CN110533788B - 一种基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，该考勤系统中预先存储了与学生人脸图像数据或者指纹信息等身份验证信息相一致的课程以及任课老师信息，在课程进行前，学生登录该系统完成身份验证以及课程确认，在上课过程中，基于一定周期的学生人脸图像以及位置信息采集，分析出学生的考勤情况以及当前课堂的质量情况。将无线网络技术、人脸识别技术、人脸比对技术进行融合，实现学生考勤的精准性与专业性，避免出现人为考勤或单方式考勤的不完整性。
Description
技术领域
本发明涉及人脸识别、无线AP设备定位技术领域，涉及一种基于人脸识别和网络上网数据的高校学生考勤系统方法。
背景技术
高校学生考勤是学生管理工作及教学工作中至关重要的核心点，针对于学生上课考勤现有技术中，通常采用人工点名、扫码签到或单独人脸识别的方式，这些方式存在以下技术缺陷。
现有技术的缺陷1：人工点名的方式存在他人代答现象。
现有技术的缺陷2：扫描二维码签到存在同班级学生带他人手机扫码签到，或拍照二维码发送他人签到现象。
现有技术的缺陷3：单独人脸识别考勤的方式若出现学生低头或戴帽等遮挡行为，则摄像头无法成功识别，会导致最终考勤结果统计误差较大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于人脸识别和网络上网数据的高校学生考勤系统，将无线网络技术、人脸识别技术、人脸比对技术进行融合，实现学生考勤的精准性与专业性，避免出现人为考勤或单方式考勤的不完整性。
根据本发明的一实施例，本发明提出了一种基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，该系统包括：
信息认证装置，用于对学生身份的验证，以及与该学生对应的课程认证，并进行第一次考勤信息采集；
人脸实时采集比对装置，用于在完成学生第一考勤信息采集后且在上课过程中实时对学生人脸扫描，获取学生的当前位置、上课状态信息，从而完成对学生的第二次考勤信息采集；
考勤数据分析装置，用于在课程结束后，分析采集的所述第二次考勤信息从而得到当前课程学生考勤信息以及课堂质量信息。
优选的，所述系统还包括数据库，用于预先存储学生人脸图像数据以及与人脸图像数据对应的课程信息。
优选的，所述信息认证装置具体包括，
登录模块，用于学生通过用户名密码方式登录系统；
个人信息比对模块，用于将当前即将开始的课程与登录的学生身份信息进行匹配，以判断当前登录的学生信息与该课程是否匹配，在匹配后完成个人信息比对；
第一次考勤信息采集模块，用于当个人信息对比模块完成信息比对后，采集当前学生人脸图像信息以及该学生的当前座位位置信息，从而实现对学生的第一次考勤信息采集。
优选的，所述登录模块还用于学生通过指纹或者人脸识别方式登录系统。
优选的，所述人脸实时采集比对装置，用于在完成学生第一考勤信息采集后且在上课过程中实时对学生人脸扫描，获取学生的当前位置、上课状态信息，从而完成对学生的第二次考勤信息采集，具体包括，在完成所有学生的第一考勤信息采集后且在上课过程中，启动人脸实时采集对比装置，并以一周期T进行课堂学生的人脸扫描，以获取当前课程中的所有学生人脸图像信息与预先存储的人脸图像信息以及所有学生的座位位置信息与预先存储的位置信息是否一致，若人脸图像信息一致，而座位位置信息不一致，则在T+t后继续扫描该学生的人脸图像以及与之对应的位置信息，若人脸图像信息不一致，则不用判断座位位置信息，并在T+t后继续扫描该学生的人脸图像信息以判断学生是否在教室中；所述人脸实时采集比对装置根据获取的学生人脸图像数据以及位置信息完成对学生的第二次考勤信息采集。
优选的，所述考勤数据分析装置包括学生考勤分析模块以及课堂质量分析模块，其中，
所述学生考勤分析模块，用于根据采集的第二次考勤信息对学生进行考勤分析，当T周期内记录的人脸图像数据以及与之对应的位置信息都一致，则学生都考勤通过，若T周期内记录的一个或多个学生的人脸图像数据与预先存储的人脸图像数据不一致，且在T+t时间后仍未采集到学生的人脸图像数据，则认为学生已经迟到，并且在下课前的最后一次采集过程中仍未采集到学生的图像数据，则认为学生旷课；若在T周期内采集的人脸图像数据一致，而位置信息不一致，且在T+t后采集的人脸图像数据一致，而位置信息与上一次的位置信息一致或者与预先存储的位置一致，则认为学生在课堂上课，若在T周期内采集的人脸图像数据一致，而位置信息不一致，且在T+t后采集的人脸图像数据不一致，以及在下课前最后一次采集图像数据过程中，仍未采集到图像数据，则认为学生早退；
所述课堂质量分析模块，用于根据学生考勤分析模块分析出来的学生在课堂上的上课情况得到当前课堂的学生上课质量基础情况并进行记录。
优选的，所述T为15分钟，所述t为5分钟。
优选的，所述系统还包括一移动终端，在课程开始前，学生通过移动终端登录系统。
优选的，所述系统还包括在每间教室中部署的无线网AP设备，用于系统中通过无线传输方式发送和接收数据。
优选的，所述人脸实时采集比对装置还包括一个或多个摄像头采集装置。
本发明提出了一种基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，通过无线网络连接，确保考勤学生所在教室位置；通过上网认证，确保考勤学生身份是否是本人，从而确保是否为当前上课学生；通过人脸采集，采集当前考勤学生个人人脸信息；通过摄像头采集课中过程学生信息，双向确保学生是本人考勤且上课过程没有逃课，保证了学生管理及教学管理方面信息化发展的先进性与权威性，为未来学校大数据分析提供支撑。
附图说明
图1为本发明提出的基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统总体框架图；
图2为本发明提出的基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统的一实施例图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
本专利方案解决学生考勤问题中他人代答、代考勤及人脸识别无法成功问题，通过学生手机等移动端设备上课前连接本堂课教室专用无线网AP设备，人员通过无线网认证后，手机端进行人脸识别初步采集、定位、分析、确认和签到功能，摄像头人脸识别设备进行课堂全过程扫描人员脸部进行过程性监控，实现人员信息比对、人员位置比对，确保上课学生为本人、上课地点为本教室，保证学生考勤数据准确性及课堂考勤数据权威性。
根据本发明的实施例，如图1以及图2所示，本发明提出了一种基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，该系统包括：
信息认证装置，用于对学生身份的验证，以及与该学生对应的课程认证，并进行第一次考勤信息采集；
人脸实时采集比对装置，用于在完成学生第一考勤信息采集后且在上课过程中实时对学生人脸扫描，获取学生的当前位置、上课状态信息，从而完成对学生的第二次考勤信息采集；
考勤数据分析装置，用于在课程结束后，分析采集的所述第二次考勤信息从而得到当前课程学生考勤信息以及课堂质量信息；
以及，数据库，用于预先存储学生人脸图像数据以及与人脸图像数据对应的课程信息。
根据本发明的目的，本发明的系统用于对学生进行考勤，在本系统中，设置的数据库用来预先存储学生人脸图像数据以及与人脸图像数据对应的课程信息。本领域技术人员应该清楚，在高校的学生选修课程时，通常的方式为通过登录学校的课程选取平台，根据实际学分的安排来进行课程以及相应任课老师的选择，在本发明中，为了解决学生在课程中的考勤问题，在考生进行课程以及老师的选择中，还包括采集学生的人脸图像数据，将其与该学生选择的相应课程及老师一一对应，并存储在数据库中，同时，为了更好的进行考勤分析，本发明的系统中信息认证装置、人脸实时采集对比装置以及考勤数据分析装置都与数据库建立连接，以进行数据交互。
具体来说，当学生进入学习某一课程所在的教室时，通过设置在教室中或者外部的信息认证装置中的登录模块来让学生进行登录，学生通过输入学号以及密码来完成登录验证，在实际应用中，本发明的登录方式还可以通过其他方式，如通过学生的指纹信息或者人脸图像识别方式，不论采用哪一种方式，其对应的学生信息预采集过程中与当前登录方式为对应关系。举例来说，在预采集学生所选的课程、任课老师时，需要采集对应的学生身份信息，当采用的是指纹识别的方式，则数据库中记录的当前学生的身份信息与其指纹信息、课程信息以及任课老师等信息一一对应，从而当学生在上课前进行登录时，通过指纹的方式登录也可以从数据库中调取与该指纹信息对应的学生相关信息。以此类推，预采集的过程中所采用的不同数据录入方式，其对应的登录认证过程中也能相应实现验证。
根据本发明的目的，该系统的登录方式还可以通过一移动终端来实现登录验证，在课程开始前，学生通过移动终端登录系统。
根据本发明的目的，所述系统还包括在每间教室中部署的无线网AP设备，用于系统中通过无线传输方式发送和接收数据。
学生在完成身份验证登录后，信息认证装置内的个人信息比对模块，当前即将开始的课程与登录的学生身份信息进行匹配，以判断当前登录的学生信息与该课程是否匹配，在匹配后完成个人信息比对。
具体来说，当学生完成身份验证进入系统后，个人信息比对模块提示当前学生，是否当前课程与该学生对应，若果对应，则提示学生进入课堂，否则提示学生不满足上课条件。
第一次考勤信息采集模块，用于当个人信息对比模块完成信息比对后，采集当前学生人脸图像信息以及该学生的当前座位位置信息，从而实现对学生的第一次考勤信息采集。
根据前面所阐述的内容，学生进入课堂后，启动第一次考勤信息采集模块，用于采集学生的人脸图像信息以及学生落座后的座位位置信息，从而完成对学生的第一次考勤信息采集。根据本发明的目的，第一考勤信息采集模块为一摄像头，实时采集人脸图像信息以及位置信息。
根据本发明的目的，在上课过程中，实现对学生的第二次考勤信息采集，在第二次考勤信息采集过程中，获取在一定周期范围内的采集数据来判断学生在课程中的状态，比如迟到、早退还是正常上课，同时，还包括对采集到的当前课堂的学生状态信息判断该课程的质量。
具体来说，在完成所有学生的第一考勤信息采集后且在上课过程中，启动人脸实时采集对比装置，并以一周期T进行课堂学生的人脸扫描，以获取当前课程中的所有学生人脸图像信息与预先存储的人脸图像信息以及所有学生的座位位置信息与预先存储的位置信息是否一致，若人脸图像信息一致，而座位位置信息不一致，则在T+t后继续扫描该学生的人脸图像以及与之对应的位置信息，若人脸图像信息不一致，则不用判断座位位置信息，并在T+t后继续扫描该学生的人脸图像信息以判断学生是否在教室中；所述人脸实时采集比对装置根据获取的学生人脸图像数据以及位置信息完成对学生的第二次考勤信息采集。
根据本发明的目的，一堂课的时间为45分钟，一般分为三次进行采集，每隔15分钟采集一次，至少满足了在上课时以及下课时都实现了对学生的采集，并且还设置一中间时间状态进行信息采集，为了使得采集的数据更符合分析依据，还预设置了一t，设置的时间为5分钟，
根据本发明的目的，所述考勤数据分析装置包括学生考勤分析模块以及课堂质量分析模块，其中，所述学生考勤分析模块，用于根据采集的第二次考勤信息对学生进行考勤分析，当T周期内记录的人脸图像数据以及与之对应的位置信息都一致，则学生都考勤通过，若T周期内记录的一个或多个学生的人脸图像数据与预先存储的人脸图像数据不一致，且在T+t时间后仍未采集到学生的人脸图像数据，则认为学生已经迟到，并且在下课前的最后一次采集过程中仍未采集到学生的图像数据，则认为学生旷课；若在T周期内采集的人脸图像数据一致，而位置信息不一致，且在T+t后采集的人脸图像数据一致，而位置信息与上一次的位置信息一致或者与预先存储的位置一致，则认为学生在课堂上课，若在T周期内采集的人脸图像数据一致，而位置信息不一致，且在T+t后采集的人脸图像数据不一致，以及在下课前最后一次采集图像数据过程中，仍未采集到图像数据，则认为学生早退。
所述课堂质量分析模块，用于根据学生考勤分析模块分析出来的学生在课堂上的上课情况得到当前课堂的学生上课质量基础情况并进行记录。
根据本发明的目的，本发明中采用的第一次考勤信息采集模块、第二次考勤信息采集模块采用的是一个或多个摄像头采集装置。
本发明提出了一种基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，通过无线网络连接，确保考勤学生所在教室位置；通过上网认证，确保考勤学生身份是否是本人，从而确保是否为当前上课学生；通过人脸采集，采集当前考勤学生个人人脸信息；通过摄像头采集课中过程学生信息，双向确保学生是本人考勤且上课过程没有逃课，保证了学生管理及教学管理方面信息化发展的先进性与权威性，为未来学校大数据分析提供支撑。
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，其特征在于，所述系统包括，
信息认证装置，用于对学生身份的验证，以及与该学生对应的课程认证，并进行第一次考勤信息采集；
人脸实时采集比对装置，用于在完成学生第一考勤信息采集后且在上课过程中实时对学生人脸扫描，获取学生的当前位置、上课状态信息，从而完成对学生的第二次考勤信息采集，包括：在完成所有学生的第一考勤信息采集后且在上课过程中，启动人脸实时采集对比装置，并以一周期T进行课堂学生的人脸扫描，以获取当前课程中的所有学生人脸图像信息与预先存储的人脸图像信息以及所有学生的座位位置信息与预先存储的位置信息是否一致，若人脸图像信息一致，而座位位置信息不一致，则在T+t后继续扫描该学生的人脸图像以及与之对应的位置信息，若人脸图像信息不一致，则不用判断座位位置信息，并在T+t后继续扫描该学生的人脸图像信息以判断学生是否在教室中；所述人脸实时采集比对装置根据获取的学生人脸图像数据以及位置信息完成对学生的第二次考勤信息采集；
考勤数据分析装置，用于在课程结束后，分析采集的所述第二次考勤信息从而得到当前课程学生考勤信息以及课堂质量信息，所述学生考勤分析模块，用于根据采集的第二次考勤信息对学生进行考勤分析，当T周期内记录的人脸图像数据以及与之对应的位置信息都一致，则学生都考勤通过，若T周期内记录的一个或多个学生的人脸图像数据与预先存储的人脸图像数据不一致，且在T+t时间后仍未采集到学生的人脸图像数据，则认为学生已经迟到，并且在下课前的最后一次采集过程中仍未采集到学生的图像数据，则认为学生旷课；若在T周期内采集的人脸图像数据一致，而位置信息不一致，且在T+t后采集的人脸图像数据一致，而位置信息与上一次的位置信息一致或者与预先存储的位置一致，则认为学生在课堂上课，若在T周期内采集的人脸图像数据一致，而位置信息不一致，且在T+t后采集的人脸图像数据不一致，以及在下课前最后一次采集图像数据过程中，仍未采集到图像数据，则认为学生早退；
所述课堂质量分析模块，用于根据学生考勤分析模块分析出来的学生在课堂上的上课情况得到当前课堂的学生上课质量基础情况并进行记录；
所述系统还包括数据库，用于预先存储学生人脸图像数据以及与人脸图像数据对应的课程信息；
所述信息认证装置具体包括，
登录模块，用于学生通过用户名密码方式登录系统；
个人信息比对模块，用于将当前即将开始的课程与登录的学生身份信息进行匹配，以判断当前登录的学生信息与该课程是否匹配，在匹配后完成个人信息比对；
第一次考勤信息采集模块，用于当个人信息对比模块完成信息比对后，采集当前学生人脸图像信息以及该学生的当前座位位置信息，从而实现对学生的第一次考勤信息采集。
2.根据权利要求1所述的基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，其特征在于，所述登录模块还用于学生通过指纹或者人脸识别方式登录系统。
3.根据权利要求2所述的基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，其特征在于，所述T为15分钟，所述t为5分钟。
4.根据权利要求3所述的基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，其特征在于，所述系统还包括一移动终端，在课程开始前，学生通过移动终端登录系统。
5.根据权利要求4所述的基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，其特征在于，所述系统还包括在每间教室中部署的无线网AP设备，用于系统中通过无线传输方式发送和接收数据。
6.根据权利要求4所述的基于人脸识别和在线实时数据的高校学生考勤系统，其特征在于，所述人脸实时采集比对装置还包括一个或多个摄像头采集装置。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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Denomination of invention: A College Student Attendance System Based on Facial Recognition and Online Real time Data Granted publication date: 20211224 Pledgee: Hefei high tech Company limited by guarantee Pledgor: ZHISHENG CREAT INFORMAITON TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980008567 |