基于面部識別的智能課堂考勤系統

劉愛萍 劉志堅 楊文婷 劉琪

【摘要】 該文主要介紹一種新型的課堂自能考勤系統，該系統可以智能的完成考察學生出勤的情況，系統通過面部正面攝像、總控處理器、面部錄入裝置、對比處理器、數據庫、信號屏蔽裝置、時間節點控制器等實時的自動采集數據信息、自動對所采集數據進行分析處理，然后以可視化界面進行匯報。比起傳統的點名方式既方便、快捷，又省資源。

【關鍵詞】 面部攝入裝置 智能考勤

目前，隨著高等教育的普及化，高等院校的不斷擴招，一定程度上導致部分高校教學資源緊張，學生參差不齊、難以管理的問題。采用門禁系統，雖然能免除教師的點名工作，但門禁系統不能動態掌握學生進入教室后的狀態，如再次離開教室等，并且門禁系統也不能杜絕代人簽到的情況。現有的技術存在以下缺點：1）人工點名方式即浪費時間又沒有效率，常有學生替答到，教師也難以發現；2）缺少中繼環節，數據傳輸不夠穩定，可靠性不高。

一、系統總體設計方案

本系統主要介紹在校生上課考勤智能簽到，無需任課教師進行傳統的點名核實，并做手寫記錄。它涉及電子通信技術領域，首先通過面部錄入裝置將每一個學生的面部特征錄入數據庫，然后在學生上課時通過面部正面攝像捕捉面部特征，在數據庫進行對比完成初步簽到，同時信號屏蔽裝置自動啟動屏蔽手機信號，防止上課玩手機，另外在上課過程中，時間節點控制器不定時捕捉學生面部特征，實現上課過程中二次簽到，避免中途翹課。系統包含的面部正面攝像和時間節點控制器分別與總控處理器連接，總控處理器與信號屏蔽裝置連接，總控處理器與對比處理器互相連接，對比處理器與數據庫互相連接，面部錄入裝置與數據庫連接（如圖1所示）。它結構簡單，設計巧妙，在座位上安裝有面熟攝像頭，上課前系統自動錄入正面面孔，有對比裝置進行對比完成簽到，同時配合時間節點控制器和信號屏蔽裝置，有效的防止中途翹課及上課玩手機的問題。

二、面部識別系統

檢測——當系統連接到視頻監視系統后，識別軟件會在攝影機的視野中搜尋面部信息。如果在視野中存在一張面孔，它會在幾分之一秒的時間內檢測到它。它使用多尺度算法以低分辨率搜索面部圖像。（算法是提供一組指令以完成特定任務的一個程序）。系統只有在檢測到類似頭部的形狀后，才切換到高分辨率搜索。

對齊——一旦檢測到面部圖像，系統會確定頭部的位置、大小和姿態。

標準化——頭部圖像經過縮放和旋轉，以便能記錄和映射到相應的大小和姿態。無論頭部的位置如何以及相距攝像機的距離有多遠，都可以執行標準化過程。光線不會對標準化過程產生影響。

表示——系統將面部數據轉換成一個唯一的代碼。通過編碼，可以更加容易地將新近捕獲的面部數據與存儲的面部數據進行比較。

匹配——將新捕獲的面部數據與存儲的數據進行對比，并（在理想情況下）鏈接到至少一個已存儲的面部圖像。

面部識別系統的核心是局部特征分析（LFA）算法。這是系統在對面孔進行編碼時使用的數學技術。系統對面孔進行測量，并生成一個面紋，即面部的唯一數字代碼。在存儲了面紋之后，系統會將它與數據庫中存儲的成千或成百萬的面紋數據進行對比。每個面紋都存儲為一個84字節的文件。系統可以用每分鐘6000萬張面孔的速度對內存中的面紋數據進行匹配，對于硬盤中的面紋數據，每分鐘可以匹配1500萬張面孔。

三、總結

本文主要研究學生通過面部識別系統智能簽到，在電腦終端顯示、處理。在整個研究、實驗過程中都取得了良好效果。該系統在校園教室內進行安裝使用，讓任課老師無需傳統的點名記錄，只要登錄電腦終端系統便可考察學生的出勤情況，有效提高了學校對學生的管理效率。另外，該智能簽到系統還可以在校園內的其它方面派上用場，比如教師大會、講座、活動簽到等。甚至還可以在政府、企業等部門相關方面使用，可提高會議管理的工作效率。隨著面部識別技術的不斷成熟，該套系統也會得到創新的改變，不斷完善并相信在諸多方面廣泛應用。

參 考 文 獻

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