科技的发展,不断的提高着人们对智能化的需求,各种模式身份验证技术得到广泛的应用,与此同时,随着人类社会的发展,人们对便捷性、直观性的要求越来越高。人工智能和大数据时代的到来,高校信息化迎来了一个新的需求变革。人脸识别技术作为一个高体验的技术载体,寻找人脸识别技术与高校信息化应用的优秀结合点,已成为高校信息化模式创新和体验提升的重要契机。
目前,人脸识别技术已经广泛的应用在了安全验证、视频会议、公安系统、人机交流、智能家居等多个领域,由于以往的人脸识别技术应用具有局限性,采集实时性不强,采集终端固定,专业性强,不能满足移动互联时代的要求。但是,随着智能移动终端(智能手机)的大规模普及,通过利用智能移动终端的摄像机、结合学校私有云平台的人脸识别课堂考勤系统的应用模式在越来越多的高校开发推广。这种应用模式不仅解决了教师日常教学中的课堂考勤问题,使教学效率得到了提高,而且易于使用,只要通过智能移动终端拍照上传即可完成课堂的考勤工作,一次识别批量人脸的课堂点名系统,大大提高了点名考勤的效率。
以笔者所在的高校为例,学校已经建立了全校网络的无线覆盖,教师的所有智能移动终端都可以连接校园网的WIFI网络,实现了移动终端的校园网内网连接,有利于课堂考勤系统的快速连接;学校已经建立面向全校的信息系统服务私有云平台,为人脸识别系统运行及存储提供更好的条件;目前学校的教务系统面向全校师生服务,并且在教务系统存储有全校学生的个人相片及课堂安排信息,为人脸识别对比提供基础数据源。因此,基于智能移动终端的人脸识别技术课堂考勤系统在本校应用具有较好的基础环境条件。
目前国内外的人脸识别技术已经较为成熟,,多数算法都是通过辨别人脸图像中的五官特征进行判断,主要包括主成分特征分析方法、BP神经网络识别方法以及Gabor和LBP等特征提取方法。结合笔者所在学校的实际应用情况,构建的人脸识别考勤系统流程如下:
学校的教务系统有面向手机端开发的App软件,只需要在教务系统手机端的考勤功能模块增加拍照功能即可。教师上课前打开教务系统App软件,登陆后点击考勤功能,选择当前上课时间及班级,点击拍照功能后在课堂上对着全班同学照一张相片并上传图像信息到学校私有云平台的人脸识别服务器。
人脸识别服务器接收到相片信息后,对于当前画面图像,设定相关策略搜索分析所上传的图像是否有存在人脸,若检测到存在人脸则识别人脸轮廓、五官和位置等关键位置,将这些关键位置信息按设定的算法策略进行提取。
利用OpenCV开源库具有的多种算法,对人脸进行分析,获得大小位置等关键点信息,提取人脸位置、轮廓形状等信息,标记图像中的五官特征信息,将这些特征信息描述为数值和向量,并自动保存在人脸识别服务器文件夹上,而且这个文件夹上面的所有像片都是临时存放的,当教师下一次考勤时,就可以把之前的图片文件代替,从而可以实现不断循环的使用该文件夹来存放每次课考勤提取的图像文件。
当教师在点击教务体系统App考勤功能时,人脸识别服务器同时也会提取该班级所有学生的图像信息存放于该教师名下的一个临文件夹内(人脸特征库),将拍照提取的当前课堂学生图像信息特征数值和向量与现有人脸特征库中模板通过M:N的方式匹配对比,设定阈值确定其相似度,达到或者超过了设定阈值,则匹配成功完成识别。
通过人脸识别服务器完成学生图像信息识别对比后,符合设定阈值的照片对比结果直接写入当前教师考勤时间段的学生数据库列表,并在教师的智能移动终端上显示当前签到的学生人数及缺勤人数,高效完成课堂的考勤任务。
识别速度:识别速度是人脸识别应用体验优劣的关键因素。通常一个从图像采集到结果返回的识别过程时间应低于1秒。除依赖于人脸识别算法外,识别速度受限于人脸识别库的大小。因此,通过每次考勤时提取班级人数的人脸图像信息进行对比,避免了每次每个教师考勤时都要与全校学生的图片信息对比,减少了图片检索及对比时间。识别准确率是人脸识别应用体验优劣的关键因素,提升识别准确率通过优化算法和轻量化人脸识别库可以实现,从而达到快速识别的目的。
兼容性:对于统一人脸识别平台,能够提供统一的标准化数据接口和服务接口,能够兼容不同平台终端,是人脸识别应用的重要指标。
安全性:根据信息安全管理的机密性、完整性和可用性原则,人脸识别应用的安全包含用户图像数据的完整性和可用性,以及用户生物信息隐私的机密性。
基于智能移动终端的课堂考勤系统推广应用,可以强化高校的学风建设,对提升高校的教学质量有着极为深远的意义。以此为基础,构建一个属于全校的私有云人脸识别系统,结合高校各类信息化应用系统及智慧校园建设,融合学校的高速网络宽带,未来将可实现全校教学管理及校园生活自动化管理服务。人脸识别技术的应用是人工智能技术落地到高校信息化的成熟载体,能够提升师生的信息化体验,彰显大学的创新引领作用。
摘要：人工智能和大数据时代的到来,高校信息化迎来了一个新的需求变革。人脸识别技术作为一个高体验的技术载体,寻找人脸识别技术与高校信息化应用的优秀结合点,将成为高校信息化模式创新和体验提升的重要契机。笔者结合江门职业技术学院现有的信息化技术情况,探讨了基于智能移动终端的人脸识别课堂考勤系统的应用,希望能为学校的信息化发展提供一个新的创新点。
关键词：人脸识别技术,课堂考勤,移动应用,高校
[1] 王登林,严义辉,吴文平,袁飞虎,李婷婷基于人脸识别下高校课堂考勤系统的分析[J].计算机产品与流通,2019(06):188.
[2] 邓嘉明,张志鹏,潘熙婷基于人脸识别的智慧校园学生行为管理系统研究[J].鞍山师范学院学报,2019-04,21(2):5-8.
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