基于人脸识别技术的入馆教育系统分析与设计

徐磊

【摘 要】传统的新生入馆教育方式主要有集中授课培训、发放手册、实地参观等。这些方式虽然在某种程度上具有一定的优势，但由于新生数量多、时间安排紧迫以及新生读者没有自学压力等原因，导致其培训效果欠佳，具有一定的局限性。近年来，随着信息技术的快速发展，部分高校图书馆将 “在线考试系统”引入到新生入馆教育中，新生读者必须通过系统学习图书馆的入门知识，参加考试并达到一定分数后才能开通借阅权限。现有的新生入馆教育系统方式很多，各高校图书馆采用的模式不同，本文在实践的基础上，加入了人脸识别模块，改进了考试系统的部分弊端。

【关键词】入馆教育；人脸识别；入馆教育系統

中图分类号：TP391 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0118-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.050

Analysis and Design of Library Entry Education System Based on Face Recognition Technology

XU Lei

（Suzhou Institute of Technology， Jiangsu University of Science And Technology， Zhangjiagang Suzhou 215600， China）

【Abstract】The traditional ways of freshmens admission education are mainly concentrated teaching and training， Handbook distribution， field visits and so on. Although these methods have certain advantages to some extent， due to the large number of new students， the urgent time arrangement and the lack of self-study pressure of new readers， the training effect is not good and has certain limitations. In recent years， with the rapid development of information technology， some university libraries have introduced “online examination system” into freshmen's library entry education. Freshmen must learn the introduction knowledge of the library through the system， participate in the examination and reach a certain score before opening the right to borrow. There are many ways for freshmen to enter the library education system. Different University Libraries adopt different modes. On the basis of practice， this paper adds face recognition module， which improves some drawbacks of the examination system.

【Key words】Pre Library Education； Face recognition； Pre library education system

0 引言

每年大学新生入校时，高校图书馆的重点工作之一，就是进行馆前培训，馆前培训也称入馆教育。通过培训，大学新生可以快速了解本校图书馆的楼层分布、职能机构、馆藏分布、借阅规则等信息；掌握书目检索系统和图书馆数字资源的使用；培养信息意识，提高自主学习能力。以笔者所在高校图书馆为例，图书馆建筑结构特殊，馆藏资源分布不集中，只有通过入馆教育，新生才能在短时间内了解整个图书馆的分布与运行，既方便读者对图书馆的利用，也方便图书管理员的日常工作。因此，入馆教育有非常重要的作用。

1 入馆教育模式

随着技术的发展，入馆教育模式经历了四个阶段，每个阶段的培训各有利弊，具体如下：第一阶段，资料介绍；

现代图书馆服务丰富，仅仅依靠发放资料，很难介绍全面和具体。该方式不符合时代特点，缺乏吸引力，内容枯燥，缺乏交流，没有交互性。

第二阶段，参观图书馆；

图书馆馆员带领新生做实地参观并做现场讲解，这种方法虽然直观，但是影响图书馆的正常工作秩序。

第三阶段，分批授课；

馆员运用 PPT 讲授为主，由于新生入馆教育的时间安排，能够讲授的内容有限，讲授过程如蜻蜓点水，很难调动起学生的积极性。

第四阶段，入馆教育系统。

随着网络技术的发展，入馆教育系统是比较常用的培训方式。作为可交互的新型培训方式，该方式提供了很好的使用体验。目前，比较常用的入馆教育系统有：测验式系统；视频式系统；视频加测验式系统。通过分析现有的入馆教育系统，结合本校入馆教育培训过程中实际使用的效果，本文提出了一种基于人脸识别技术的入馆教育系统。

2 系统分析与设计

2.1 系统分析

本系统包含两个部分：前台学生考试系统；后台管理系统。（1）前台考试系统通过学号和人脸识别系统登录，如果是本人，则进入学习考试系统。否则返回登录界面，重新认证登录。登录系统后进行视频学习和答题，视频学习包含：图书馆结构介绍、文献资源馆藏分布、图书借阅流程、电子阅览室使用、期刊阅览室使用。通过视频学习每一部分知识，学习完成后进行答题，答题结束提交，如果题目全部正确，则提交结束，如果有错误，则返回正确答案，读者通过阅读正确答案，重新答题，直到提交题目全部正确，考试结束。（2）后台管理系统包含考试数据库、考生数据库、管理员数据库。系统结构如图1所示：

2.2 系统流程

2.2.1 人脸获取

人脸获取自动确定人脸关键点的位置，比如：眼角、鼻尖、嘴角等。本系统采用基于深度初始化网络的人脸检测算法，该算法能够有效克服人脸初始位置、表情因素等对系统检测的影响。从而得到各关键点的准确位置。

2.2.2 人脸特征

人脸特征受到各种条件的限制，比如：光照、姿态、脸部表情等等。为了减小差别，提高待匹配人脸和数据库中数据的符合度，降低差异，本系统还原良好光照、面部正面和毫无表情的人脸，通过获取高层语义特征表达，提升待选人脸特征的彼此区分性，促使待选人脸，即同一个人在不同光照、位置、表情等多尺度信息具有更高的相似性。

2.2.3 特征比对

人脸识别系统将人脸映射到同一个特征空间进行比较，因为进行人脸识别的时候，场景、光照等条件不同，映射到同一个特征空间后，可以保证同一个人脸特征表达有更高的相似性，不同人脸特征相似性分数更低

2.3 数据流程

（1）系统需求分析：规划好初步的页面布局，以及实现的功能，数据库涉及到的数据。

（2）系统建模：对整理出的功能点和需求，参考类似系统进行系统建模并提交相关人员评估，根据评估结果进行改进，直至得到广泛认同的系统模型，如图4。

（3）编码实现：完成程序中各个页面的布局、逻辑和相关的功能，以及数据库，实现访问，添置，修改，查询的基础功能和对接java后台服务器实现数据的真确连接与输出。

（4）系统性测试：初步在开发者电脑中发布，其他开发人员通过局域网访问，尝试各个功能与数据实现，是否存在异常。

（5）功能拓展：在项目实现的基础上，尝试添加新的功能，包括文化交流与留言的实现。

2.4 入馆教育系统实现的功能：

（1）人脸识别登录：所属江科大全体学生和已经授权的管理员均可实行登录。

（2）观看视频以及答题分数回传：已经开户的用户可以到系统中进行相应的视频答题和答题分数的显示与回传。

（3）管理员增加学生数据：已经具备管理员权限的用户可以对学生信息增加工作。

（4）管理员修改学生数据：管理员修改数据出错（待解决）。

（5）管理员删除学生数据：已经具备管理员权限的用户可以对学生信息删除工作。

2.5 界面设计

（1）登錄界面

登录网站后会进入项目的首页，左侧为本系统简介，右侧登录时默认为学生界面，当点击管理员登录时进入管理员登录界面。如图5：登录界面。

（2）管理员界面：

管理员登录后，点击专业信息查询按钮可在此界面实现对各个专业完成情况的统计，包括专业总人数，完成人数，点击添加按钮可以实现对学生信息的添加，当点击删除按钮可以删除该同学信息。如图6：管理员界面。如图6：管理员界面。

（3）学生界面：

学生登陆成功后会跳转到此界面，学生在此页面可以看到个人信息，完成视频情况，以及未完成情况。同时点击视频播放按钮跳转到播放界面。如图7：学生界面。

（4）播放与答题界面：

当点击学生界面的视频播放按钮时候跳转到此页面，学生看完视频即可点击答题按钮，下方会出现答题界面。如图8：播放与答题界面。

（5）提交界面：

点击答题界面的提交按钮会跳转到此页面，点击此页面的查询结果，可查询到正确答案，以及学生答题结果以及得分情况。如图9：提交界面。

2.6 数据库

（1）实现管理员对完成情况的修改与删除（如图10）：

3 研究结论与展望

3.1 结论

（1）人脸识别登录系统：杜绝了同学替考的可能性。

（2）可视化视频界面与答题界面相结合：实现传统教育模式的转变。

（3）便捷高效：登录该服务系统即可实现视频与答题，管理员可实现数据的查看与修改。无需进行教育中的教室占用，师资的分配。

（4）良好的推广前景：适用于广大的图书馆，只需添加新的题库以及视频内容即可实现，不同图书馆的使用。

（5）实用性强：不仅适合于馆前教育（下转第95页）（上接第120页）的培训工作，还可以应用于公司的入门考试系统，以及学生网课的受教工作。

3.2 展望

（1）现有系统的可靠性控制不够严密，很多控制是通过页面控制实现的，如果页面控制失效，可以向数据库插入数据u，引发错误。

（2）现有系统的容错性不高，如果系统出现错误，返回错误类型为找不到页面错误，无法回复到出错前的状态。

本文在基于人脸识别算法的基础上，将其应用到新生入馆教育系统中，实现了在馆前教育的自动培训、考试，降低成本，在实际应用中获得了良好的效果。同时，本文作者也发现了许多的问题与不足。因此，需要在今后的学习工作中对于该方向进行深入研究，以提高和改进本设计的性能。

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