基于校園卡的大學生電子照片采集系統的設計與實現

林超，葉振昀

基于校園卡的大學生電子照片采集系統的設計與實現

林超，葉振昀

針對高校大學生電子照片采集環境苛刻，人力成本高，容易出錯等特點，搭建了一個基于高清攝像頭和校園一卡通的大學生電子照片采集系統，利用 OpenCV的人臉識別技術進行大學生高清的電子照片采集，并通過刷卡進行學生照片身份的識別。

校園卡；OpenCV；人臉識別；動態鏈接庫

0 引言

近幾年隨著高校數字化校園的建設和推廣，高校的教務、科研、管理和生活服務基本實現了數字化，而學生電子照片的采集由于種種限制成為其中最薄弱的環節[1-3]，影響著高校數字化的進程與成效。一卡通作為數字化校園的重要組成部分，在學生的身份識別，資金結轉等方面有著不可替代的作用[4]-[6]。如果充分利用一卡通的上述優勢，開發一套基于一卡通的學生電子照片采集系統對于數字化校園建設有積極的推動作用。

1 電子照片采集現狀

高校學生電子照片是數字化校園的基礎——學生信息的重要組成部分，是學生身份識別的重要標志，廣泛的應用與各級別的考試報名和考試過程的身份驗證，例如：大學生英語四、六級考試，全國計算機等級考試、碩士研究生入學考試等。而現在的電子照片的采集通常都是由專業的攝影師用專業的器材在專業攝影場所進行拍照后導入到計算機，然后，按拍照名單的先后次序進行命名，最后，用專業的軟件統一編輯處理后導入到數字化校園平臺。此種方法存在以下主要問題：（1）照相人員專業要求度高，照相條件要求苛刻。專業相機的操作復雜，且容易受到場地、燈光以及被采集照片者的坐姿、高矮的影響；（2）人員的組織相對比較復雜，照片且容易出錯。照片采集往往需要在短時間內集合大量的學生，按順序排隊簽名照相，操作繁雜容易出現照片命名錯誤。

2 系統的總體設計

2.1 設計思想

系統主要有兩部分組成：照片采集和身份識別。照片采集是利用攝像頭，通過人臉識別自動進行頭部一寸照片的裁剪，并進行照片的保存。身份識別是利用一卡通在學生身份識別的優勢，刷卡獲取當前學生的身份信息，對當前照片信息進行身份信息命名，并保存原始照片，然后根據命名后的照片進行學生信息的身份和照片信息的核對。

系統采用C/S架構設計，照片采集利用的OpenCV的人臉識別的，身份識別則是調用的一卡通提供的動態連接庫，進行身份信息的采集。具體的業務流程圖如圖1所示：

圖1 業務流程圖

2.2 功能設計

照片采集部分主要包含以下功能：人臉識別、照片采集、照片文件的存儲和備份；身份識別主要包含：身份識別、照片命名、身份照片信息核對功能。系統功能結構圖如圖2所示：

圖2 系統功能結構圖

2.2.1開發環境搭建

由于軟件是基于 Windows的圖像相關應用程序，所以筆者在微軟的 Windows7操作系統中搭建了 Visual Studio+OpenCV的開發環境，開發語言用的c++，編譯用的微軟的Visual Studio 2012，圖像處理則用的OpenCV2.1.10進行開發。

2.2.2照相及人臉識別程序開發

照相及人臉識別程序主要包含兩個功能：拍攝高清晰度的照片并且裁剪出包含人臉的一寸照片。整個項目分成了3個子部分：（1）主要的可執行程序，負責拍照以及儲存照片；（2）一個動態鏈接庫，它靜態鏈接了OpenCV的二進制文件；（3）用于方便跨進程通訊。

在照片采集部分：由于集成在OpenCV里面VFW模塊已經被微軟放棄支持而無法捕獲高清圖片；因此，筆者采用了微軟DirectX里面提供了新的視頻捕獲API。下面是部分

照片捕獲的代碼：

//打開文件準備寫入

OpenCV 人臉識別模塊通過 OpenCV 加載了haarcascade_frontalface_alt分類器，用來對圖像中的人正臉進行識別，從而返回人臉的位置。

為了更好地解決人臉識別模塊和主進程的通訊問題，減低開發成本的同時獲得最大效率，這里我們通過內存文件來實現。所謂內存文件就是把一片內存區域虛擬成文件，把獲取的一寸照片存放在內存中，這樣就可以通過磁盤API進行遠程通訊了。

2.2.3身份識別功能及開發

身份識別部分主要是刷卡調用校園一卡通系統提供的動態鏈接庫，通過第三方代理服務器，進行實時的卡主身份信息的讀取，并以該卡主的學號信息進行照片的命名，保存到照片服務器上，通過調用照片服務器上的照片信息進行核對。

用戶信息的獲取是通過動態鏈接庫的接口函數

出口參數：pAccMsg-從數據庫中讀出賬戶信息，包括姓名、性別、部門代碼、卡號、學工號、身份證號、身份代碼等。

TA_HazyInqAcc(AccountMsg *pAccMsg, int *RecNum, char *FileName)

函數功能：根據查詢條件模糊查詢賬戶信息。

3 總結

通過基于校園一卡通和高清攝像頭的大學生電子照片采集系統的開發，極大地減少了大學生電子照片采集的難度和工作量，提高了照片的準確率，大力推動了學籍信息化管理的進程。

[1] 吳志山.高校學生等級考試照片處理系統的實現方法[J].中國教育信息化,2013,12：61-63.

[2] 王東.高校學生電子照片采集系統的設計與實現[J].貴州師范學院學報,2011,27(12):10-14.

[3] 郭東恩,賈玉珍,王緒宛.基于PB利用攝像頭批量采集照片系統的實現[J].計算機與數字工程, 2010,38(12):177-180.

[4] 李小雪,吳中福,鐘將,等.數字化校園中統一身份認證系統研究[J].計算機應用,2008(5):1146-1151.

[5] 段運生,吳先良.基于Web服務的統一身份認證系統的設計與實現[J].安徽大學學報：自然科學版,2008,32(1):29-31.

[6] 費青松.數字校園統一身份認證的研究與設計[D].北京:北京郵電大學,2007.

TP393 文獻標志碼：A

2015.03.24）

1007-757X(2015)08-0046-02

國家自然科學基金（No. 11326203 ）；山東省自然科學基金（No. ZR2013FQ034）

林 超（1977-），男，煙臺人，中國石油大學（華東）網絡及教育技術中心媒體技術部主任，碩士，工程師，研究方向：計算機技術，青島，266580葉振昀（1995-），男，包頭人，中國石油大學（華東）計算機與通訊工程學院，研究方向：機器學習，互聯網技術，青島, 266580