CN206594721U - 基于人脸检测与识别的课堂考勤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，包括人像采集器、人脸检测器、人脸识别器、中心控制器和教师端控制器；所述教师端控制器包括控制所述人像采集器的开启和关闭的考勤装置；所述人像采集器采集教室内所有学生的照片并将照片传输给人脸检测器；所述人脸检测器提取照片中的人脸并将所提取的人脸传输给人脸识别器；所述人脸识别器识别所述人脸所对应的人物和名字并将识别结果反馈给中心控制器，所述中心控制器将所述人脸识别器的识别结果传输给所述考勤装置。本实用新型的整个考勤过程不耽误课堂时间，可同时对教室内的多个人脸进行识别且耗时短，可实时监测教室内的学生去向，是一种高效智能的课堂管理模式。

Description

基于人脸检测与识别的课堂考勤系统

技术领域

本实用新型涉及教学考勤技术领域，具体而言，涉及基于人脸检测与识别的课堂考勤系统。

背景技术

目前，我国大多数高校在学生日常考勤工作中主要采用的仍是人工考勤、智能卡考勤方式或者是简易的微信端GPS定位等。但是这些考勤方式仍存在以下三个问题：首先任课教师并不认识每一位学生，所以人工考勤和智能卡考勤均有可能存在冒名顶替和代替考勤的现象。第二，现有的考勤系统，仅仅是一种考勤方式，或是一个教学环节，并没有将该课程的学生、教师等教学管理相关人员交互式的关联到一起。所以传统的考勤方式不适用于如今学校考勤需求，若是设计一套能解决上述问题的课堂考勤系统，方便教师课堂考勤、督促学生积极上课，以及为学生的学习提供便利，最终将能够有效的提高教学综合效率。第三，传统的考勤系统都是基于GPS、扫二维码等手段，学生的作弊率比较高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，以解决现有技术中的考勤系统存在的耗时长和准确率低的问题。

为了实现上述目的，提供了一种基于人脸检测与识别的课堂考勤系统。该基于人脸检测与识别的课堂考勤系统包括人像采集器、人脸检测器、人脸识别器、中心控制器和教师端控制器；

所述教师端控制器包括考勤装置，所述考勤装置控制所述人像采集器的开启和关闭；

所述人像采集器设于教室内，所述人像采集器采集教室内所有学生的照片并将照片传输给人脸检测器；所述人脸检测器提取照片中的人脸并将所提取的人脸传输给人脸识别器；

所述人脸识别器识别所述人脸所对应的人物和名字并将识别结果反馈给中心控制器，所述中心控制器将所述人脸识别器的识别结果传输给所述考勤装置。

现有的人脸识别考勤系统都只能一对一的进行考勤，即依次采集每个人的脸部照片进行识别，所需的时间较长，因此常常应用于公司的考勤。本实用新型首度提出一种应用于教学、可快速考勤的大规模考勤系统，通过一个或多个人像采集器一次性地采集教室内所有学生的照片，然后由人脸检测器提取照片中的人脸，然后由人脸识别器对每个人脸进行识别，整个过程无需人力操作，可在老师上课的同时进行且不耽误课堂时间，可同时对教室内的多个人脸进行识别且耗时短；并且，考勤过程可以重复多次进行，即可实时监测教室内的学生去向，是一种高效智能的课堂管理模式，节约课堂管理评估时间，促进师生交流。

进一步地，还包括学生端控制器，所述学生端控制器包括考勤查看装置，所述中心控制器将所述人脸识别器的识别结果传输给所述考勤查看装置。由此，避免出现考勤错误。

进一步地，所述学生端控制器还包括考勤反馈装置，学生通过所述考勤反馈装置将对考勤结果的审核结果反馈给所述中心控制器。由此，中心控制器可以将审核结果反馈给教师端控制器，教师可以根据实际情况对考勤结果进行修订。

进一步地，所述学生端控制器还包括请假装置，所述教师端控制器还包括请假处理装置，学生通过所述请假装置将请假信息传输给所述中心控制器，所述中心控制器将所述请假信息传输给所述请假处理装置，老师通过所述请假处理装置将对所述请假信息的处理结果传输给所述中心控制器，所述中心控制器将所述处理结果传输给请假装置。由此，显著提升该系统的实用性。

进一步地，所述教师端控制器还包括作业布置装置；所述学生端控制器还包括作业接收装置。由此，教师可以提前和延后布置作业，避免占用课堂时间。

进一步地，所述学生端控制器还包括作业处理装置；所述教师端控制器还包括作业审阅装置。由此，可以显著提升老师与学生的交流，绿色且环保。

进一步地，所述学生端控制器还包括课程查询装置。由此，学生可随时查询上课的时间和地点，避免迟到、记忆错误等情况。

进一步地，所述学生端控制器还包括课堂评价装置；所述教师端控制器还包括评价查看装置。由此，有助于老师对教学方式进行改进。

进一步地，所述学生端控制器还包括提问装置；所述教师端控制器还包括答问装置。由此，提升学生提问的积极性，提升学生的专业技能。

可见，本实用新型具有以下优点：

1)将人脸检测和识别应用于大规模的快速考勤，有效避免作弊、迟到和早退现象；

2)高效智能的课堂管理模式，节约课堂管理评估时间；

3)方便老师逐步优化教学方法，提升教学质量；

4)调动学生的积极性，提升知识储备；

5)显著延长有效的课堂时间，加深教师与学生的交流。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本实用新型的理解，附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：

(1)本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

(2)下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

(3)关于对本实用新型中术语的说明。本实用新型的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“第一”、“第二”等是用于区别容易引起混同的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

需要说明的是，所述人脸检测器提取人脸的结构可以采用但是不限于采用一种级联的深度卷积神经网络(Convolutional neural networks，CNNs)框架；该CNNs框架分为三个部分：一个浅层的CNN快速产生人脸的候选区域、一个较为复杂的CNN来排除大部分非人脸的窗口以及一个有效的CNN输出正确的人脸检测结果。基于该CNNs框架的人脸检测器具有很好的准确率。所述人脸识别器识别人脸的结构可以采用但是不限于采用triplet结构；所述triplet结构具有如下的三元组结构：从训练集中随机选择的一个样本，该样本称为Anchor，随机选取一个和Anchor属于同一类的样本和一个不同类的样本，分别称为Positive和Negative，由此构成一个(Anchor，Positive，Negative)三元组；使用欧式距离来计算Anchor和Positive的最小距离以及Anchor和Negative的最大距离，由此得到一个距离分数，0分表示两个人脸是完全相同的，4分表示两个人脸是完全不同的，一般情况下，小于1分的两个人脸可以认为是同一个人的。通过以上方法，针对不同人脸的角度、采光等问题都有很好的处理。上述CNNs框架和triplet结构属于本领域的公知常识。

图1为本实用新型的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统的示意图。如图1所示，所述基于人脸检测与识别的课堂考勤系统包括人像采集器、人脸检测器、人脸识别器、中心控制器和教师端控制器；

所述教师端控制器包括考勤装置、请假处理装置、作业布置装置、作业审阅装置、评价查看装置、答问装置；

所述学生端控制器包括考勤查看装置、考勤反馈装置、请假装置、作业接收装置、作业处理装置、课程查询装置、课堂评价装置、提问装置；

当需要考勤时，所述考勤装置将考勤指令发送给所述中心控制器，所述中心控制器控制人像采集器的开启；所述人像采集器设于教室内，所述人像采集器采集教室内所有学生的照片并将照片传输给人脸检测器；所述人脸检测器提取照片中的人脸并将所提取的人脸传输给人脸识别器；所述人脸识别器识别所述人脸所对应的人物和名字并将识别结果反馈给中心控制器，所述中心控制器将所述人脸识别器的识别结果传输给考勤装置。在考勤过程中，人像采集器在固定时间间隔进行采集；需要停止考勤时，考勤装置再将考勤停止指令发送给中心控制器，所述中心控制器再控制所述人像采集器的关闭。其中，人像采集器个数以及在教室内的安装位置根据教室的大小而定，优选的安装位置是使每次采集可以采集所有学生的人像。

所述中心控制器还将所述人脸识别器的识别结果传输给考勤查看装置，学生从考勤查看装置处获知考勤是否正确，若审核发现错误，则通过考勤反馈装置将该审核结果反馈给中心控制器，中心控制器再将该审核结果发送给教师端控制器的考勤装置。

学生通过所述请假装置将请假信息传输给中心控制器，所述中心控制器将所述请假信息传输给请假处理装置，老师通过所述请假处理装置将对所述请假信息的处理结果传输给中心控制器，所述中心控制器将所述处理结果传输给请假装置，学生从请假装置处即可获知老师是否同意请假。

老师从作业布置装置将课堂作业发送至中心控制器，中心控制器再将该作业发送给对应的作业接收装置；学生采用所述作业处理装置处理从作业接收装置处获得的作业并将处理后的作业发送给中心控制器，然后中心控制器将学生处理后的作业发送给作业审阅装置，老师通过作业审阅装置可获知学生的学习情况，从而对课堂内容作出适应性的调整。

学生科从课程查询装置处随时查询课程的时间和地点，避免迟到。

课堂评价装置可以将学生对课堂的评价发送给中心控制器，中心控制器将该评价发送给评价查看装置，老师可以根据评价查看装置反馈的评价对教学方式做适应性调整。

学生可以课后将疑问通过提问装置传输给中心控制器，中心控制器再将这些问题发送给答问装置，老师可以将对问题的答复依次通过答问装置、中心控制器传输给提问装置以节约课堂时间，也可以在课堂上直接讲解，这样提问方式对比较害羞的学生非常有益。

Claims (9)

1.基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：包括人像采集器、人脸检测器、人脸识别器、中心控制器和教师端控制器；

所述教师端控制器包括考勤装置，所述考勤装置控制所述人像采集器的开启和关闭；

所述人像采集器设于教室内，所述人像采集器采集教室内所有学生的照片并将照片传输给人脸检测器；所述人脸检测器提取照片中的人脸并将所提取的人脸传输给人脸识别器；

所述人脸识别器识别所述人脸所对应的人物和名字并将识别结果反馈给中心控制器，所述中心控制器将所述人脸识别器的识别结果传输给所述考勤装置。

2.如权利要求1所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：还包括学生端控制器，所述学生端控制器包括考勤查看装置，所述中心控制器将所述人脸识别器的识别结果传输给所述考勤查看装置。

3.如权利要求2所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：所述学生端控制器还包括考勤反馈装置，学生通过所述考勤反馈装置将对考勤结果的审核结果反馈给所述中心控制器。

4.如权利要求2所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：所述学生端控制器还包括请假装置，所述教师端控制器还包括请假处理装置，学生通过所述请假装置将请假信息传输给所述中心控制器，所述中心控制器将所述请假信息传输给所述请假处理装置，老师通过所述请假处理装置将对所述请假信息的处理结果传输给所述中心控制器，所述中心控制器将所述处理结果传输给请假装置。

5.如权利要求2所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：所述教师端控制器还包括作业布置装置；所述学生端控制器还包括作业接收装置。

6.如权利要求5所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：所述学生端控制器还包括作业处理装置；所述教师端控制器还包括作业审阅装置。

7.如权利要求2所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：所述学生端控制器还包括课程查询装置。

8.如权利要求2所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：所述学生端控制器还包括课堂评价装置；所述教师端控制器还包括评价查看装置。

9.如权利要求2所述的基于人脸检测与识别的课堂考勤系统，其特征在于：所述学生端控制器还包括提问装置；所述教师端控制器还包括答问装置。