CN103034880A - 基于人脸识别的考试身份认证系统及其认证方法 - Google Patents

Abstract

一种基于人脸识别的考试身份认证系统，其包含通过互联网连接的个人信息采集系统和个人信息识别系统；个人信息采集系统包含：摄像头，以及与摄像头电路连接的个人计算机，个人计算机通过互联网连接个人信息识别系统；个人信息识别系统包含：管理平台，其通过互联网连接个人计算机；服务器交换机、识别服务器和数据库服务器，管理平台与识别服务器通过服务器交换机与数据库服务器连接；终端交换机，其通过互联网连接服务器交换机；手持终端，其无线连接终端交换机。本发明应用人脸图像采集技术、人机交互技术、数据传输技术、通信技术，实现考试身份认证管理功能，同时手持终端具有输入考生信息方便，成本低、体积小、功能全、可扩展性强的特点。

Description

基于人脸识别的考试身份认证系统及其认证方法

技术领域

本发明涉及一种身份认证技术，具体涉及一种基于人脸识别的考试身份认证系统及其认证方法。

背景技术

随着人脸识别技术的发展，识别稳定性越来越高，人脸识别的应用也越来越广泛，除考勤和门禁这两种通用的应用之外，用人脸识别进行身份辨识和认证将成为更为普及化的一种应用。本发明公开了一种基于人脸识别的考生身份认证系统。可以满足各类考试的应用需要。

随着各种考试的规模和数量逐年增加，虽然考试管理机构采取了多种措施进行预防，都不能有效杜绝代考现象。在当今各类考试中，考生身份伪造技术也越来越先进，代考是考生作弊的一种常用手段。鉴别考生身份的真实性，成为了当前考试管理工作的一大难点。如果在考试前无法有效鉴别考生身份，必将影响考试的结果、公平性和成绩的真实性，必然造成考试以及人才选拔的不公平，因此现代考试迫切需要从根本上遏制代考现象的发生。本发明采用人脸识别+准考证的认证方式，每一位考生在网上报考注册时进行个人信息、人脸模板信息、准考证号等相关信息登记注册。考生在考试时，进行身份认证，如果认证失败，系统立即通知监考人员，如果认证成功则拍照放行。不论识别成功与否，系统都会记录下被识别者图像。考生进入考场的详细时间、图像等信息均可通过系统后台进行查询。考试主办方可以通过后端的管理系统平台上实时查看到所有的考生信息，即时掌握考试情况。

发明内容

本发明提供一种基于人脸识别的考试身份认证系统及其认证方法，能快速、准确、高效地完成考生的身份认证，解决代考现象无法准确、及时被发现的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于人脸识别的考试身份认证系统，其特点是，该系统包含通过互联网连接的个人信息采集系统和个人信息识别系统；

上述个人信息采集系统包含：

摄像头，采集考生人脸信息；

个人计算机，接收摄像头采集的人脸信息，并输入相应个人信息，组成考生预存信息，通过互联网将考生预存信息传输至个人信息识别系统；

上述个人信息识别系统包含：

管理平台，其通过互联网接收个人计算机输出的考生预存信息，并生成准考证信息提供考生下载和打印；

服务器交换机、识别服务器和数据库服务器，上述管理平台与识别服务器通过服务器交换机与上述数据库服务器通讯连接；管理平台通过服务器交换机将考生预存信息保存至数据库服务器；

终端交换机，其通过局域网连接上述服务器交换机；以及，

手持终端，其无线连接所述终端交换机，手持终端采集考生人脸并输入准考证信息组成准考证信息发送至识别服务器，识别服务器将考生预存信息与考生身份信息进行身份识别和比对，并将结果反馈至手持终端。

上述的手持终端包含：

现场可编程逻辑门阵列，分别与现场可编程逻辑门阵列电路连接的图像传感器、输入模块、缓存控制器、液晶控制器和数据网络传输模块，与缓存控制器电路连接的显示缓存，以及与液晶控制器电路连接的液晶显示模组。

上述的现场可编程逻辑门阵列采用FPGA-EP2C35F672C6嵌入式芯片。

上述的个人信息采集系统包含若干摄像头和若干个人计算机，该摄像头与个人计算机一一对应。

一种如上述的基于人脸识别的考试身份认证系统的认证方法，其特点是，该方法包含以下步骤：

步骤1、摄像头采集考生人脸信息传输至个人计算机；

步骤2、个人计算机根据接收的考生人脸信息输入对应的个人信息，组成考生预存信息，并通过互联网传输至管理平台；

步骤3、管理平台将考生预存信息存储至数据库服务器；同时管理平台生成准考证信息提供考生下载和打印；

步骤4、手持终端现场采集考生人脸信息并输入准考证信息组成考生识别信息，并通过局域网发送至识别服务器；

步骤5、识别服务器将接收的考生识别信息与数据库服务器中的考生预存信息进行识别和比对；

步骤6、识别服务器判断考生识别信息与考生预存信息是否匹配，若是，则认为该考生身份合法，并跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤6.1；

步骤6.1、判断现场采样次数是否达到3次，若是，则认为该考生身份非法，并跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤4，进行重新采样流程；

步骤7、识别服务器通过互联网将考生身份认证结果反馈至手持终端显示。

本发明基于人脸识别的考试身份认证系统及其认证方法和现有技术的考生身份验证技术相比，其优点在于，本发明提供了一种基于人脸识别的考试身份认证管理系统，本系统基于现场可编程逻辑门阵列FPGA-EP2C35F672C6嵌入式开发平台，应用人脸图像采集技术、人机交互技术、数据传输技术、通信技术以及LCM显示技术，具备对考试身份认证管理功能，同时手持终端具有采集人脸图像采集，输入考生信息方便，成本低、体积小、功能全、可扩展性强的特点。

附图说明

图1为本发明基于人脸识别的考试身份认证系统的结构图；

图2为本发明基于人脸识别的考试身份认证系统中手持终端的电路框图；

图3为本发明基于人脸识别的考试身份认证系统系统功能示意图；

图4为本发明基于人脸识别的考试身份认证系统的认证方法的流程图；

图5为本发明基于人脸识别的考试身份认证系统的识别服务器进行人脸识别比对的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图1所示，本发明公开一种基于人脸识别的考试身份认证系统，该考试身份认证系统包含通过互联网连接的个人信息采集系统100和个人信息识别系统200。

个人信息采集系统100包含：若干摄像头101和若干个人计算机102，该摄像头101和个人计算机102一一对应电路连接。

每个摄像头101采集考生人脸信息并传输至其对应的个人计算机102。

每个个人计算机102接收其对应的摄像头101采集的人脸信息，并输入相应个人信息，组成考生预存信息，通过互联网将考生预存信息传输至个人信息识别系统200。

个人信息识别系统200包含：管理平台201、服务器交换机204、识别服务器202、数据库服务器203、终端交换机205、若干手持终端206。

管理平台201与识别服务器202通过服务器交换机204与数据库服务器203建立通讯连接。

数据库服务器203用于存储个人信息采集系统100采集获取的考生预存信息，考生预存信息包含预采集的考生人脸信息和相应的个人信息。

管理平台201通过互联网接收个人信息采集系统100中若干个人计算机102输出的考生预存信息，通过服务器交换机204将若干考生预存信息保存至数据库服务器203。同时，管理平台201还对应每一个考生预存信息生成准考证信息提供考生下载和打印作为用于验证的准考证。

识别服务器202用于对预采集的考生预存信息和进行身份认证时采集的考生身份信息进行身份识别和比对，得出考生身份是否合法的结果。

若干手持终端206无线连接终端交换机205，终端交换机205通过局域网连接服务器交换机204。

在进行现场考生身份验证时，手持终端206采集考生人脸信息并输入准考证信息组成准考证信息通过局域网发送至识别服务器202，识别服务器202将考生预存信息与考生身份信息进行身份识别和比对，并将结果反馈至手持终端206。

如图2所示，手持终端206包含：现场可编程逻辑门阵列31，分别与现场可编程逻辑门阵列31电路连接的图像传感器32、输入模块33、缓存控制器34、液晶控制器35和数据网络传输模块36，与缓存控制器34电路连接的显示缓存37，以及与液晶控制器35电路连接的液晶显示模组38。

现场可编程逻辑门阵列31采用Altera公司生产的Cyclone II系列的FPGA嵌入式芯片，型号为EP2C35F672C6。Cyclone II系列具有更低成本、更大的容量和更多的特殊性能的特性。但由于手持终端具有网络数据传输的特殊性，因此需要EP2C35F672C6外加RTL8019芯片构成网卡接口电路。

缓存控制器34采用型号A2V64S40CTP芯片。液晶显示模组38和液晶控制器35采用液晶显示模组LQ035NC111。输入模块33采用4X4键盘模组（含确认、取消键）。图像传感器32采用型号为MT9M011的CMOS图像传感器。数据网络传输模块36采用RTL8019。

手持终端206通过图像传感器32采集现场考生的人脸信息并通过输入模块33以输入考生的准考证信息，人脸信息和准考证信息组成考生识别信息，传输至现场可编程逻辑门阵列31，现场可编程逻辑门阵列31将图像传感器32采集到的 10 位数字像素数据转换成 RGB格式图像信息，并存入数据缓冲器中，液晶控制器35产生相应的行同步和场同步信号，并通过液晶显示模组38显示图像数据；数据网络传输模块36传送考生识别信息，与识别服务器202实时交互。

如图3所示，本发明一种基于人脸识别的考试身份认证系统的系统功能包含有考生人脸采集、考生信息管理、人脸模板管理、考生身份验证、考场信息管理、系统维护，采用C++软件编程。。

本发明基于现场可编程逻辑门阵列FPGA-EP2C35F672C6嵌入式开发平台，应用人脸图像采集技术、数据传输技术、通信技术。具备对考试身份认证管理功能，系统主要分为下面几个部分：

报考系统：报考时，考生利用个人摄像头101自行采集人脸信息，在得到满足人脸识别需求图像后，通过个人计算机102将人脸图像以及个人报名信息组成的考生预存信息传送至管理平台201，管理平台201将信息保存至数据库服务器203，同时管理平台201通知考生下载并打印准考证信息。

现场信息确认系统：开始考试前，由监考人员利用手持终端206采集考生人脸信息，通过手持终端206上4X4键盘模组输入准考证号等考生识别信息，将信息传送至识别服务器202，识别服务器202从数据库服务器203中获取相应考生报名时存储的考生预存信息对考生进行身份识别，并将识别结果分别反馈回手持终端206以及管理平台201，监考人员依据返回的识别结果对考生予以确认。

通讯功能：系统采用手持终端206的现场可编程逻辑门阵列和RTL8019芯片组成数据网络传输模块与识别服务器实时交互通讯。

控制信号：通过识别服务器202可以准确确定当前考生身份，并将识别结果交互传输回手持终端206以及管理平台201，监考人员依据返回的结果对考生予以确认。

人机交互：手持终端206可以液晶显示实时考生人脸信息，通过4X4键盘模组可以输入考生相应信息。

如图4所示，本发明还公开一种基于人脸识别的考试身份认证系统的认证方法，该方法包含以下步骤：

步骤1、摄像头101采集考生人脸信息传输至个人计算机102。

步骤2、个人计算机102根据接收的考生人脸信息输入对应的个人信息，人脸信息与对应的个人信息组成考生预存信息，并通过互联网传输至管理平台201。

步骤3、管理平台201将考生预存信息存储至数据库服务器203，同时管理平台201生成准考证信息提供考生下载和打印。

步骤4、手持终端206现场采集考生人脸信息并输入准考证信息组成考生识别信息，并通过局域网发送至识别服务器202。

步骤5、识别服务器202将接收的考生识别信息与数据库服务器203中的考生预存信息进行识别和比对。

如图5所示，识别服务器202识别方法的实现，是先以局部SVD方法提取人脸图像特征矢量，然后凭借PCA算法求解，由于该方法基本原理是利用PCA方法处理经局部SVD降维后的数据，所以本发明保留了PCA识别效率高，实现简易的优点，而且在速度，内存占用上远远优于传统PCA方法。

步骤6、识别服务器202判断考生识别信息与考生预存信息是否匹配，若是，则认为该考生身份合法，并跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤6.1。

步骤6.1、判断现场采样次数是否达到3次，若是，则认为该考生身份非法，并跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤4，进行重新采样流程。

步骤7、识别服务器202通过互联网将考生身份认证结果反馈至手持终端206显示。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种基于人脸识别的考试身份认证系统，其特征在于，该系统包含通过互联网连接的个人信息采集系统（100）和个人信息识别系统（200）；

所述个人信息采集系统（100）包含：

摄像头（101），采集考生人脸信息；

个人计算机（102），接收摄像头（101）采集的人脸信息，并输入相应个人信息，组成考生预存信息，通过互联网将考生预存信息传输至个人信息识别系统（200）；

所述个人信息识别系统（200）包含：

管理平台（201），其通过互联网接收个人计算机（102）输出的考生预存信息，并生成准考证信息提供考生下载和打印；

服务器交换机（204）、识别服务器（202）和数据库服务器（203），所述管理平台（201）与识别服务器（202）通过服务器交换机（204）与所述数据库服务器（203）通讯连接；管理平台（201）通过服务器交换机（204）将考生预存信息保存至数据库服务器（203）；

终端交换机（205），其通过局域网连接所述服务器交换机（204）；以及，

手持终端（206），其无线连接所述终端交换机（205），手持终端（206）采集考生人脸并输入准考证信息组成准考证信息发送至识别服务器（202），识别服务器（202）将考生预存信息与考生身份信息进行身份识别和比对，并将结果反馈至手持终端（206）。

2.如权利要求1所述的基于人脸识别的考试身份认证系统，其特征在于，所述的手持终端（206）包含：

现场可编程逻辑门阵列（31），分别与所述现场可编程逻辑门阵列（31）电路连接的图像传感器（32）、输入模块（33）、缓存控制器（34）、液晶控制器（35）和数据网络传输模块（36），与所述缓存控制器（34）电路连接的显示缓存（37），以及与所述液晶控制器（35）电路连接的液晶显示模组（38）。

3.如权利要求1所述的基于人脸识别的考试身份认证系统，其特征在于，所述的现场可编程逻辑门阵列（31）采用FPGA-EP2C35F672C6嵌入式芯片。

4.如权利要求1所述的基于人脸识别的考试身份认证系统，其特征在于，所述的个人信息采集系统（100）包含若干摄像头（101）和若干个人计算机（102），该摄像头（101）与个人计算机（102）一一对应。

5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的基于人脸识别的考试身份认证系统的认证方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1、摄像头（101）采集考生人脸信息传输至个人计算机（102）；

步骤2、个人计算机（102）根据接收的考生人脸信息输入对应的个人信息，组成考生预存信息，并通过互联网传输至管理平台（201）；

步骤3、管理平台（201）将考生预存信息存储至数据库服务器（203）；同时管理平台（201）生成准考证信息提供考生下载和打印；

步骤4、手持终端（206）现场采集考生人脸信息并输入准考证信息组成考生识别信息，并通过局域网发送至识别服务器（202）；

步骤5、识别服务器（202）将接收的考生识别信息与数据库服务器（203）中的考生预存信息进行识别和比对；

步骤6、识别服务器（202）判断考生识别信息与考生预存信息是否匹配，若是，则认为该考生身份合法，并跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤6.1；

步骤6.1、判断现场采样次数是否达到3次，若是，则认为该考生身份非法，并跳转到步骤7，若否，则跳转到步骤4，进行重新采样流程；

步骤7、识别服务器（202）通过互联网将考生身份认证结果反馈至手持终端（206）显示。

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