基于kinect的考試異常行為識別與研究

摘 要：盡管國家教育部和各高校制定各種考試紀律和監(jiān)考守則，但考試作弊現(xiàn)象始終未能從根本上加以解決。本文試圖通過kinect的骨骼追蹤技術獲得關節(jié)點的坐標，對大學生作弊行為進行識別，通過先驗知識對作弊行為進行心理分析，以期對這個問題的解決有所幫助。通過異常行為的定義能夠更好的維護考場秩序，由機器代替人眼識別，克服了人力疲憊的局限性，減少人力成本，同時解決了事后取證難的問題，讓監(jiān)考變得更加主動，因此對它的研究有重大意義。

關鍵詞：kinect；異常行為；作弊行為分析

中圖分類號：TP391.41

從古到今，有考試就有作弊?？紙鰞韧獾尼咚轿璞壮鰜硪丫谩Ｔ缭谔瞥鸵验_始。當時叫“行卷”[1]。劉宗旗在《當代青少年心理行為透視》（西南師大出版社，1998年版）一書中指出：考試競爭使學生的價值觀念發(fā)生錯位，許多大學生產(chǎn)生了投機取巧心理[2]。為了考試的公平公正性，所以對考試異常行為的定義對監(jiān)考有著重大的意義。

1 kinect骨骼追蹤

Kinect for Windows SDK Bete 包含兩個重要的API，分別是NUI API（自然用戶界面）和Audio（音頻）API.NUI API是Kinect API的核心，從圖像傳感器中提取數(shù)據(jù)并控制Kinect設備。它有與計算機連接的Kinect訪問接口、Kinect成像傳感器產(chǎn)生的色彩影像和深度數(shù)據(jù)流訪問接口，將處理的圖像和深度數(shù)據(jù)輸出來完成骨骼跟蹤[3]。可顯示人的骨骼信息：方位、姿勢，kinect傳感器采集到的人體骨骼關鍵點圖1。

這些關節(jié)點的三維坐標可以通過Skeleton的Joints屬性得到的，Joints的全部屬性包括：Head，AnkleLeft，AnkleRight，F(xiàn)ootLeft，F(xiàn)ootRight，HipCenter，HipLeft，HipRight，KnessLeft，KnessRight，ShoulderCender，ShoulderLeft，ShoulderRight，HandLeft，HandRight，Spine，WristLeft，WristRight，ElbowLeft，ElbowRight[4]。

2 考試異常行為定義

根據(jù)教育部發(fā)布的《國家教育考試違規(guī)處理辦法》，將考試人員可能發(fā)生的違規(guī)行為分成“違紀”9種和“作弊”14種[5]。但是有時候在作弊與違紀之間很難界定，本文將正常的讀寫方式作為正常行為，除此之外都將作為異常行為。本文就本文就頭向前傾，左右轉頭，伸手這三種情況進行定義描述。

根據(jù)kincet可以得到每個關節(jié)點的三維坐標值，本文將通過點坐標來進行定義考試中的異常行為。

正常讀寫姿勢：在三維直角坐標系中，頭為C點，左肩關節(jié)點為A點，右肩關節(jié)點為B點，肩關節(jié)中心點為O點在同一平面內，以肩關節(jié)中心點為原點。左右兩肩的連線為X軸，頭和肩中心點的連線為Y軸。設頭與肩中心點連線與Y軸之間的夾角θ，θ角在30°～45°之間為正常的讀寫姿勢。

當θ=0°～30°時且停留時間過長視為頭向前傾發(fā)生作弊概率較大。

頭向左轉：以X軸箭頭方向為正方向，當OC向量與OA向量之間的夾角大于120°，視為頭向左轉發(fā)生作弊的概率較大。

頭向右轉：當OC向量與OB向量之間的夾角在60°～90°之間視為正常，小于60°視為頭向右轉有作弊趨勢。

伸手：左手肘關節(jié)為點M，左手腕關節(jié)為P，以左手肘關節(jié)點M為原點，MP向量與MA向量之間的夾角為180°時為左手向前伸，視為發(fā)生作弊的概率較大。

右手肘關節(jié)為點N，右手腕關節(jié)為Q，以右手肘關節(jié)點N為原點，NQ向量與NB向量之間的夾角為180°時右手向前伸，視為發(fā)生作弊的概率較大。

3 教育學角度來探討作弊行為

考試題目缺乏創(chuàng)新性，命題的難度系數(shù)偏小。在學生中流傳著“分、分、分，學生的命根，考、考、考，老師的法寶”。然而高校教師面臨的一大難題是如何讓試題難易程度適度。高校教師面臨著兩難選擇。一方面要照顧到大多數(shù)學生，讓他們以優(yōu)異的成績如期畢業(yè)。另一方面，又要維護考試的尊嚴，保持試題的難度。在面對學生不愿意學習的情況下，為了讓大多數(shù)都能順利通過考試，許多老師會在平時授課的過程中暗示考試將會考到的內容，考前還會劃定考試范圍。這種做法縮小了試題的覆蓋面，使學生猜題、押題成為可能，方便大學生在考場夾帶和聯(lián)手作弊。書本上可以找直接找到答案的試題類型，學生只需突擊背誦或者復印后夾帶即可。這樣就會讓學生有空可鉆、有機可乘，從而增強了學生的僥幸心理。表面上試卷上客觀題與主觀題所占分值均衡，而事實是，主觀題只要答的較為合理就能得分，區(qū)分度極低。而主觀題重識記輕思維，不利于考察學生的思維品質，不能夠很好的將平時認真學習的學生與不學習的學生區(qū)分開。這樣就造成了大多數(shù)好學生也加入了作弊的隊伍中。

4 從社會心理學角度來探討作弊行為

（1）唯分數(shù)論的社會評價體系

中國傳統(tǒng)的“唯書”、“唯上”思想仍然統(tǒng)治著人們的思維。學校仍然是分數(shù)第一。用人單位把學生的考試成績當做衡量人才的硬性指標，不能夠全面考察學生的綜合素質。還有一些單位靠關系、靠面子、靠人情，不講究真才實學有個文憑就行，這些都助長了作弊的歪風。而有些學校也會因為不及格會讓學生留級甚至不能夠取得學位，所以這無異于讓考生在考場上孤注一擲！

（2）考試的亞文化

亞文化是與主文化相對應的一個概念，主文化是指一個社會或群里中占主導地位的文化，一般以政治制度、法律制度和相應統(tǒng)治階級的意識形態(tài)作保障；亞文化則是一個社會中輔助的、次要的、中性的、邊緣的文化內容[6]。

現(xiàn)在的考試也存在著這種現(xiàn)象，在考試前夕人們忙的不是復習，而是通過各種手段找關系、找門路。讓本來是選撥人才的重要途徑之一的考試不在公正公平。

5 從教育心理學來探討

成就動機的扭曲。有的學生是通過考試來表現(xiàn)出自己的聰明才智，考取高分是其奮斗的目標。然而，有些同學是在父母和學校的壓力下，只是為了過關取得畢業(yè)證書。后者，往往就會從心里厭煩考試，或者就會通過各種不正當?shù)氖侄稳カ@取高分。如果每次考試都能夠取得成功，就會越來越有信心面對每次考試成就感越強。相反，常常在考試中失利的考生，長此以往就會讓考生應付和逃避考試。迫于指令性的考試學生就會想盡辦法去作弊。

參考文獻：

[1]陶嘉.唐代科舉考試特色的研究[J].教育科學，1992（01）：59.

[2]曹汗斌.大學生考試作弊行為的研究[D].西北師范大學教育科學學院，2011（06）.

[3]Lai K， Konrad J， Ishwar P. A gesture-driven computer interface usingKinect[C]//Image Analysis and Interpretation （SSIAI），2012 IEEE SouthwestSymposium on.IEEE，2012：185-188.

[4]王森.Kinect體感程式設計入門[M].臺北：碁峰咨詢股份有限公司，2012.

[5]http：//www.edu.cn/20040521/3106122.shtml.

[6]張俊花.校園不良亞文化現(xiàn)象與學生不良行為關系分析[J].教學與管理，2010（07）：52.

作者簡介：劉靜（1987.06-），女，吉林鎮(zhèn)賚縣人，碩士，在讀學生，主要研究方向：教育軟件研究與開發(fā)；韓永國（1963.03-），男，博士，科學與技術學院院長，主要研究方向：計算機控制技術、知識管理及其在教育中的應用。

作者單位：西南科技大學 計算機科學與技術學院，四川綿陽 621010