KR20100119914A - The method and system to achieve the reality of examinee in on-line test using a webcam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온라인평가 응시자의 진정성에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시험 전과 도중에 얻어진 사진들을 비교하여 얼굴, 환경의 동일성 판단으로 부정행위 여부를 평가함으로써 실시간 시험감독 효과를 갖게 되는 온라인평가 응시자의 진정성을 확보하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to the authenticity of the online test taker, and more specifically, the authenticity of the online test taker who has a real-time test supervision effect by comparing photographs obtained before and during the test and evaluating whether or not cheating is judged by the sameness of face and environment. It relates to a method and a system to secure.
편리성, 원거리성의 이유로 늘어나는 온라인 평가 수요자에 따라 진보된 평가 공정성이 요구되는 바, 만에 하나 일어날지도 모르는 부정행위는 출제자, 응시자의 시험 공정성 훼손과 불편부당의 오해를 야기하므로 본인의 진정성을 확보하는 것 만이 온라인평가의 존재이유로서의 중요성이 커 가고 있다. Advanced evaluation fairness is required according to the increasing demand for online evaluation for convenience and long-distance reasons, and cheating that may occur in one way will undermine the test fairness and unfairness of the test taker and test taker, thereby ensuring the authenticity of oneself. Only the importance of online evaluation is growing.
현재 출제자들은(특히 사이버대학) 온라인 평가시 기능키 사용을 불가능하게 하거나 사용가능하게 하고 기능키 사용을 기록하는 방법, 기능키 사용감지기능을 통해 타 프로그램 사용 시도를 경고조치나 부정행위로 간주하기 위한 데이터를 확보하기 위한 방편으로 혹은 시험제도와 평가 방식을 지속적으로 바꿔가며 예상되는 부정행 위에 소극적으로 대처하고 있다. 그러나, 시험수요자가 증가할수록 일부 출제자들은 공정성에 걱정을 하고, 온라인 평가에 관심을 갖는 예비 수요자들은 이 평가에 주저하고 있는 실정이다. Current participants (especially cyber universities) may consider disabling or enabling the use of function keys in the online evaluation, recording the use of the function keys, and using the function key detection function as warning or cheating. We are passively responding to anticipated misconduct as a means of securing data for the public, or by constantly changing test systems and evaluation methods. However, as the number of test users increases, some participants are concerned about fairness, and prospective consumers who are interested in the online evaluation are hesitant about the evaluation.
지문인식, 홍채인식 기술은 이미 상당히 진보되어 있는 기술이기는 하나, 별도로 제작된 센서가 필요하며 일정한 동작을 취하도록 요구하여 피평가자가 인증에 대응할 수 있는 시간을 주는 단점이 있다. 원격성이 장점인 온라인 시험에서 적용하기에는 본인 진정성 확인에는 불충분한 기술이다. Fingerprint recognition and iris recognition technology is already advanced, but it requires a separately manufactured sensor and requires a certain operation to give the evaluator time to respond to the authentication. This technique is insufficient for identity verification to be applied in an online test with the advantage of remoteness.
대한민국 공개특허 제2007-0050029(출원번호 10-2007-0039984)에는 단말기에 연결된 카메라을 이용하여 스틸컷을 사용하여 온라인 교육의 출석인증과 시험에 적용을 예시한다. 정면 사진을 얻기 위해 특정한 행동을 요청하는 방식이라 시험에 적용하게 되면 주의력이 분산되어 시험에 적용하기에는 불편하다. Republic of Korea Patent Publication No. 2007-0050029 (Application No. 10-2007-0039984) illustrates the application to attendance certification and examination of online training using a steel cut using a camera connected to the terminal. It is a method of requesting a specific action to obtain a frontal picture, and when applied to the test, attention is distributed and it is inconvenient to apply to the test.
또한, 미국 앨라바마주 소재의 트로이대학은(관련 특허: 출원번호 10-1998-0709046) 마이크와 카메라 그리고 지문인식을 조합한 고가의 장치를 사용하여 시험대상자의 동영상, 소리자료을 이용하여 실시간으로 시험평가자의 서버에서 통제하는 방식도 있다. 시험 도중에 부적격 사유가 있을 때 바로 시험 중지가 되어 향후 논란의 여지가 많으며, 실시간으로 부적격 사유를 적발한다는 것은 결국에 메인서버에 항상 관리자가 시험 관리 상태를 관찰해야 하는데 인원수가 많아질 경우는 적용하기가 어려울 정도로 서버 부담이 클 것이다. In addition, Troy University, Alabama, USA (Patent No. 10-1998-0709046) uses an expensive device that combines a microphone, a camera, and fingerprint recognition to test subjects' video and sound data in real time. It is also controlled by the evaluator's server. In case of ineligible reasons during the test, the test will be stopped immediately and there is much controversy.In the case of real-time detection of ineligible reasons, the administrator should observe the test management status on the main server all the time. The server burden will be high enough.
본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제기되는 것으로서, 온라인 시험에 있어 특정과목의 수강자가 실제로 시험을 보았는지를 평가하기 위해 시험중의 상황을 가급적이면 감독상황의 사각지대를 최소화시키는 시간간격과 정면을 응시하는 상황을 자연스럽게 만들어 응시자는 심리적 부담없이, 출제자는 시험 감독을 실제로 하는 효과를 얻을 수 있는 온라인평가 응시자의 진정성을 확보하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In order to evaluate whether a subject of a particular subject actually took a test in an online test, the time interval and front of the situation under test are preferably minimized. The goal is to ensure the authenticity of the online test taker, which makes the situation that the candidates take the exams naturally, and the test takers do not have to be psychologically burdened.
온라인 시험을 실시간으로 감독하는 상황을 얻기 위해 응시자의 시간적, 공간적인 입장을 모두 고려해야만 하고, 출제자는 평가의 용이성·공정성에 가치를 두어야 한다. 시험 시간 내내 적절한 시간 간격으로 응시자와 주변 환경을 관찰해야 하고, 얼굴인식 알고리즘을 이용하려면 정확한 사진을 얻어야 하며, 응시자가 많은 경우에는 본 발명의 시험 감독의 주 데이타인 전송사진의 메인서버 부담을 고려해야 한다. Candidates must consider both the temporal and spatial position of the candidate to gain real-time oversight of the online exam, and the candidate should value the ease and fairness of the assessment. Examine the candidate and the surrounding environment at appropriate time intervals throughout the test time, and use the face recognition algorithm to obtain an accurate picture.In the case of a large number of candidates, consider the burden on the main server of the transmission picture, which is the main data of the test supervision of the present invention. do.
이를 위해, 모니터가 놓여 있는 테이블 및 응시자의 상반신을 포함하는 영역을 찍을 수 있는 해상도의 웹캠을 이용하여 정해진 시간 또는 이벤트에 따라 응시자의 사진을 캡쳐하여 서버에 전송한다. 이때 얼굴인식에 적용하려면 정확한 사진을 얻어야 한다. 정면 얼굴 사진을 얻기 위해 모니터에 나타나는 시험 문항수를 적절이 조절하여 매 페이지마다 다음 문항 아이콘을 만들어 클릭 유도하거나 답안을 클릭할 때 사진을 캡쳐하도록 하여 모니터를 응시할 수 있게 하여 정확한 사진을 캡쳐하는 방법을 사용한다. 또한 시험문제를 푸는 능력의 개인차가 있으므로 캡쳐된 사진의 전송에 의한 서버 부담을 분산시키는 역할도 하게 된다. 응시자가 많아지면 얻어진 사진은 압축되어 서버에 올려지도록 하여 서버 부담을 최소화 한다. 사전 준비 단계에서 응시자가 캡쳐해 올린 사진, 시험중 시간과 이벤트에 따라 캡쳐된 비교사진 및 수강신청시 제출된 본인 이미지 등록 사진을 얼굴인식 알고리즘으로 빠르게 비교하여 시험시의 환경 및 응시자의 얼굴 동일성을 판단하므로써 부존재,복수화 및 응시자의 진정성를 평가하고 마지막으로 관리자에 의해 모니터가 놓여있는 자리에 참고자료 사용 여부를 관찰하여 부정행위를 판단할 수 있다. To this end, a picture of the candidate is captured and transmitted to the server according to a predetermined time or event using a webcam having a resolution capable of capturing an area including the table where the monitor is placed and the upper body of the candidate. In order to apply it to face recognition, it is necessary to obtain an accurate picture. Adjust the number of test questions that appear on your monitor to get a face-to-face picture, and create the next question icon on each page to encourage clicks or to capture a picture when you click on an answer so that you can stare at the monitor and capture an accurate picture. use. In addition, since there is an individual difference in the ability to solve the test questions, it also serves to distribute the server burden caused by the transmission of the captured picture. As the number of test takers increases, the resulting pictures are compressed and uploaded to the server to minimize server burden. In the preliminary preparation stage, the photographs captured by the candidate, the comparison pictures captured according to the time and event during the test, and the registration images of the self image submitted at the time of enrollment are quickly compared with the face recognition algorithm, so that the environment of the test and the face of the candidate can be compared. By judging, it is possible to judge cheating by evaluating the absence, pluralization, and testimonial of the candidate, and finally by using the reference material where the monitor is placed by the manager.
제안되는 바와 같은 응시자의 진정성 확보방법에 의해서, 모니터가 놓여 있는 테이블 및 응시자의 상반신을 포함하는 넓은 영역을 찍을 수 있는 웹캠을 사용하면 응시자 이외의 사람의 접근이나 자리이탈, 오픈 북이 아닌 경우에는 책 혹은 여하의 참고 자료 등의 사용 여부를 관측할 수 있어 실제 강의실에서 시험 감독 상황과 매우 유사한 환경을(캡쳐되는 시간을 짧게 할수록 더욱 그렇다. 다만 켬퓨터 연산능력 및 데이터 처리속도에 따라 시간을 조절 할 수 있다.) 재현할 수 있다. 또한 얼굴인식 알고리즘 특성상 앞을 응시하는 사진을 얻을수록 인식율이 향상되므로 응시자가 모니터를 주시할 수 있도록 시험 문항수를 적절이 조절하여 다음 문항 아이콘을 만들어 클릭 유도하거나 답안을 클릭할 때 사진을 캡쳐하여 정확한 사진을 얻을 수 있는 것이 장점이다. 시험준비 확인단계에서 얻어진 단독 사진의 환경을 기준으로 인식모듈을 이용하여 복수화, 부존재를 파악하고 얼굴 인식에 의해 응시자의 동일성을 판단하여 부정행위를 방지하여 출제자, 응시자의 공정성 확보와 불편부당의 오해가 제거되어 본인의 진정성을 확보하게 된다. 또한 얼굴검증(1:1, 예를 들어 접근통제나 지불인증 )이나 얼굴식별(1:N, 범인색출)은 특정인과 다수의 비교이나 본 발명은 특정인의 자기 사진만의 비교이므로 알고리즘 상 복잡하지 않고, 소요되는 시간이나 인식 성능에 있어 유리하다. As a suggested method of ensuring authenticity of the candidate, using a webcam that captures a large area, including the table on which the monitor is placed and the upper body of the candidate, may result in the use of a person other than the candidate. It is possible to observe the use of a book or any reference material, so that the actual classroom is very similar to the test supervision situation (the shorter the capturing time, the more so it can be adjusted according to the computer's computing power and data processing speed). Can be reproduced. In addition, due to the characteristics of the face recognition algorithm, the recognition rate improves as the picture that is taken in front of the user improves the recognition rate, so that the candidate can adjust the number of test questions so that the candidate can watch the monitor to create the next item icon to click or to capture the picture when clicking the answer. The advantage is that you can get a picture. Based on the environment of the single photograph obtained in the test preparation confirmation stage, the recognition module is used to identify pluralization and absence and judge the identity of the candidate by face recognition to prevent cheating by preventing the wrongdoing of the candidate and the candidate. Will be removed to ensure your authenticity. In addition, face verification (1: 1, for example, access control or payment verification) or face identification (1: N, criminal search) is not complicated because it is a comparison between a specific person and a large number, but the present invention is only a self-photograph of a specific person. It is advantageous in terms of time required and recognition performance.
본 발명은 응시자는 특별한 절차없이, 감독되는지 심리적 부담없이 시험을 보게 되며, 메인 서버에 저장된 사진 데이터는 관리자만 통제하므로 유출에 따른 개인 사생활 침해에 대한 문제점을 제거할 수 있다. In the present invention, the test taker is tested without any psychological burden of being supervised without any special procedure, and the photo data stored in the main server is controlled only by the administrator, thereby eliminating the problem of personal privacy infringement.
시험 전 메인서버로부터 다운받은 프로그램 실행으로 활성화 된 웹캠을 이용하여 시험보기 위해서 거쳐야만 하는 인증단계로 응시자의 클릭으로 사진 캡쳐하여 전송하는 사전준비 단계, 시험 도중에 정해진 시간과 이벤트 상황의 조합에 의해 마우스 클릭으로 캡쳐된 비교사진을 메인서버에 고유번호에 따라 저장하는 비교사진 저장단계와 이미지 등록사진, 시험준비 확인단계 사진, 비교사진을 얼굴인식 알고리즘에 의에 복수화, 부존재 등의 환경평가 및 동일성을 판단하여 부정행위를 평가하는 단계 및 컴퓨터에 의해 판단된 부정행위 의심 사진을 관리자가 다시 한번 검토 하여 결과를 저장하는 단계를 포함한다.This is an authentication step that requires the user to go through the test using the webcam activated by the execution of the program downloaded from the main server before the test. Determining the environmental evaluation and the sameness of pluralization, nonexistence, etc. by comparing the image stored in the main server with the unique number stored in the main server according to the unique number. Evaluating cheating, and storing the result of the administrator reviewing the suspected cheating picture determined by the computer once again.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 재현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 든다고 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may easily implement other embodiments by adding, changing, deleting, and adding components within the scope of the same idea. It will be able to reproduce it, but it will also be said that it falls within the scope of the idea of the present invention.
1) 기준 이미지 등록단계1) Reference image registration step
수강신청시나 학기초에 응시자의 디지털 이미지(사진 등)를 고유번호에 등록하여 향후 본인 판단 여부의 기준 이미지로 사용한다. At the beginning of the course registration or at the beginning of the semester, the candidate's digital image (picture, etc.) must be registered in the unique number and used as a reference image for future judgment.
2) 사전 준비단계 2) Preliminary Steps
웹캠은 응시자의 상반신과 테이블 영역을 찍을 수 있는 위치에 설치되고 컴퓨터 본체와 데이타를 송수신 해야한다. 응시자가 메인서버에 접속하여 고유정보(이름, 학번등)를 입력하고, 웹캠을 활성화하는 프로그램을 자기 컴퓨터에 다운로드하여 사진 캡쳐, 압축 및 전송하는 기능이 활성화 된다. 또는 응시자 컴퓨터에 연결될 웹캠에 이 프로그램을 내장시켜 배포할 수도 있다. 시험 인원수가 적은 경우에는 타 단계에도 적용되는 전송시 파일 압축 기능과 부정행위 평가시 압축해제 기능을 사용하지 않을 수 있다. The webcam should be placed in a location where the candidate's upper body and table area can be photographed and send and receive data to and from the computer. Candidates access the main server, enter their unique information (name, student number, etc.), and download a program that activates the webcam to their computer to capture, compress, and transmit photos. Alternatively, the program can be embedded into a webcam that will be connected to the candidate's computer. If the number of testers is small, the transmission file compression function and the decompression function for evaluating fraud may be disabled.
3) 시험준비 확인단계3) Test preparation confirmation step
시험 전 웹캠 활성 프로그램을 설치하면 웹캠의 동영상이 응시자 컴퓨터 화면에 보여진다. 응시자의 상반신과 테이블 영역이 나오고 응시자가 가급적이면 중앙에 위치하도록 웹캠을 조정하여 전송 아이콘을 클릭하면, 사진이 캡쳐되어 메인서버에 전송되어야만 시험을 볼 수 있다. 전송하면 동영상 화면은 자동으로 없어진다. If you install the webcam activation program before the exam, a video of the webcam is displayed on the candidate's computer screen. When the candidate's torso and table area appear and the candidate is positioned in the center as much as possible, click the Send icon to adjust the webcam so that the picture is captured and sent to the main server before the test can be taken. When you transfer, the movie screen automatically disappears.
4) 비교사진 저장단계4) Save the comparison picture
정해진 시간과 이벤트 상황을 조합하여 사진 캡쳐되는 순간이 정해진다. 시험 문항수를 조절하면 한 화면당 문제를 풀고 "다음 문제" 아이콘과 같은 사진 캡쳐 이벤트 발생 아이콘을 클릭하도록 한다. 응시자의 클릭으로 사진을 캡쳐하므로 의도적으로 시간 간격이 길어진다면(자리를 비운다거나 참고자료를 이용하여 시험 진행이 되지 않는 상태) 시험감독 상황의 사각지대가 발생되어 긴 시간 동안 사진을 찍을 수 없는 상황이 발생 될 수 있다. 이것을 방지하기 위해, 응시자가 시험을 볼 때부터 타이머에 근거한 일정시간 간격으로 이벤트를 발생시켜 사진을 자동으로 캡쳐하게 한다. The moment when the picture is captured is determined by combining the time and event situation. Adjusting the number of questions will allow you to solve problems per screen and click on a photo capture event occurrence icon such as the "next question" icon. If you intentionally lengthen the time interval (by leaving a seat or not proceeding with the reference material) because the candidate captures the picture with the click of a candidate, the blind spot of the test supervision situation occurs and you cannot take a picture for a long time. This can be caused. To prevent this, the candidate will automatically capture the photo by firing an event at regular intervals based on a timer from the time the test is taken.
5) 얼굴인식 알고리즘에 의한 부정행위 의심자 선정5) Selection of suspicious suspects by face recognition algorithm
고유번호에 따라 저장된 시험준비단계 사진과 시험 도중에 캡쳐된 비교사진 및 기준 이미지를 영상 및 신호처리 알고리즘에 의해 특징 데이터 추출·단순화시켜 얼굴인식 알고리즘으로 비교한다. 시험준비단계 사진과 비교사진을 대조하여 사진상에 두 사람 이상 존재하는 복수화(시험을 상의해서 보는지,도 2의 A)나 사진상에 아무도 없는 상태인 부존재(자리 이탈, 도 2의 B)를 평가하는 환경평가를 하고, 기준 이미지와 비교사진들의 동일성(그림 2의 C, D)을 평가하여 수강 신청시 등록된 사람이 실제로 시험을 보는지(대리 시험 여부) 여부의 부정행위 여부를 판단한다. 기저(basis) 벡터 기반의 특징 추출기로 얼굴의 특징 데이터를 추출하여 비교하면 속도는 빠르나 오거부율이 높기 때문에 이 단계에서는 정확한 정면 사진 데이타가 필수적이다. 사진 취득 단계 3, 4는 그래서 더욱 중요하다. The test preparation step pictures stored according to the unique numbers and the comparison pictures and reference images captured during the test are extracted and simplified by the image and signal processing algorithms, and compared with the face recognition algorithm. Examination preparation stage Photo and comparison pictures to evaluate the pluralization of two or more people present in the picture (consulting the test, A in Fig. 2) or the absence of absence (no seat, B in Fig. 2) in the picture An environmental assessment is made, and the identity of the reference image and the comparative pictures (C, D in Figure 2) are evaluated to determine whether or not the registered person actually takes the test (substitute test) or cheating at the time of enrollment. When the feature data based on the basis vector is extracted and compared, the facial data is fast but the false rejection rate is high. Photo acquisition steps 3 and 4 are so important.
6) 관리자에 의한 판정과 확정 6) Judgment and Confirmation by Manager
얼굴인식은 다른 생체기술에 비하여 조도, 사진 찍는 방향등 환경에 민감하기 때문에 정확성이 떨어져 실시간으로 부정행위를 판단하기에는 억울한 피해자가 양산될 수 있으므로 본 발명은 사진 취득 단계에서 최적의 사진을 얻기 위한 방법을 모색했으며 얼굴인식 알고리즘에 의해 판단된 부정행위 의심자의 리스트는 관리자가 실제 찍혀진 사진을 비교하면 더욱 용이하게 판정할 수 있다. 또한 테이블에 올려진 참고 자료 (도2의 B 책상 위)등의 사용 여부를 이 단계에서 판단한다. Since face recognition is more sensitive to the environment such as illumination and photographing direction than other biotechnology, the subject may be massed in order to determine the misconduct in real time due to its inaccurate accuracy. The list of suspected cheating judged by the face recognition algorithm can be more easily determined by the administrator comparing the actual pictures taken. In addition, it is determined at this stage whether or not to use the reference material on the table (on the B desk of Figure 2).
7) 결과 저장 단계7) Save Results Step
6 단계의 결과를 고유번호에 저장하여 출제자가 향후 처리에 이용한다. The result of
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온라인평가 응시자의 진정성 확보 방법의 전체적인 개략도이다.1 is an overall schematic diagram of a method for securing authenticity of an online test taker according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 얼굴인식 알고리즘에 의해 나오는 환경 및 얼굴의 비교 결과 및 관리인에 의해 검토되는 참고도서 유무에 관련된 예이다. 2 is an example related to a comparison result of an environment and a face obtained by a face recognition algorithm and the presence or absence of a reference book reviewed by a manager.
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