CN111161440A - 一种具有人脸识别功能的电子班牌 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有人脸识别功能的电子班牌，属于智能考勤领域，包括壳体、控制电路板和摄像头，控制电路板分别与摄像头电性连接，控制电路板上还包括通信电路，通过通信电路与服务器交互数据，壳体表面还设有指纹识别模块，服务器连接有人脸特征数据库和指纹特征数据库；服务器获取电子班牌的唯一识别码及其一定时间内的课程安排，判断是否出现相同或相似度达到阈值的人脸特征数据，若是，则采集指纹特征用于指纹签到，将人脸特征数据和指纹特征数据发送给该电子班牌，否则仅发送人脸特征数据给电子班牌，且指纹识别模块处于低功耗状态。本发明针对同卵双/多胞胎或者相似度较大的人员，为其提供指纹签到方式。

Description

一种具有人脸识别功能的电子班牌
技术领域
本发明涉及门禁技术领域，特别是指一种具有人脸识别功能的电子班牌。
背景技术
在现代化校园管理中，电子班牌是一种自助式教学信息互动电子设备，用于展示班级信息与管理师生考勤情况，主要应用于智慧校园系统、平安校园系统。其最核心的功能是实现人脸识别进行签到考勤。
传统的做法中，学校大都采用打卡或各种纸质书面表格，例如出勤登记表、请假单等来核实师生的出勤状况，需要采用人工方式来整理相关的考勤资料，另外还有部分使用物理磁卡进行刷卡验证，由于磁卡为实物卡，会由其他人员代为刷卡签到且容易造成丢失，补卡过程繁琐且浪费资源。对于校园管理工作带来了极大的负担。
随着生物识别技术的广泛应用，而人脸识别生物技术在这个领域刚刚发展。用人脸识别进行身份认证时，获取的是人脸的图像特征。因此，不存在脸部表面特征被复制所带来的安全问题，并避免了其他人员代为刷卡和实物卡丢失的情况发生，确保信息的准确性与系统的安全性。
比如公开号为CN109801396A的中国发明专利公开了一种基于电子班牌人脸识别门禁系统，具体涉及门禁系统领域，包括智能电子班牌，所述智能电子班牌包括电子班牌控制器和显示器，所述智能电子班牌顶部设有摄像头，所述电子班牌控制器连接端设有APP客户端和后台服务器；所述电子班牌控制器包括人脸识别单元，所述人脸识别单元连接端设有图像数据库，所述人脸识别单元输出端设有考勤数据整理单元，所述考勤数据整理单元输出端设有语音播放单元。
然而上述专利并不能利用人脸识别技术为同卵双/多胞胎或者相似度较大的人员完成签到。
发明内容
本发明提出一种具有人脸识别功能的电子班牌，针对同卵双/多胞胎或者相似度较大的人员，为其提供指纹签到方式，且随着每个教室的电子班牌在不同时间段的上课人员的安排随时更换电子班牌内存储的人脸特征数据，降低对电子班牌的性能要求，也无需电子班牌实时与服务器交互数据，降低电量消耗。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种具有人脸识别功能的电子班牌，包括壳体、固定在壳体内的控制电路板、固定在壳体正面的摄像头，所述控制电路板分别与所述摄像头电性连接，所述控制电路板上还包括通信电路，通过所述通信电路与服务器交互数据，所述壳体表面还设有指纹识别模块，所述服务器连接有人脸特征数据库和指纹特征数据库；
所述服务器获取电子班牌的唯一识别码及其一定时间内的课程安排，判断是否出现相同或相似度达到阈值的人脸特征数据，若是，则采集指纹特征用于指纹签到，将人脸特征数据和指纹特征数据发送给该电子班牌，否则仅发送人脸特征数据给电子班牌，且指纹识别模块处于低功耗状态。
作为本发明的一个优选实施例，所述人脸特征数据库获取旋转的人脸数据，保存人脸多角度的特征数据。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制电路板上设有处理器、图像处理器、本地存储器，所述本地存储器用于存储服务器发送的人脸特征数据和指纹特征数据，所述图像处理器与所述摄像头和本地存储器电性连接，所述摄像头用于获取人脸图像，并发给所述图像处理器，所述图像处理器对接收到的人脸图像进行处理，提取人脸特征点，发送给所述处理器，所述处理器与本地存储器中的人脸特征进行匹配。
作为本发明的一个优选实施例，所述图像处理器采用FPGA芯片构成，所述处理器采用DSP芯片构成。
作为本发明的一个优选实施例，还包括电源电路，所述电源电路为所述处理器、图像处理器、本地存储器、摄像头和指纹识别模块供电，所述处理器通过可控开关控制所述摄像头的供电电路，根据设定的时间控制所述摄像头工作或停止工作。
作为本发明的一个优选实施例，所述通信电路为WiFi通信电路或以太网通信电路。
作为本发明的一个优选实施例，所述壳体内还固定有旋转底座，所述摄像头固定在所述旋转底座表面，从所述壳体中穿出，所述旋转底座带动所述摄像头0-360°旋转。
本发明的有益效果在于：针对同卵双/多胞胎或者相似度较大的人员，为其提供指纹签到方式，且随着每个教室的电子班牌在不同时间段的上课人员的安排随时更换电子班牌内存储的人脸特征数据，降低对电子班牌的性能要求，也无需电子班牌实时与服务器交互数据，降低电量消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具有人脸识别功能的电子班牌一个实施例的平面结构示意图；
图2为本发明一种具有人脸识别功能的电子班牌的使用流程图。
图中，1-服务器；2-电子班牌；201-摄像头；202-指纹识别模块；203-通信电路；204-处理器；205-图像处理器；206-本地存储器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提出了一种具有人脸识别功能的电子班牌，包括壳体、固定在壳体内的控制电路板、固定在壳体正面的摄像头201，所述控制电路板分别与所述摄像头201电性连接，所述控制电路板上还包括通信电路203，通过所述通信电路203与服务器1交互数据，所述壳体表面还设有指纹识别模块202，所述服务器1连接有人脸特征数据库和指纹特征数据库；
所述服务器1获取电子班牌2的唯一识别码及其一定时间内的课程安排，判断是否出现相同或相似度达到阈值的人脸特征数据，若是，则采集指纹特征用于指纹签到，将人脸特征数据和指纹特征数据发送给该电子班牌2，否则仅发送人脸特征数据给电子班牌2，且指纹识别模块202处于低功耗状态。
具体的，本发明可以适用于中学或大学，中学的各个班级的学生大多固定在某一教室内上课，则在较长时间内的学生的人脸特征数据是固定不变的，若为大学，学生的流动性较强，但是在每学期前学生的课程与教室安排均已确定，服务器1可根据课程安排将对应的学生的人脸特征数据发送给电子班牌2。
本发明利用人脸识别技术，记录并识别特定个人的人脸，人脸特征信息正确时，提交人脸信息验证信息至服务端。人脸信息连接考勤签到模块，当人脸信息验证通过后，考勤记录状态更改为已签到，并记录更新签到信息与日期，并将截取人脸识别抓取图片推送至服务端。考勤签到信息可先保存在电子班牌2一定时间，在设定时间统一发给服务器1进行记录。
作为本发明的一个优选实施例，所述人脸特征数据库获取旋转的人脸数据，保存人脸多角度的特征数据。在进行人脸图像特征获取时，待签到人员的脸部可倾斜，但需露出两只眼睛，便于摄像头201获取眼部特征点。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制电路板上设有处理器204、图像处理器205、本地存储器206，所述本地存储器206用于存储服务器1发送的人脸特征数据和指纹特征数据，所述图像处理器205与所述摄像头201和本地存储器206电性连接，所述摄像头201用于获取人脸图像，并发给所述图像处理器205，所述图像处理器205对接收到的人脸图像进行处理，提取人脸特征点，发送给所述处理器204，所述处理器204与本地存储器206中的人脸特征进行匹配。具体的，所述图像处理器205采用FPGA芯片构成，所述处理器204采用DSP芯片构成。具体的，FPGA芯片可并行处理人脸图像中的多个人脸，实现多人同时考勤，便于提高考勤签到的效率。
图像处理器205对接收到的人脸图像先划分为多个包含人脸的图像单元，放大后对每个图像单元进行标准差滤波，由一个N*N的标准差滤波核构成，滤波核的窗口大小可以通过参数控制模块进行控制。
Figure BDA0002326831310000051
N代表了窗口的像素个数n*n，Xi代表了窗口里的每个像素的数值，
Figure BDA0002326831310000052
代表了窗口的平均值，Sn代表了这个窗口所在像素点的标准差数值。
标准差滤波后对各个人脸图像单元进行并行处理，提取对应的人脸特征数据。
针对只有一个或两个人脸的图像，图像处理器205可使用中值滤波法消除图像中的部分噪点。
作为本发明的一个优选实施例，还包括电源电路，所述电源电路为所述处理器204、图像处理器205、本地存储器206、摄像头201和指纹识别模块202供电，所述处理器204通过可控开关控制所述摄像头201的供电电路，根据设定的时间控制所述摄像头201工作或停止工作。比如上课时间，处理器204通过可控开关断开摄像头201的电源，降低功耗。
作为本发明的一个优选实施例，所述通信电路203为WiFi通信电路203或以太网通信电路203。
作为本发明的一个优选实施例，所述壳体内还固定有旋转底座，所述摄像头201固定在所述旋转底座表面，从所述壳体中穿出，所述旋转底座带动所述摄像头0-360°旋转。旋转底座由处理器204控制旋转角度，便于获取人脸图像。
本发明的有益效果在于：针对同卵双/多胞胎或者相似度较大的人员，为其提供指纹签到方式，且随着每个教室的电子班牌2在不同时间段的上课人员的安排随时更换电子班牌2内存储的人脸特征数据，降低对电子班牌2的性能要求，也无需电子班牌2实时与服务器1交互数据，降低电量消耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有人脸识别功能的电子班牌，包括壳体、固定在壳体内的控制电路板、固定在壳体正面的摄像头，所述控制电路板分别与所述摄像头电性连接，所述控制电路板上还包括通信电路，通过所述通信电路与服务器交互数据，其特征在于：所述壳体表面还设有指纹识别模块，所述服务器连接有人脸特征数据库和指纹特征数据库；
所述服务器获取电子班牌的唯一识别码及其一定时间内的课程安排，判断是否出现相同或相似度达到阈值的人脸特征数据，若是，则采集指纹特征用于指纹签到，将人脸特征数据和指纹特征数据发送给该电子班牌，否则仅发送人脸特征数据给电子班牌，且指纹识别模块处于低功耗状态。
2.根据权利要求1所述的一种具有人脸识别功能的电子班牌，其特征在于：所述人脸特征数据库获取旋转的人脸数据，保存人脸多角度的特征数据。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有人脸识别功能的电子班牌，其特征在于：所述控制电路板上设有处理器、图像处理器、本地存储器，所述本地存储器用于存储服务器发送的人脸特征数据和指纹特征数据，所述图像处理器与所述摄像头和本地存储器电性连接，所述摄像头用于获取人脸图像，并发给所述图像处理器，所述图像处理器对接收到的人脸图像进行处理，提取人脸特征点，发送给所述处理器，所述处理器与本地存储器中的人脸特征进行匹配。
4.根据权利要求3所述的一种具有人脸识别功能的电子班牌，其特征在于：所述图像处理器采用FPGA芯片构成，所述处理器采用DSP芯片构成。
5.根据权利要求3所述的一种具有人脸识别功能的电子班牌，其特征在于：还包括电源电路，所述电源电路为所述处理器、图像处理器、本地存储器、摄像头和指纹识别模块供电，所述处理器通过可控开关控制所述摄像头的供电电路，根据设定的时间控制所述摄像头工作或停止工作。
6.根据权利要求1所述的一种具有人脸识别功能的电子班牌，其特征在于：所述通信电路为WiFi通信电路或以太网通信电路。
7.根据权利要求1所述的一种具有人脸识别功能的电子班牌，其特征在于：所述壳体内还固定有旋转底座，所述摄像头固定在所述旋转底座表面，从所述壳体中穿出，所述旋转底座带动所述摄像头0-360°旋转。
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