CN109903412A - 一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，包括图像采集设备、数据处理服务器和考勤记录应用程序三个模块。通过教室里安放的摄像头，实时记录画面中出现的人脸，并和后台数据库对比，确定每一个人脸的真实身份，从而实现高效、准确地统计学生的出勤情况。

Description

一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统

技术领域

本发明属于智能考勤领域，具体涉及一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统。

背景技术

考勤系统是一套针对企业、院校等单位的人力资源管理的核心工具，对于人员考勤记录进行相关管理的系统。对于学校来说，考勤数据与学生的成绩、学分等指标挂钩，考勤数据对于学校的各级管理层至关重要。从班级角度上看，学生的考勤数据对于班级整体学习氛围有很大程度的反馈作用，便于班主任进行学生管理，从年级的角度上看，各班班级的考勤数据是年级整体状态的一个评价，不仅可以反映各班的学习情况，指导相关班主任的工作，也可以反映各个任课老师在不同班级的教学状态，便于调整老师的教学。

目前在很多学校仍然采用的是老师目测观察或者签到表签到来统计出勤，这种依靠人力统计的考勤方式效率低，无法满足目前教育环境的需求；同时也存在刷卡人脸识别打卡、指纹认证打卡等考勤形式，这些通过硬件设备的考勤形式对硬件有一定要求，在只用一台设备的情况下，打卡记录效率低，使用多台设备则资源消耗大。

发明内容

本发明的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，包括图像采集设备、数据处理服务器和考勤记录应用程序三个模块；图像采集设备安装在教室里，用于拍摄教室里全部座位上学生的人脸，并且每隔一定间隔采集教室里面的人脸图像，并将数据传送到数据处理服务器中进行下一步处理；数据处理服务器接收并存储图像采集设备发送的数据，利用预先存储的人脸检测算法检测出画面中的全部人脸，并与预先存储的该班学生人脸进行对比，从而确定各个人脸的身份，统计得到的身份信息，并将考勤信息发送到考勤记录应用程序中；考勤记录应用程序用于实时反映考勤情况，安装在PC端或者移动端。

进一步地，所述图像采集设备为摄像头。

进一步地，所述摄像头包括主摄像头和副摄像头。

进一步地，所述主摄像头安装在教室讲台上方远离前门的一侧，用于采集全部座位上的学生正脸。

进一步地，所述副摄像头安装在教室天花板中部靠近前门的一侧，与所述主摄像头互补，弥补主摄像头由于距离过远导致的人脸面积小或不清晰的缺陷。

进一步地，所述考勤记录应用程序分为班主任版和年级主任版，所述班主任版能观测到本班的考勤情况，所述年级主任版能宏观监控整个年级的出勤情况，同时拥有所述班主任版的全部功能。

进一步地，所述数据处理服务器包括人脸识别单元和考勤统计单元，所述人脸识别单元输入图像采集设备采集的数据，经过人脸识别处理后，将处理结果输出给考勤统计单元。

本发明的有益效果：通过教室里安放的摄像头，实时记录画面中出现的人脸，并和后台数据库对比，确定每一个人脸的真实身份，从而实现高效、准确地统计学生的出勤情况。

附图说明

图1：本发明系统结构示意图。

图2：摄像头的教室布置示意图。

图3：人脸识别单元内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，包括图像采集设备、数据处理服务器和考勤记录应用程序三个模块。

图像采集设备包括主、副摄像头，两个摄像头在教室中的摆放位置如图2所示，其高度应该在黑板最高端附近，由于各个教室中学生高度分布不一致，不同学校的教室也是不同的规模，因此具体高度和俯仰角度应该在教室中进行测试观察，以不发生学生人脸遮挡为标准。本实施例中，主摄像头布置在教室讲台上方远离前门的一侧，斜向后门角落，应该能够将全体座位上的学生人脸拍摄完整，对于距离摄像头较远的学生，主摄像头拍摄得到的人脸较小或者模糊，因此补充一个副摄像头，副摄像头在教室天花板中部靠近前门的一侧，斜向教室后部另一角落，与主摄像头互补，通过主、副摄像头的配合，能够正确、完整的将教室里座位上全部学生的人脸采集到，弥补主摄像头由于距离过远导致的人脸面积小或不清晰的问题。在接下来的数据处理服务器中，对于从主、副摄像头得到的图像的识别结果会有不同置信程度，副摄像头拍摄的是教室后方的图像，因此对教室后方的人脸具有较高置信程度，主摄像头则对教室后方人脸即主摄像头图像上部的人脸具有低一级的置信程度。

数据处理服务器主要包括两个单元，分别为人脸识别单元和考勤统计单元。人脸识别单元。其内部结构如图3所示，人脸识别单元的输入是从图像采集设备得到的教室画面，经过人脸检测得到教室画面中的全部人脸，结合人脸数据库，经过人脸识别可以得到每个人脸与人脸数据库中人脸的匹配程度，选取匹配程度最大的作为识别结果，并将结果传送到考勤统计单元。因为本地人脸数据库中该身份的人脸照可能对于目前的是识别任务不够优秀，因此选择使用检测到的人脸来对该用户的人脸进行数据集更新。对于已经得到的识别结果，可以基于匹配程度，设定一个阈值，用于更新本地人脸数据库，这样能够大大提升人脸识别的准确性。数据处理服务器采用了一种数据库更新的策略，对于数据处理服务器中预存的人脸图像，可以对其更新，将摄像头检测到的人脸图像，可以选取其中优质的人脸图像来更新本地数据库。

考勤统计单元的输入是从人脸识别单元得到的人脸识别结果，输出是考勤统计的结果。考勤统计单元统计每天每节课的出勤情况，并将结果储存到本地，考虑到本地服务器容量问题，根据实际情况，可以设定一个结果保存期限。根据每天的统计结果可以统计出每周的出勤情况，进而可以得到每月、每季度、每年的出勤情况，可以统计任意一段时期的出勤情况，可以从考勤记录应用程序得到统计需求，这些出勤情况包括每个学生对于每一门课的出勤情况、每个班级对每一门课的出勤情况、每个年级各个班级的出勤情况等。

考勤记录应用程序是在PC端或者移动端接收考勤记录的一个应用程序。分为班主任版以及年级主任版，学校给班主任老师以及年级主任分配不同的使用权限，方便管理。该应用主要展示考情统计单元的各项出勤情况，有表格，有各种统计曲线以及统计图，并且可以将结果下载到本地。

考勤记录应用程序可以使班主任及年级主任等管理者远程收到考勤信息，同时该应用统计一段时期的考勤情况，具体可以到每个班级，每个人，每一门课，从而方便管理者分析学生就读情况，有效的节约了管理者的时间，提升了学校办学的效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (7)

1.一种基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，其特征在于：包括图像采集设备、数据处理服务器和考勤记录应用程序三个模块；图像采集设备安装在教室里，用于拍摄教室里全部座位上学生的人脸，并且每隔一定间隔采集教室里面的人脸图像，并将数据传送到数据处理服务器中进行下一步处理；数据处理服务器接收并存储图像采集设备发送的数据，利用预先存储的人脸检测算法检测出画面中的全部人脸，并与预先存储的该班学生人脸进行对比，从而确定各个人脸的身份，统计得到的身份信息，并将考勤信息发送到考勤记录应用程序中；考勤记录应用程序用于实时反映考勤情况，安装在PC端或者移动端。

2.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，其特征在于：所述图像采集设备为摄像头。

3.根据权利要求2所述的基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，其特征在于：所述摄像头包括主摄像头和副摄像头。

4.根据权利要求3所述的基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，其特征在于：所述主摄像头安装在教室讲台上方远离前门的一侧，用于采集全部座位上的学生正脸。

5.根据权利要求3所述的基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，其特征在于：所述副摄像头安装在教室天花板中部靠近前门的一侧，与所述主摄像头互补，弥补主摄像头由于距离过远导致的人脸面积小或不清晰的缺陷。

6.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，其特征在于：所述考勤记录应用程序分为班主任版和年级主任版，所述班主任版能观测到本班的考勤情况，所述年级主任版能宏观监控整个年级的出勤情况，同时拥有所述班主任版的全部功能。

7.根据权利要求1所述的基于人脸识别技术的智能课堂考勤系统，其特征在于：所述数据处理服务器包括人脸识别单元和考勤统计单元，所述人脸识别单元输入图像采集设备采集的数据，经过人脸识别处理后，将处理结果输出给考勤统计单元。