教學(xué)系統(tǒng)中人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的監(jiān)督作用

趙美名

摘要：本文針對(duì)人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在教學(xué)系統(tǒng)中的監(jiān)督作用的研究，分析了人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的概述，明確了其應(yīng)用的領(lǐng)域和所發(fā)揮的作用，進(jìn)而分析了當(dāng)下教學(xué)系統(tǒng)中運(yùn)用人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的重要性，并重點(diǎn)分析了人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在教學(xué)系統(tǒng)中的具體監(jiān)督作用。

關(guān)鍵詞：人臉表情；識(shí)別系統(tǒng)；教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G642.4

現(xiàn)如今，教育事業(yè)不斷發(fā)展，尤其是教學(xué)系統(tǒng)中科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用越來越普遍，新媒體技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代教育教學(xué)中的重要組成。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多高端科技可以運(yùn)用在教學(xué)系統(tǒng)中，例如人臉表情識(shí)別系統(tǒng)。對(duì)于人臉表情識(shí)別系統(tǒng)而言，其主要是運(yùn)用偵破案件、證件驗(yàn)證等。而在教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用，則主要是教學(xué)系統(tǒng)的監(jiān)督作用。

一、人臉表情識(shí)別系統(tǒng)

1.人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的概念。人臉表情識(shí)別系統(tǒng)實(shí)際上是以人臉識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)，是科學(xué)技術(shù)時(shí)代的新興生物識(shí)別技術(shù)產(chǎn)物，同時(shí)也是現(xiàn)階段國(guó)際生物識(shí)別領(lǐng)域中高級(jí)、精密、尖端的技術(shù)。人臉識(shí)別系統(tǒng)一般運(yùn)用區(qū)域特征分析算法，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)以及生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中的原理，利用計(jì)算機(jī)在視頻中截取的人臉特征通過圖像處理技術(shù)與生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)展前景十分廣闊。

2.人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的技術(shù)原理。人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，其技術(shù)圓臉包含三個(gè)方面的內(nèi)容，即人臉檢測(cè)、人臉跟蹤和人臉比對(duì)。

人臉檢測(cè)中主要是在動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景以及擁有復(fù)雜的背景中進(jìn)行對(duì)于面像的判斷。首先需要有著一定的人臉面像數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)人臉信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)資料的對(duì)比和分析，從而進(jìn)行確定。人臉跟蹤主要指按照數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行人臉的針對(duì)性跟蹤，需要建立數(shù)據(jù)模型，來保證數(shù)據(jù)跟蹤和獲取的正確性。人臉比對(duì)，主要是指在進(jìn)行對(duì)于采集到面貌進(jìn)行身份的確認(rèn)，在已有數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行資料的對(duì)比，通過特征向量法和面紋模板法來實(shí)現(xiàn)。

二、教學(xué)系統(tǒng)人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的必要性

1.人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的普及性。隨著人臉表情表情識(shí)別系統(tǒng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在酒店入住、銀行自主服務(wù)辦理、居民區(qū)門禁以及監(jiān)獄管理等多個(gè)方面，并且還在不斷快速發(fā)展和進(jìn)步，可以說人臉表情識(shí)別系統(tǒng)具有很強(qiáng)的普及性，與居民生活、工作以及學(xué)習(xí)都密切相關(guān)。學(xué)校肩負(fù)著培養(yǎng)祖國(guó)未來的重任，對(duì)我國(guó)未來的發(fā)展有著非常重要的作用，所以在學(xué)校中應(yīng)用教學(xué)系統(tǒng)人臉表情識(shí)別系統(tǒng)非常有必要。首先，從安全角度講，在新聞中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)有不法分子到學(xué)校擾亂正常教學(xué)秩序的情況出現(xiàn)，這些情況在很大程度上威脅著學(xué)生的生命安全，學(xué)校應(yīng)該在教學(xué)樓、宿舍樓等地方都安裝人臉表情識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)學(xué)校中來往人群的表情進(jìn)行嚴(yán)密觀測(cè)，從而保證學(xué)生的安全；其次，從對(duì)學(xué)生的監(jiān)督來看，學(xué)校和教師最頭疼的就是學(xué)生考試作弊的情況，在考場(chǎng)內(nèi)應(yīng)用人臉表情識(shí)別系統(tǒng)就能夠有效監(jiān)測(cè)出每個(gè)學(xué)生的心理變化情況，從而杜絕學(xué)生作弊的情況；最后，人臉表情識(shí)別系統(tǒng)還可以在一定程度上對(duì)教師的教學(xué)態(tài)度以及行為等進(jìn)行監(jiān)督，從而保證學(xué)生所接受教育的質(zhì)量。從這些方面可以可出人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在學(xué)校的各個(gè)方面都有非常大的用途，具有非常強(qiáng)的普及性，所以在教學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用人臉表情識(shí)別系統(tǒng)非常必要。

2.教學(xué)方式不斷改革過程中需要教學(xué)手段和監(jiān)督方式的多元化。隨著教學(xué)方式的不斷改革，學(xué)校教學(xué)系統(tǒng)中存在的問題也日漸突出，這些問題在很大程度上影響著學(xué)生接受教育的質(zhì)量，需要學(xué)校要及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些問題并予以解決。但是傳統(tǒng)的教學(xué)手段以及監(jiān)督方式來已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了教學(xué)改革的要求，需要不斷添加新的教學(xué)手段以及監(jiān)督方式。首先，在教學(xué)手段方面，現(xiàn)在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，在這種情況下就需要不斷豐富教學(xué)手段，比如應(yīng)用E-learning網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)這種方式，但是這種方式具有很高的主觀性，不能夠?qū)W(xué)生起到很好的監(jiān)督作用，所以如果在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)中應(yīng)用人臉表情識(shí)別系統(tǒng)，不僅能夠幫助對(duì)學(xué)生進(jìn)行監(jiān)督，而且還能夠讓教師更好的對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了解，從而采取有效的措施來對(duì)學(xué)生進(jìn)行幫助；其次，在監(jiān)督方式方面，在課堂教學(xué)過程中，教師如果想要對(duì)所有學(xué)生的聽課情況進(jìn)行監(jiān)督具有很大的困難，這也造成很多學(xué)生采用各種方法來逃避老師的監(jiān)督，所以在課堂監(jiān)督方面，如果引入人臉表情識(shí)別系統(tǒng)，教師就可以根據(jù)學(xué)生的表情變化來對(duì)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進(jìn)行監(jiān)督，從而及時(shí)采取相應(yīng)的措施來幫助學(xué)生改變?cè)谡n堂上的不良表現(xiàn)，從而確保課堂教學(xué)的質(zhì)量。

三、人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在教學(xué)系統(tǒng)中的監(jiān)督作用

人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在教學(xué)系統(tǒng)中的運(yùn)用，其監(jiān)督作用尤為突出，具體而言，在教學(xué)系統(tǒng)中的監(jiān)督作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.鑒別考試的舞弊現(xiàn)象。現(xiàn)如今，在教育領(lǐng)域中，對(duì)于考試的監(jiān)督途徑主要是瞳孔識(shí)別、準(zhǔn)考證、身份證等手段。然而這種傳統(tǒng)的監(jiān)督手段往往會(huì)存在一些漏洞，尤其是在大學(xué)考試中，“搶手”現(xiàn)象十分普遍。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，將人臉表情識(shí)別系統(tǒng)合理的設(shè)置在監(jiān)督考試考場(chǎng)中。（1）人臉表情信息提前采集。在考試之前，進(jìn)行人臉表情識(shí)別，運(yùn)用先進(jìn)的人臉識(shí)別系統(tǒng)，鑒別考生信息，需要注意的是，在人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在監(jiān)督考生考試的運(yùn)用過程中，應(yīng)該在考生報(bào)名前進(jìn)行人臉表情信息的采集，并合理的融入公安系統(tǒng)的身份證信息，保證考生信息的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。（2）人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在考試入場(chǎng)時(shí)的監(jiān)督。為了防止替考，在進(jìn)入考場(chǎng)之前，考生需要進(jìn)行人臉表情識(shí)別，對(duì)考生的瞳孔、鼻子、嘴型、耳朵、痣的位置進(jìn)行精準(zhǔn)鑒別，尤其是對(duì)于雙胞胎考生，人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的監(jiān)督作用就更為明顯，通過運(yùn)用人臉表情識(shí)別系統(tǒng)，突破人眼識(shí)別的局限性。（3）人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在考試中的監(jiān)督。面對(duì)考場(chǎng)中的舞弊現(xiàn)象，很多時(shí)候監(jiān)場(chǎng)教師發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，給一些考生創(chuàng)造了舞弊的機(jī)會(huì)，而人臉表情識(shí)別系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠通過遠(yuǎn)程掃描技術(shù)，時(shí)刻掃描考生的表情，當(dāng)考生的眼神、嘴型存在異常時(shí)，可以及時(shí)預(yù)警，并在信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，搜索考生信息，進(jìn)行考場(chǎng)警告和通報(bào)。

2.豐富教學(xué)過程中的監(jiān)督手段。（1）提高學(xué)生出勤率。在絕大多數(shù)的高校教育中，很多學(xué)生為了逃避上課，經(jīng)常讓其他同學(xué)或者室友冒名頂替，刷課時(shí)的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。對(duì)于這一現(xiàn)象，可以在課堂教學(xué)的過程中，運(yùn)用人臉表情識(shí)別系統(tǒng)，一方面高校教師可以省去點(diǎn)名的時(shí)間，留出更多的課堂時(shí)間進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的講解；另一方面，還可以對(duì)學(xué)生起到一定的督促作用，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，避免學(xué)生逃課。（2）監(jiān)督課堂教學(xué)效果。人臉表情識(shí)別系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的判斷人臉表情的差異，例如開心和悲傷、認(rèn)真和散漫等。因此在課堂教學(xué)的過程中，通過人臉表情識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)W(xué)生的不同表情進(jìn)行對(duì)比，從而發(fā)現(xiàn)不同的表情，進(jìn)而了解課堂教學(xué)中的學(xué)生聽課率，避免學(xué)生小動(dòng)作或者不認(rèn)真聽講。

3.促進(jìn)教學(xué)方式的不斷更新變革。現(xiàn)如今，新媒體技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，在不遠(yuǎn)的將來，人臉表情識(shí)別系統(tǒng)也將會(huì)運(yùn)用在教學(xué)系統(tǒng)中，進(jìn)而完善教學(xué)設(shè)施，提高教學(xué)質(zhì)量。（1）傳統(tǒng)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。隨著教育事業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的教育方式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)下多元化的教學(xué)需求，在引進(jìn)新媒體教學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，還需要積極引進(jìn)高端教學(xué)設(shè)備，而人臉表情識(shí)別系統(tǒng)，也需要走進(jìn)校園，為教育領(lǐng)域做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。例如招生、入學(xué)、考試等。（2）新型教學(xué)方式的變革。隨著新媒體技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，新型教學(xué)方式為教學(xué)帶來的積極作用也越來越突出。這在很大程度上推動(dòng)了新型教學(xué)方式的變革。尤其是人臉表情識(shí)別系統(tǒng)在教學(xué)系統(tǒng)中的運(yùn)用，對(duì)教學(xué)過程中的監(jiān)督作用，其不僅是新型教學(xué)方式的體現(xiàn)，更是人類科學(xué)的進(jìn)步。

4.優(yōu)化學(xué)籍信息管理。采用人臉識(shí)別技術(shù)的學(xué)籍信息管理，可以更全面的進(jìn)行對(duì)于學(xué)籍的規(guī)范管理，防止冒名頂替、虛假學(xué)籍的出現(xiàn)，可以不斷優(yōu)化我國(guó)學(xué)籍信息的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)籍信息的動(dòng)態(tài)管理，保障學(xué)籍信息的不斷更新，為學(xué)生的檔案信息的更新和補(bǔ)充提供了更為便利的途徑，院校也可以進(jìn)行更為便利的搜索和查閱。

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Supervisory Role of Facial Expression Recognition System in Teaching System

ZHAO Mei-ming

（Guangzhou Vocational College of Technology & Business，Guangzhou，Guangdong 511442，China）

Abstract：This paper studies the facial expression recognition system in a supervisory role in teaching system，analyzes the overview of the facial expression recognition system，clear the field of its application and the role，and then analyzes the importance of the facial expression recognition system using the current teaching system，and analyzes the specific role of supervision system of facial expression recognition in teaching system.

Key words：facial expression；recognition system；teaching system