疫情防控背景下人臉識別技術在學生安全管理中的應用

陳鋒 胡春雷

摘要：在國內疫情防控形勢逐漸好轉，高校復工復學的背景下，如何有效的開展高校學生的疫情健康管理和教學安全工作，成為各個高校面臨的重點任務。本文依托計算機人工智能和物聯網技術，探討了如何將人臉識別、紅外測溫等新技術應用于該背景下的學生安全管理，本文將從返校學生的行為管理、宿舍安全、健康監測、課堂考勤等幾個方面進行說明。

關鍵詞：人臉識別;學生安全管理;疫情防護

中圖分類號： TP31? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）11-0172-02

Application of Face Recognition Technology in Student Safety Management Under the Background of Epidemic Prevention and Control

CHEN Feng， HU Chun-lei

（Information Engineering Institute， Anhui Vocational and Technical College， Hefei 230000， China）

Abstract： Under the background that the situation of epidemic prevention and control in China is gradually improving， how to effectively carry out the health management and teaching safety of college students has become a key task faced by colleges and universities. Based on computer artificial intelligence and Internet of things technology， this paper discusses how to apply face recognition， infrared temperature measurement and other new technologies to student safety management under this background. This paper will explain from the behavior management of returning students， dormitory safety， health monitoring， class attendance and other aspects.

Key words： face recognition; student safety management; epidemic prevention

2020年初，新冠病毒肺炎席卷全球，給各行各業帶來了嚴重的困擾。隨著國內疫情防控形勢逐漸好轉，防控工作逐步轉為常態化，高校也逐漸開始復工復學。另一方面，隨著人臉識別技術的不斷發展，已經逐漸取代密碼、指紋等傳統的身份識別方法，得到了廣泛的應用。在此疫情防控大工作背景下，如何利用人臉識別技術對返校學生進行智能化安全管理，提出了新的挑戰。

1? 概述

1.1 疫情防護分析

新冠肺炎具有傳染性較強的特點，群體普遍缺乏免疫力，且無針對性的疫苗藥物，各個年齡階段都有被感染的風險，其防控和治療難度都較大。高校復工復學后，大學生作為主要流動人口，其校園活動數量多、頻率高，一旦有感染者，很容易發生聚集性感染事件。目前對高校學生新冠肺炎的預防主要是每日健康檢查，根據學生填報的信息及時掌握學生的健康狀況，做好防患預防。

1.2 人臉識別技術

人臉識別作為近幾年快速發展的一種生物識別方法，具有采集簡單，特征穩定，短期內人臉結構不會發生太大變化，重復率高不易仿制的特點。已經逐漸成為各領域識別應用中的最優選擇。

在一次人臉識別過程中，首先進行人臉檢測，利用攝像頭采集人臉不同狀態、位置、形態等圖像信息，并在圖片上定位人臉;其次通過直方圖均衡、中值濾波和幾何歸一化等方法對圖像進行預處理;對處理后的人臉圖像信息進行特征提取，將提取出的人臉信息作為人員信息保存到人臉庫中，后期用于人臉識別驗證。

2? 人臉識別在疫情環境下學生安全管理中的應用

2.1 體溫檢測預警

疫情期間對在校生的健康登記管理是學生復學工作管理的重中之重，及時排查體溫異常人員是最行之有效的手段。搭建人臉識別和紅外熱像儀體溫檢測的硬件系統部署在宿舍、辦公樓、實訓教學樓入口處，可以對出入的人員進行面部識別，對識別出的學生信息實時向云端傳輸，同時利用紅外熱像儀測量學生體溫，對異常體溫報警處理，同時在云端記錄異常體溫數據。用于疫情期間學生健康狀況的在線實時檢查和管理，相較于每日健康登記，更加高效＼準確。

2.2 學生行為管理

對于校園安全的管理主要在于約束學生的行為規范，按時上下課，以及及時返校歸寢，但由于學校相關管理人手不足，往往造成學生管理工作上的疏忽，通過在校園主要場所安裝人臉識別系統，可以對該場所的學生出入情況進行自動登記，后臺記錄數據，模擬學生校園活動軌跡，通過連接學校教務和宿舍管理系統數據庫，可以對學生的上課考勤情況進行登記，每節課后自動計算缺勤學生名單，宿舍關門后自動輸出不在宿舍學生名單，方便班主任對學生疫情期間的行為軌跡進行監察和管理。

3 應用效果分析

3.1 學生人臉狀態特征采集

學生在校大部分時間在宿舍和教室，疫情背景下，學校會嚴格限制學生的活動場所和范圍，需要管理者對學生進行管理，因此，在校園宿舍閘機通道和教學樓進出入通道加裝人臉識別裝置和紅外測溫裝置。學生通過需要刷臉測溫才能通過，提前對入校新生進行數據采集，如圖1所示，客戶端查詢學生個人信息及人臉特征參數。

3.2 學生體溫檢測與管理

當前防疫背景下，對學生的體溫及時有效的檢測工作是防控工作的重中之重，利用人臉識別技術和紅外測溫傳感器，對出入學生先進行人臉識別，檢測結束后，啟動測溫模塊，如圖2所示，將數據記錄在數據庫。管理軟件通過排查異常數據，迅速定位學生，在疫情防控背景下，對學生健康的管理和排查工作，能夠發揮重要的作用，如圖3所示。

3.3 人員出入安防管理

利用人臉識別技術可以保證校園各場所處出入人員處于統一管理之下，保證安全。警示燈報警功能對外來人員起到了很好的警示和監督，通過在宿舍閘機通道設置人臉識別裝置，檢測進入人員是否為校內學生和教職工，通過電子屏和報警燈裝置顯示外來人員并警報給宿舍管理人員，如圖4所示，從而避免了外來人員進入宿舍，造成安全隱患。

3.4 學生考勤管理

將學生課程與系統數據對接，通過無線網進行網絡互動，形成一種全新的教學模式，可以通過學生的刷臉記錄自動生成考勤報表，如圖5所示，節約了輔導員和老師對課堂的了解流程，節省了上課時間，提高了上課效率，課后輔導員也可以通過考勤管理了解學生上課信息。

4 總結

本文在疫情防控學生返校復學的大背景下，探討了人臉識別技術在高校學生安全管理工作上的一些應用，能夠有效地記錄并監控疫情期間學生的行為軌跡以及健康狀況，為高校的學生管理工作提供有效的大數據支持，為學校的學生安全工作帶來切實的保障。

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【通聯編輯：梁書】