人臉識別技術(shù)在考試身份驗證中的運用探討

李學(xué)軍

（衡水市教育考試院 河北·衡水 953000）

0 引言

人臉識別是近年來最活躍的基于生物特征識別的技術(shù)之一，目前已在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。考試中，身份驗證是所有考試必須要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)之一，身份驗證可以保證考試的公平公正。但是在實際考試中，有一些考生由于自身的原因，會出現(xiàn)替考或者舞弊現(xiàn)象，必須通過必要的手段規(guī)范這種現(xiàn)象，才能保證考試的公平性。因此，研究人臉識別技術(shù)在考試身份驗證中的應(yīng)用非常有必要，人臉識別技術(shù)是一項在信息技術(shù)下興起的人臉身份識別的方法，將其運用在具體的考試身份驗證中，可以提升考試身份驗證效率。

1 人臉識別技術(shù)的概念

人臉識別系統(tǒng)中人臉的檢測是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，對人臉檢測識別的準(zhǔn)確性，既影響著人臉識別系統(tǒng)的精準(zhǔn)性，也會對整個判定系統(tǒng)的準(zhǔn)確性起著重要的影響。在早期的人臉識別系統(tǒng)研究中，這種技術(shù)主要側(cè)重于無背景圖像，近年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人臉識別技術(shù)加入新型的生物識別方式，不僅對普通圖像進行識別，還可以對人臉進行鑒定。同時，人臉識別技術(shù)還可以應(yīng)用于視頻處理、內(nèi)容檢索等領(lǐng)域之中，例如QQ身份認證等一些需要身份認證的軟件和現(xiàn)代化設(shè)備，都可以利用人臉識別技術(shù)。

在考試中的身份驗證關(guān)乎考試的公平公正性，一些大型考試中，監(jiān)考老師與考生之間互不相識，而考生的身份信息被篡改，監(jiān)考老師很難發(fā)現(xiàn)替考。因此，利用人臉識別技術(shù)，構(gòu)造現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)考試身份驗證系統(tǒng)，可以從根本上解決替考或者舞弊現(xiàn)象，對一些存在不正當(dāng)心理的考生進行威懾。而且在考試中利用網(wǎng)絡(luò)化考試身份驗證系統(tǒng)，通過人臉識別技術(shù)檢測考生的身份信息，可以快速地完成身份驗證，幫助考生獲取考前準(zhǔn)備時間，提高整個考試身份驗證的效率，提高考試身份信息驗證的準(zhǔn)確性。將人臉識別技術(shù)應(yīng)用到考試身份信息驗證之中，可以將考生的各項信息放置在人臉識別數(shù)據(jù)庫中，在考試進出口防范身份造假問題。與其他技術(shù)相比，人臉識別技術(shù)的優(yōu)勢在于人臉識別過程中并不需要人配合完成相關(guān)動作，考生只需要站在人臉識別機器面前就可以完成相應(yīng)的認證，目前人臉識別認證系統(tǒng)已經(jīng)在鐵路、航天等領(lǐng)域有一定的運用成果，將其應(yīng)用到考試之中，可以方便安全驗證考生信息，提升考試管理的質(zhì)量。

人臉識別的工作原理是根據(jù)機器學(xué)習(xí)和認知科學(xué)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過人臉識別系統(tǒng)的啟發(fā)模型，對人的臉部進行識別和判定。人臉識別技術(shù)的相關(guān)功能需要以大量的數(shù)據(jù)和人臉模型為支持，通過相關(guān)聯(lián)的神經(jīng)元單元系統(tǒng)展開信息交換，識別考生的面部信息。這種技術(shù)可以識別考生的骨骼，相比較傳統(tǒng)的平面圖像識別而言，更能凸顯考生的面部信息真實性。

2 人臉識別技術(shù)在考試身份驗證中的特點

2.1 可擴展性

人臉識別技術(shù)有可擴展性的特點，將其運用到考試身份驗證中，可以根據(jù)人臉識別技術(shù)的擴展性能，優(yōu)化相關(guān)功能配置。采用多層次的知識架構(gòu)，將考生的信息與數(shù)據(jù)庫中的考生圖像進行比對，同時對考生進行面部識別。各個分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)層次是獨立的，但同時也是相互配合的，人臉識別系統(tǒng)可以根據(jù)考試的實際需求，對不同考生進行多樣性的檢測，不僅可以滿足考試的實際需要，也可以根據(jù)考試類別的不同展開不同的識別。對于陌生考生人臉識別技術(shù)可以通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫添加個人考生的信息，擴充數(shù)據(jù)庫的傳統(tǒng)信息，而且這種信息會實時根據(jù)考生的考試情況、考試過程和考試結(jié)果進行更新，不會出現(xiàn)容量超標(biāo)的現(xiàn)象。

2.2 開放性

與其他考試系統(tǒng)相比較，人臉考試識別系統(tǒng)更具開放性，這種開放性是指人臉考試識別系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)計，這種系統(tǒng)可以在考試認證過程中綜合搜索考生的所有信息，各系統(tǒng)之間的信息資源可以匯總，相互牽制和相互溝通，為考生提供認證服務(wù)。而且人臉識別系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境而改變，系統(tǒng)可以隨著硬件類型、通信環(huán)境的變化而變化。但同時，人臉識別系統(tǒng)同樣擁有安全性的特征，現(xiàn)代技術(shù)雖然為生活提供便捷，但同時也會通過bug泄露隱私，而人臉識別系統(tǒng)具有綜合參數(shù)性質(zhì)的加密處理，無論是考生的信息查詢，還是考生信息的傳輸比對，抑或是考生個人信息的資源庫建設(shè)都有多位加密設(shè)置，在系統(tǒng)識別的過程中，數(shù)據(jù)不會被盜取，考生的個人信息和面部信息都會得到安全保證。

3 人臉識別技術(shù)優(yōu)勢技術(shù)的運用

3.1 系統(tǒng)分析與設(shè)計

隨著社會發(fā)展各種大型考試越來越多，不僅有線下考試，還有線上考試類型。面對復(fù)雜的考試形式，監(jiān)考人員無法在考試認證過程中對每位考生進行全方位的圖像鑒定，因此，人臉識別技術(shù)的優(yōu)勢就凸顯出來。人臉識別技術(shù)可以結(jié)合系統(tǒng)的分析和設(shè)計，將考生的人臉和個人信息與服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比對，而人臉識別系統(tǒng)的外部可以安裝監(jiān)考預(yù)警平臺、考試攝像頭，利用內(nèi)外部系統(tǒng)的配合，降低考試驗證的難度。除了系統(tǒng)設(shè)計之外，還可以根據(jù)系統(tǒng)平臺的實際需求，拍攝高科技的人臉識別檢測儀，結(jié)合數(shù)據(jù)庫中的人臉識別算法，更精準(zhǔn)的完成考生身份驗證。例如可以在外部檢測時采用高科技型的人臉識別檢測儀，利用檢測儀器提高人臉識別系統(tǒng)的性能，提升人臉識別系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在考試之前，監(jiān)考人員可以根據(jù)考場內(nèi)的考生號、考生座位和考生的有效圖片，形成考生個人的身份識別模板，建立對應(yīng)的座位號和身份認證終端。在考生身份認證通過后，系統(tǒng)可以及時提醒考生對應(yīng)的考試座位，一來可以杜絕考生替考現(xiàn)象，二來可以方便考生快速找到考試座位。這種方式不僅可以應(yīng)用到線下考試認證之中，還可以加入監(jiān)考預(yù)警平臺，實現(xiàn)線上考試的安全性和公平性。

3.2 判斷考生的生理信息

在硬件設(shè)施更新的基礎(chǔ)上，人臉識別技術(shù)可以采用活體檢測方式，通過判斷考生的生理信息，提高考試的公平性。這種人臉識別系統(tǒng)可以有效檢測出生命特征，考生可以根據(jù)人臉識別系統(tǒng)的相關(guān)提示，例如通過眨眼睛、張開閉合嘴巴等方式，檢測人臉的活體特征，這種方式可以有效區(qū)分人臉和人臉照片之間的區(qū)別，判斷真實的人臉。在監(jiān)考時，監(jiān)考人員可以根據(jù)考生的信息，在考生入場時將數(shù)據(jù)庫圖像與現(xiàn)場圖像進行比對，通過判斷考生的生理信息，減少考生利用視頻或照片進行替考的現(xiàn)象。

3.3 分發(fā)試卷，提高考試效率

考試過程中的核心之一就是試題，在整個考試過程中，監(jiān)考教師可以根據(jù)考生的號碼、人臉識別信息等選擇個性化的組卷策略，人臉識別系統(tǒng)在接收到考生的人臉圖像之后，可以根據(jù)考生的個人信息組成不同題型、不同難度的試卷，結(jié)合系統(tǒng)中的考試計劃，自動分析參加本次考試的考生信息，并將考生的個人信息和人像信息、考試科目信息等導(dǎo)入服務(wù)處理器中，針對不同的考生考試信息確定考試科目、確定考生數(shù)量，并一次性地將所有相關(guān)信息導(dǎo)入識別系統(tǒng)之中。利用自動識別系統(tǒng)對考生的身份信息和準(zhǔn)考信息、考試科目信息等進行判定，并自動分發(fā)試卷，可以有效提高考試效率，提高的考試身份認證的能力，也可以有效降低監(jiān)考教師的工作強度，由于人臉識別技術(shù)的實用性比較強，因此可以有效改變傳統(tǒng)考試缺卷、漏卷，或者發(fā)錯卷的現(xiàn)象。

3.4 隨機采取考試畫面，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

在整個考試過程中，人臉識別系統(tǒng)可以隨機采取考試畫面，隨機針對考生的考試畫面和考生的個人圖像進行采樣比對，在攝像頭檢測到人像信息不匹配的問題時，會通過考試界面發(fā)出警示信號，利用警示信號提示監(jiān)考人員存在的問題。另外，考試全程都有全方位攝像頭的監(jiān)督和管控，采用全程閉環(huán)監(jiān)控既能保證考生的特征與數(shù)據(jù)庫特征相匹配，也能防止考生在考試過程中舞弊。利用人臉識別系統(tǒng)，在考試之后也可以對異常人像進行判斷，根據(jù)異常人像的圖像信息進行考試違紀(jì)判定，將考試違禁判定書上傳至監(jiān)考教師客戶端，由監(jiān)考教師結(jié)合考生的考試情況進行準(zhǔn)確的判定，這樣做既不會出現(xiàn)錯誤，也可以保證考生的公平。

3.5 利用人臉識別系統(tǒng)進行考試備案

人臉識別系統(tǒng)不僅可以進行考生的身份信息認證，還可以由人臉識別系統(tǒng)采集考試的相關(guān)信息，對試卷進行提交檢測，在人臉識別系統(tǒng)中設(shè)置考試自動設(shè)計程序，考試系統(tǒng)會自動調(diào)取學(xué)生的二代身份證信息和人臉識別信息，對考生的考試試卷內(nèi)容和考試照片以及相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至自動識別數(shù)據(jù)庫中，方便考生之后的考試。在考試結(jié)束之后，會對學(xué)生進行綜合認定，對考生的考試個人信息和報名階段、考前驗證階段的照片信息進行比對，在比對成功后提交考生的考試信息，在界面顯示出考試成功之后，考生的個人信息和試卷信息都可以上傳至數(shù)據(jù)庫中；而一旦顯示考試失敗則會取消考試資格，而且該考生會直接進入系統(tǒng)名單，作為日后的重點檢查對象。但需要注意的是為防止系統(tǒng)誤判，在系統(tǒng)設(shè)計時需要對考生的科目信息和準(zhǔn)考證照片、考生的所有信息進行人工確認，也就是說，監(jiān)考教師需要通過客戶端，對系統(tǒng)捕捉的人臉和自動識別的人臉進行比對，在比對的基礎(chǔ)上再判定考生的考試有效性。

4 結(jié)束語

綜上所述，人臉識別技術(shù)會伴隨著生物工程的發(fā)展而逐漸變得成熟，由于人臉識別技術(shù)在大型考試中的作用非常突出。因此，在未來的考試身份驗證中，都可以采用人臉識別技術(shù)減弱傳統(tǒng)考試的弊端，相關(guān)人員還可以根據(jù)考試的特點，設(shè)置個性化的人臉識別技術(shù)，提高考試的公平性和公開性。