与所述显示装置1000背面的异极磁性件或可磁吸件之间相吸时，所述磁性件与异极磁性件或者磁性件与可磁吸件之间产生的磁场方向将发生变化或是磁场大小将发生变化，所述磁性传感器将根据磁场的变化程度，将触发上述抑制指令，即当磁场变化超过一定阈值之后，所述显示装置1000将被抑制执行上述熄屏指令以避免所述摄像辅助装置3000扣合在所述显示装置1000上时显示装置1000的显示屏因所述反射组件17的靠近而关闭屏幕亮度或者降低屏幕亮度。

本发明配加了摄像辅助装置3000，通过该摄像辅助装置3000能够扩大摄像范围，进而提高了图像识别的可控性及降低了远程教学的局限性。

另外的，请参照图2所示的一种远程教学辅助设备的另一个实施例的结构框图，结合上述所述装置，所述远程教学辅助设备还包括：

音频收放装置6000，设置于所述设备内部或者独立于该设备，用于接收现场产生的音频数据以及播放来自云端服务器的音频数据。

其中上述感应组件发送提醒指令以指示所述设备终端按照预设方式提醒当前用户进行坐姿纠正时，所述预设方式包括利用所述音频收放装置6000播放与所述提醒指令对应提示音频和/或利用所述显示装置1000显示与所述提醒指令对应提示消息。

本发明根据所采集的图像数据获取对应音频数据以传输至音频收放装置6000，该音频收放装置6000不仅仅播放传输来的音频数据，还采集外界输入的音频并由通信装置发送云端，实现了实时对讲的功能，具有实用性。

请参照图7所示的一种远程教学的方法的程序流程图。

相应的，本发明实施例中，提供一种远程教学的方法，运用了上述的远程教学辅助设备，具体包括以下步骤：

S100，通过摄像装置获取摄像范围内指示信息和针对所述指示信息所输入的目标信息。

具体的，本发明实施例中，所述通过摄像装置获取摄像范围内指示信息和针对所述指示信息所输入的目标信息的步骤前具体包括以下步骤：

获取所述摄像范围内采集的图像信息；

识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出对应的指示信息和/或目标信息；所述预设规则为限定终端可识别的信息。

其中所述获取所述摄像范围采集的图像信息主要是收集物体上反射的光，将反射光作为像素点，每一个像素点用单一的颜色和亮度表示，诸多的像素点形成一整幅完整的图像，一般说，像素的数目愈多，图像愈清晰。在传输所述图像信息的过程中，主要将各像素的光信号转变成相应的电信号，再按一定的顺序传送到输出端，以形成完整的图像信息。

具体的，所述识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出对应的指示信息和/或目标信息的步骤中具体包括：

根据所述指示信息在教学材料库中获取教学目标索引以提取教学目标内容并根据该教学目标内容生成教学目标数据表。

具体的，所述指示信息表示的是在所采集的图像信息中，识别该图像信息中具有的所述指示信息的特性，根据该特性由所述教学材料库中查找教学目标索引，进而根据所述教学目标索引提取相应的教学目标内容。

例如：预先定义了“2016年远程辅导教学第一次模拟考”为一份试卷考题的在教学材料库中的索引，则若在所述图像信息中包含有“2016年远程辅导教学第一次模拟考”的文字信息，则该文字信息将成为该试卷考题的指示信息，进而将获取该试卷考题的教学内容，并获得相应的答案数据，即生成教学目标数据表。当然所述指示信息不仅仅依靠例子中的“2016年远程辅导教学第一次模拟考”来定义，还依靠于该试卷考题中考题与对应提取的教学内容之间对应关系。故所述指示信息还可以是试卷“2016年远程辅导教学第一次模拟考”中的某一道题。

具体的，所述教学目标数据表包括利用预先存储于教学材料库中的教学目标内容并针对所述指示信息而生成的数据表，所述教学材料库包括一种或多种教学材料，其中所述教学材料包含有所述指示信息和教学目标内容。

可选的，所述教学材料库还包括由云端服务器发送的关于更新该材料库的有异于预存的所述教学材料的新教学材料数据；或根据教学过程记录的关于所述教学材料的历史记录数据。所述教学材料库除了是预存于本地设备终端的，还包括借助云端服务器进行实时的或者定时的更新数据以形成最新的材料库，或者是根据记录的历史数据进行合成属于用户的个性化材料库。

具体的，本发明实施例中，所述识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出指示信息和/或目标信息的步骤中具体还包括：

持续获取所述摄像装置在可视范围内获取的图像信息中符合预设规则的输入信息；

分析所述输入信息与所述教学目标内容对应的位置关系；

根据所述位置关系确定所述输入信息为所述目标信息。

具体的，所述输入信息包括以下任意一种或多种：用户于所述摄像装置的可视范围内输入的字符数据、音频数据、图像数据、肢体运动轨迹数据。

具体的，所述预设规则为限定终端可识别的信息，其表示图像信息中具有作为可识别对象的标准，其中可识别对象的标准为：识别出所述图像信息中包含符合终端可识别的字符信息或者预先定义的肢体信息。

S200，将所述目标信息与对应于所述指示信息的教学目标数据表进行对比。

具体的，所述将所述目标信息与对应于所述指示信息的教学目标数据表进行对比，具体包括以下步骤：

获取包含有所述教学目标数据表中的教学目标内容；

提取所述教学目标内容中的预设信息，该预设信息包括针对所述指示信息而设的对照数据；

将所述预设信息与目标信息进行对比以得出对比结果。

例如：在得知辅导内容为试卷“2016年远程辅导教学第一次模拟考”后，将获取关于该试卷的教学目标内容，即是该试卷的需要对学生们进行教授的内容；另外提取所述教学目标内容中的预设信息，所述预设信息指的是该试卷的答案数据；还有将学生输入的目标信息和预设信息进行对比，并得出对比结果。其中，所述目标信息为学生根据该试卷中的试题在对应位置上输入的字符，通过将用户输入的字符与答案数据进行对比得出学生是否填写正确的对比结果。

其中，所述预设信息与教学目标数据表之间的区别在于所述教学目标数据表为针对所述目标信息生成的数据表，所述预设信息为针对所述指示信息而设的对照数据，另外的，所述教学目标数据表包含有所述指示信息和预设信息。

其中所述教学目标数据表还包括关于肢体运动轨迹的预存数据，具体表现在摄像装置采集关于用户肢体运动轨迹的图像信息，分析该图像信息包含的肢体运动轨迹数据，将分析出的肢体运动轨迹数据与教学目标数据表中的预存数据进行比对得出比对结果。其中所述比对结果包括与所述预存数据相吻合时触发相应的控制指令，即用户的肢体动作对应设备终端的操作行为。

S300，将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学。

具体的，所述将所述预设信息与目标信息进行对比以得出对比结果，具体表现为当用户输入的所述目标信息不满足与所述教学目标数据表之间的对应关系时，针对所述对比结果触发请求指导指令以获取指导，或当所述目标信息满足与所述教学目标数据表之间的对应关系时，针对所述对比结果触发请示指令以获取请示。

具体的，本发明实施例中，所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学，包括以下步骤：

根据所述对比所得的结果，获取所述预设信息和目标信息之间存在的差异数据；

发送包含有所述差异数据的指导请求至云端服务器；

接收由所述云端服务器发送的与所述差异数据相关的教学反馈数据以实现远程辅导。

另外的，所述差异数据为所述预设信息和目标信息之间对比的结果，当存在差异数据时将触发指导请求的发送，该指导请求将包含有所述差异数据。

上述关于所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学的步骤是与云端服务器建立起的连接，通过获取由云端服务器发送的教学反馈数据进行辅导教学。

可选的，本发明实施例中，所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学，具体还包括以下步骤：

接收针对所述指示信息而预先存储于所述教学材料库中的预设信息；

提取与所述预设信息对应的教学反馈数据并传输至对应的装置以进行辅助教学。

上述所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学的步骤是将教学反馈数据建立在本地设备终端获取的，通过对比出所述预设信息与目标信息的差异性，再根据该差异性获取本地设备终端中的有关针对该差异性进行辅导的教学反馈数据，进而实现该设备的自助辅导教学。

具体的，所述教学反馈数据包括以下任意一种或多种：有关所述预设信息或目标信息的图像数据、音频数据及远程操控该设备的控制指令。

本发明实施例中，通过不断获取以云端服务器为中介传输工具的由教师端发送的教学反馈数据，实现了远程辅导教学的目的，教师端将针对多个学生端，当学生端进行现场做题时，教师端将实时监督，并且在辅助设备的支持下，实现及时发现错误的功能，并且将根据错误的地方即上述差异数据进行现场评分。还有的，教师端将获取与所述差异数据对应的详细的信息，包括所述教学目标内容、预设信息，实现了一对一的辅导教学。

所述将对比所得的结果进行输出并显示的具体表现形式是基于用户需求的教学内容和教学方式生成结合语音、图像和动作的教学行为，输出的教学方式丰富多样，可以提高学习兴趣和学习效果，提高了用户体验。

例如：学生在试卷“2016年远程辅导教学第一次模拟考”中针对有一试题“25+45＝”进行作答，在相应的位置上输入的的目标信息为“60”，则通过获取教学数据表中的预设信息为“70”，对比之后得出之间的差异数据，接着可能出现两种情况：一种是将包含有该差异数据的指导请求发送至服务器，服务器针对该指导请求接收教师端发送的教学反馈数据，并发送至学生端以辅导教学；另一种是根据该差异数据提取学生端中预存的教学反馈数据并发送至相应的装置以辅导教学。其中所述辅导教学包括：将教学反馈数据显示于学生端中以供学生观看和/或播放关于所述教学反馈数据的语音以提示学生改正错误。

进一步的，本发明提供一种远程教学的方法，还包括：

当利用摄像辅助装置扩大所述摄像装置的摄像范围时，包括以下任意一种情况：

第一，请参照图10所示，所述摄像辅助装置采集的图像信息并将传输至所述摄像装置对应终端以针对所述图像信息进行辅助教学。

具体的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置采集的图像信息并将传输至所述摄像装置对应终端以针对所述图像信息进行辅助教学的步骤中包括：

所述终端将下发转换指令以将所述摄像装置的图像采集工作转换至所述摄像辅助装置上，同时接收摄像辅助装置发送的图像信息。

本发明实施例中，所述将所述摄像装置的图像采集工作转换至所述摄像辅助装置上，其中包括三种情况：第一种是所述摄像装置的功能被禁止，所述摄像辅助装置代替所述摄像装置的功能；第二种是所述摄像装置的功能受限制，其中摄像辅助装置主要负责图像采集的工作，所述摄像装置并不执行图像采集而是进行其他工作，例如近屏黑屏，其目的在于保护用户的视力，具体是当用户靠近所述摄像装置临近的显示屏时，该摄像装置将感应用户的任意部位的遮挡，并将下发熄屏指令以降低所述显示屏的亮度或黑屏显示于该显示屏；第三种是所述摄像辅助装置和所述摄像装置共同进行图像采集工作，并根据不同采集的图像信息综合一齐进行辅导教学，其具体为所述摄像辅助装置主要负责实时采集当前用户的输入信息，所述摄像装置主要负责采集当前用户的学习状态，其学习状态包括监督用户在镜头前的行为及面部表情等。

另外的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置的作用包含有两方面：一方面，摄像辅助装置通过其镜头采集图像信息，并针对所述图像信息识别其中包含的指示信息和/或目标信息，进而将所述识别出的指示信息和/或目标信息通过无线或有线传输至对应终端。所述终端将根据所述摄像辅助装置传输的指示信息和/或目标信息提取相应的教学目标内容以生成教学目标数据表，从而进行教学。

第二，请参照图11所示，所述摄像辅助装置将采集的所述图像信息发送至云端服务器以实现远程教学。

具体的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置将采集的所述图像信息发送至云端服务器以实现远程教学的步骤中包括：

将所述采集的图像信息转换为电信号形式并发送至云端服务器；

接收来自云端服务器反馈的教学反馈数据并将该教学反馈数据传输至所述摄像装置对应终端以进行远程教学。

本发明实施例中，所述摄像辅助装置主要与云端服务器进行远程通信，其中所述云端服务器接收由摄像辅助发送的图像信息，并识别所述图像信息中包含的指示信息和/或目标信息，针对所述指示信息和/或目标信息提取相应的教学目标内容生成相应的教学反馈数据以发送至所述摄像装置对应终端，其中所述终端根据所述教学反馈数据进行的操作包括以下任意一种或多种情况：显示其包含的图像信息于所述显示屏、播放其包含的音频数据、显示其包含的字符数据、针对所述终端进行的一些控制操作。其所述控制操作包括以下任意一种：关闭或调整所述显示屏的显示、调节终端音频播放的音量大小、所述摄像装置和/或摄像辅助装置对应镜头的方向等。

第三，请参照图12所示，所述摄像辅助装置利用设置于其上表面的反射片将所述摄像装置正下方的图像纳入该摄像装置的摄像范围。

具体的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置利用设置于其上表面的反射片将所述摄像装置正下方的图像纳入该摄像装置的摄像范围的步骤中包括：

所述摄像装置的镜头接收反射片映射的正下方的图像，将所述图像由光信号转化以电信号形式存在于所述摄像装置对应终端以针对图像信息进行图像识别技术。

本发明实施例中，所述摄像辅助装置不具备摄像镜头，其工作主要靠所述反射片进行，

具体的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置扣合在所述摄像装置对应终端的顶部以用于辅助扩大所述摄像装置的摄像范围，其包括与所述摄像装置的镜头成一定角度设置的反射组件，该反射组件用于改变所述摄像范围并利用至少一面设置在所述摄像装置上方的所述反射片于将该反射片正下方的图像纳入所述摄像范围。

例如：用户于反射片的正下方进行考题测试，用户通过手写文字进行答题，反射片通过将用户在考卷上的相应位置上输入的文字信息以及试卷内容映射入所述摄像装置的镜头中，进而生成图像信息，终端再根据所生成的图像信息获取相应的目标信息及指示信息，进而实现教学。

进一步的，本发明提供一种远程教学的方法，还包括：

终端提取预存的教学数据和/或获取云端服务器发送的教学反馈数据并显示于所述终端对应的显示装置。

其中，本发明实施例中，所述显示装置用于用于演示教学内容和提供实时交互视窗，所述终端接收所述教学反馈数据，通过分析所述教学反馈数据，获取其中包含的图像数据音频数据、字符数据中的任意一种或多种，并予以显示或播放。

进一步的，本发明提供一种远程教学的方法，还包括：

摄像辅助装置实时获取由用户输入的图像信息以传输至所述终端并将用户的输入操作显现于所述显示装置。

具体的，本发明实施例中，所述摄像辅助装置通过其自带的镜头或反射片，在所述摄像装置的配合下或独自完成图像采集工作，具体体现在实时接收用户于所述摄像辅助装置下输入的字符数据或音频数据或图像数据或肢体运动轨迹数据，并将用户相应做的操作同步显示于显示屏，例如：用户于所述摄像辅助装置的镜头下进行手部握笔输入字符数据，其实时获取用户手部动作及字符数据的输入，将输入字符的动作映射并显示于所述显示屏中。

本发明所述远程教学方法基于图像识别技术，在相关装置的辅助作用下实现实时监控教学的作用，另外达到授学者与受学者之间零距离感，面对面的进行一对一的教学，进而提高教学效率。

相应的，请参照图8所示的远程教学辅助系统一实施例的结构框图，本发明还提供一种远程教学辅助系统，运用了上述中任意一项所述的方法，具体包括：

获取模块1：用于通过摄像装置获取摄像范围内指示信息和针对所述指示信息所输入的目标信息。

具体的，本发明实施例中，所述获取模块1包括：

第一获取单元11：用于获取所述摄像范围内采集的图像信息；

识别单元12：用于识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出对应的指示信息和/或目标信息；所述预设规则为限定终端可识别的信息。

其中所述获取所述摄像范围采集的图像信息主要是收集物体上反射的光，将反射光作为像素点，每一个像素点用单一的颜色和亮度表示，诸多的像素点形成一整幅完整的图像，一般说，像素的数目愈多，图像愈清晰。在传输所述图像信息的过程中，主要将各像素的光信号转变成相应的电信号，再按一定的顺序传送到输出端，以形成完整的图像信息。

具体的，所述识别所述图像信息中包含的符合预设规则的教学信息并根据该教学信息检索出对应的指示信息和/或目标信息的步骤中具体包括：

根据所述指示信息在教学材料库中获取教学目标索引以提取教学目标内容并根据该教学目标内容生成教学目标数据表。

具体的，所述指示信息表示的是在所采集的图像信息中，识别该图像信息中具有的所述指示信息的特性，根据该特性由所述教学材料库中查找教学目标索引，进而根据所述教学目标索引提取相应的教学目标内容。

例如：预先定义了“2016年远程辅导教学第一次模拟考”为一份试卷考题的在教学材料库中的索引，则若在所述图像信息中包含有“2016年远程辅导教学第一次模拟考”的文字信息，则该文字信息将成为该试卷考题的指示信息，进而将获取该试卷考题的教学内容，并获得相应的答案数据，即生成教学目标数据表。当然所述指示信息不仅仅依靠例子中的“2016年远程辅导教学第一次模拟考”来定义，还依靠于该试卷考题中考题与对应提取的教学内容之间对应关系。故所述指示信息还可以是试卷“2016年远程辅导教学第一次模拟考”中的某一道题。

具体的，所述教学目标数据表包括利用预先存储于教学材料库中的教学目标内容并针对所述指示信息而生成的数据表，所述教学材料库包括一种或多种教学材料，其中所述教学材料包含有所述指示信息和教学目标内容。

可选的，所述教学材料库还包括由云端服务器发送的关于更新该材料库的有异于预存的所述教学材料的新教学材料数据；或根据教学过程记录的关于所述教学材料的历史记录数据。所述教学材料库除了是预存于本地设备终端的，还包括借助云端服务器进行实时的或者定时的更新数据以形成最新的材料库，或者是根据记录的历史数据进行合成属于用户的个性化材料库。

具体的，本发明实施例中，所述识别单元12具体还包括：

获取子单元121：用于持续获取所述摄像装置在可视范围内获取的图像信息中符合预设规则的输入信息；

分析子单元122：用于分析所述输入信息与所述教学目标内容对应的位置关系；

确定子单元123：用于根据所述位置关系确定所述输入信息为所述目标信息。

具体的，所述输入信息包括以下任意一种或多种：用户于所述摄像装置的可视范围内输入的字符数据、音频数据、图像数据、肢体运动轨迹数据。

具体的，所述预设规则为限定终端可识别的信息，其表示图像信息中具有作为可识别对象的标准，其中可识别对象的标准为：识别出所述图像信息中包含符合终端可识别的字符信息或者预先定义的肢体信息。

对比模块2：用于将所述目标信息与对应于所述指示信息的教学目标数据表进行对比。

具体的，所述对比模块2具体包括：

第二获取单元21：用于获取包含有所述教学目标数据表中的教学目标内容；

提取单元22：用于提取所述教学目标内容中的预设信息，该预设信息包括针对所述指示信息而设的对照数据；

对比单元23：用于将所述预设信息与目标信息进行对比以得出对比结果。

例如：在得知辅导内容为试卷“2016年远程辅导教学第一次模拟考”后，将获取关于该试卷的教学目标内容，即是该试卷的需要对学生们进行教授的内容；另外提取所述教学目标内容中的预设信息，所述预设信息指的是该试卷的答案数据；还有将学生输入的目标信息和预设信息进行对比，并得出对比结果。其中，所述目标信息为学生根据该试卷中的试题在对应位置上输入的字符，通过将用户输入的字符与答案数据进行对比得出学生是否填写正确的对比结果。

其中，所述预设信息与教学目标数据表之间的区别在于所述教学目标数据表为针对所述目标信息生成的数据表，所述预设信息为针对所述指示信息而设的对照数据，另外的，所述教学目标数据表包含有所述指示信息和预设信息。

其中所述教学目标数据表还包括关于肢体运动轨迹的预存数据，具体表现在摄像装置采集关于用户肢体运动轨迹的图像信息，分析该图像信息包含的肢体运动轨迹数据，将分析出的肢体运动轨迹数据与教学目标数据表中的预存数据进行比对得出比对结果。其中所述比对结果包括与所述预存数据相吻合时触发相应的控制指令，即用户的肢体动作对应设备终端的操作行为。

显示模块3：用于将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学。

具体的，所述将所述预设信息与目标信息进行对比以得出对比结果，具体表现为当用户输入的所述目标信息不满足与所述教学目标数据表之间的对应关系时，针对所述对比结果触发请求指导指令以获取指导，或当所述目标信息满足与所述教学目标数据表之间的对应关系时，针对所述对比结果触发请示指令以获取请示。

具体的，本发明实施例中，所述显示模块3包括：

第三获取单元31：用于根据所述对比所得的结果，获取所述预设信息和目标信息之间存在的差异数据；

发送单元32：用于发送包含有所述差异数据的指导请求至云端服务器；

第一接收单元33：用于接收由所述云端服务器发送的与所述差异数据相关的教学反馈数据以实现远程辅导。

另外的，所述差异数据为所述预设信息和目标信息之间对比的结果，当存在差异数据时将触发指导请求的发送，该指导请求将包含有所述差异数据。

上述关于所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学的步骤是与云端服务器建立起的连接，通过获取由云端服务器发送的教学反馈数据进行辅导教学。

可选的，请参照图9所示的远程教学辅助系统另一实施例的结构框图，结合上述实施例中的模块内容，所述显示模块3包括：

第二接收单元34：用于接收针对所述指示信息而预先存储于所述教学材料库中的预设信息；

传输单元35：用于提取与所述预设信息对应的教学反馈数据并传输至对应的装置以进行辅助教学。

上述所述将对比所得的结果进行输出并显示，以实现辅助教学的步骤是将教学反馈数据建立在本地设备终端获取的，通过对比出所述预设信息与目标信息的差异性，再根据该差异性获取本地设备终端中的有关针对该差异性进行辅导的教学反馈数据，进而实现该设备的自助辅导教学。

具体的，所述教学反馈数据包括以下任意一种或多种：有关所述预设信息或目标信息的图像数据、音频数据及远程操控该设备的控制指令。

通过不断获取以云端服务器为中介传输工具的由教师端发送的教学反馈数据，实现了远程辅导教学的目的，教师端将针对多个学生端，当学生端进行现场做题时，教师端将实时监督，并且在辅助设备的支持下，实现及时发现错误的功能，并且将根据错误的地方即上述差异数据进行现场评分。还有的，教师端将获取与所述差异数据对应的详细的信息，包括所述教学目标内容、预设信息，实现了一对一的辅导教学。

所述将对比所得的结果进行输出并显示的具体表现形式是基于用户需求的教学内容和教学方式生成结合语音、图像和动作的教学行为，输出的教学方式丰富多样，可以提高学习兴趣和学习效果，提高了用户体验。

例如：学生在试卷“2016年远程辅导教学第一次模拟考”中针对有一试题“25+45＝”进行作答，在相应的位置上输入的的目标信息为“60”，则通过获取教学数据表中的预设信息为“70”，对比之后得出之间的差异数据，接着可能出现两种情况：一种是将包含有该差异数据的指导请求发送至服务器，服务器针对该指导请求接收教师端发送的教学反馈数据，并发送至学生端以辅导教学；另一种是根据该差异数据提取学生端中预存的教学反馈数据并发送至相应的装置以辅导教学。其中所述辅导教学包括：将教学反馈数据显示于学生端中以供学生观看和/或播放关于所述教学反馈数据的语音以提示学生改正错误。

总的来说，本发明所采用的摄像装置在摄像范围内采集图像，基于图像处理技术识别出教学内容，通过采集的图像，生成图像数据并根据相关的控制指令将对应的图像数据传输至显示装置以显示或至通信装置以发送云端，另外本发明还配加了摄像辅助装置，通过该摄像辅助装置能够扩大摄像范围，进而提高了图像识别的可控性及降低了远程教学的局限性。还有的是根据图像数据获取对应音频数据以传输至音频收放装置，该音频收放装置不仅仅播放传输来的音频数据，还采集外界输入的音频并由通信装置发送云端，实现了实时对讲的功能，具有实用性。

另外的，本发明在配置有以上装置的基础上可执行远程教学的方法，该方法主要是获取图像信息中的指示信息和目标信息，进而对比所述目标信息与所述指示信息对应的教学目标数据表并得出对比结果输出并显示。该远程教学方法基于图像识别技术，在相关装置的辅助作用下实现实时监控教学的作用，另外达到授学者与受学者之间零距离感，面对面的进行一对一的教学，进而提高教学效率。

综上所述，本发明所提供的远程教学辅助设备或是远程教学辅助方法及系统，通过识别出教学内容，基于用户需求的教学内容和教学方式生成结合语音、图像和动作的教学行为，输出的教学方式丰富多样，达到授学者与受学者之间零距离感，面对面的进行一对一的教学，可以提高学习兴趣和学习效果，提高了用户体验。

在此处所提供的说明书中，虽然说明了大量的具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。