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研究生: 陳文賢
Chen, Wen-Xian
論文名稱: 應用於遠距教學之學習專注程度偵測研究
Study on Learner's Attention Span during Online Learning
指導教授: 李忠謀
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊工程學系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 48
中文關鍵詞: 專注度偵測學習專注度人臉偵測機器學習遠距教學
英文關鍵詞: attention detection, learning attention, face detection, machine learning, online learning
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU202001370
論文種類: 學術論文
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  • 本研究進行學習專注度偵測的研究,藉由專注度偵測降低因為不專注導致學習進度的落後,並且將研究應用在較需要偵測專注度的遠距教學環境。本研究提出藉由人臉偵測和機器學習判斷影片中每張影像人臉的視線位置,透過發呆偵測以及臉部位移偵測取得動作資訊,使用影像分段處理以及滑動窗口處理連續性的影像,將影片的每個區段判斷成專心或不專心的狀態。
    實驗資料來源包括高中補習班補課以及大學遠距教學兩種不同類型的學習影片,實驗結果發現專心行為判定的準確度為93%,不專心行為判定的準確度為81%。由結果得知本研究方法能有效地偵測到出現不專心行為的時間,透過臉部位移偵測方法也能避免做筆記的行為被判定為不專心。

    This research is about attention detection of learners in online learning setting. The proposed attention detection method uses face detection and machine learning to determine the learner's sight. By continuously process each frame of the video with daze detection and facial displacement detection. By using sliding window, each video segment can be judged as attentive or inattentive state.
    Experiments are conducted with two data sources, self-paced learning videos in cram schools and online learning videos of university classes. Experimental results show that the proposed method has a correct attentive behavior determination of 93%, while accuracy of the inattentive behavior determination is 81%.

    目錄 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 論文架構 2 第二章 文獻探討 3 2.1 遠距教學與傳統教學比較 3 2.2 人臉偵測方法 4 2.3 專注程度判斷 5 第三章 研究方法 7 3.1 研究目標 7 3.2 偵測人臉及眼睛 8 3.2.1 人臉偵測 8 3.2.2 眼睛特徵擷取 9 3.3 影像前處理 10 3.4 動作狀態偵測 11 3.4.1 視線位置判定 11 3.4.2 發呆偵測 13 3.4.3 臉部位移偵測 14 3.5 上課行為偵測 17 3.5.1 視線位置分段處理及判定 18 3.5.2 使用滑動窗口於行為偵測 21 第四章 實驗結果與討論 22 4.1 實驗影像資料庫 22 4.1.1 視線位置資料庫 23 4.1.2 學生學習影片資料庫 23 4.2 實驗一:人眼視線位置偵測準確度 25 4.3 實驗二:專注度偵測方法調整 27 4.4 實驗三:驗證專注度偵測方法 31 4.5 實驗結果分析與討論 33 第五章 結論與未來展望 43 5.1 結論 43 5.2 未來展望 44 參考文獻 46

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    2025/09/01
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