基于人脸识别的考勤系统在学生宿舍的应用

摘 要：随着教育信息化的不断深入，智慧校园的建设已经提上日程，这也就为校园管理提供了发展方向。目前，各个学段的学生规模都呈现上升的趋势，这就标志着学生管理的难度不断上升。所以必须要加强对人脸识别考勤系统的开发，并将其充分应用于学生宿舍考勤中，从而有效提升学生管理工作的水平。基于此，本文主要从人脸识别考勤系统整体概述入手，进而对人脸图形采集终端、人脸识别终端和数据管理服务终端三个部分进行分层次阐述，供业内人士借鉴与参考。

关键词：人脸识别；考勤系统；智慧校园

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）10-0118-02

Abstract：With the deepening of education informatization，the construction of intelligent campus has been put on the agenda，which also provides a direction for the development of campus management. At present，the scale of students in all academic sections shows an upward trend，which indicates the difficulty of student management. Therefore，we must strengthen the development of the attendance system for face recognition and fully apply it to the attendance of students’ dormitories，so as to effectively improve the level of student management. Based on this，this paper will begin with the overall overview of the face recognition and attendance system，and then elaborate the three parts of the face graphic collection terminal，face recognition terminal and data management service terminal for the reference and reference of the industry.

Keywords：face recognition；attendance system；smart campus

0 引 言

基于互联网技术的快速发展，“互联网+人脸识别技术”已经在学生宿舍管理中得到广泛的应用。基于人脸识别的考勤系统以学生身份为基本依据，主要可以划分人脸图形采集终端、人脸识别终端和数据管理服务终端三个部分，这种考勤方式具有自身的优越性，它不仅能够辅助学生进行自我管理，还能提升学生考勤管理的精准度。结合本人多年的工作经验，本文基于人脸识别的考勤系统在学生宿舍的应用展开全面的研究。

1 人脸识别考勤系统整体设计思想概述

人脸识别考勤系统是将人脸识别作为主要技术支撑，借助后台的数据分析形成特定的考勤系统。该系统的应用范围相对比较广泛，但是仍然是以学生宿舍管理为核心。总体来讲，该系统可以按照技术划分为三个部分，分别是人脸图形采集终端、人脸识别终端和数据管理服务终端。其中，人脸识别系统的技术难点是多方面的，比如后台数据库设计、Web客户端开发、Android客户端开发等。顾名思义，人脸图形采集终端主要是对学生的人脸进行图像采集，这样就可以与数据库中的图像进行比对，全方位提升考勤系统的精准化。基于这一系统，还可以对实时考勤系统进行数据库的再建，从而形成相对应的考勤记录。总之，在这一系统的支持下，我们可以借助相关的Web设备、Android设备等对整个宿舍楼的归寝情况进行把握，极大地方便了宿舍管理。

2 人脸识别宿舍考勤系统分环节设计要点

2.1 人脸图形采集终端

人脸图形采集终端是整个系统的起始阶段，其采集质量会直接影响后期的使用体验。利用人脸图形采集终端可以对进出公寓楼的学生进行面部识别，并且还能够有效存储该部分人员的照片。人脸图形采集终端作用发挥的技术支撑是嵌入式Linux系统的arm开发板，涉及到的硬件设备有视频采集模块、触屏显示模块等。

一般来讲，人脸图形采集终端可以在两个方面发挥作用，第一部分，人脸的全方位检测，乘坐火车时，进站会涉及这一工作原理，指通过一定的技术手段，在指定的图像窗口范围内，可以得知是否存在人脸，进而能够借助彩色矩形框对人脸进行动态标注。人脸的全方位检测是宿舍考勤系统最核心的环节之一，我们还需要对其应用难度展开研究，这主要是因为需要识别的人脸会表现出比较大的差异，尤其是在器官特征、识别背景层面。所以在后期的系统开发过程中，首先要确定该系统的基本使用环境，加强对外界不利因素的排查与克服。同时，在人脸识别模块的开发中，可以采用OpenCV的API，这种API具有自身的优越性，其基本特点是拥有比较强大的算法水平，并且运算速度极快，这也就能够为人脸识别考勤系统的研发提供最为关键的技术支持。

第二部分，人脸图像的存取与传输，在获得学生的人脸图像后，可以利用相关的存储设备对图像信息进行存储。在存储的基础上，还能够将图像信息传送至后台服务器，这样就可以完成基本的图像信息比对。这种操作方式主要有两个方面的优势，它既能够结合相关的考勤信息，对其进行本地存档，极大地提升信息查询的便利性，又能够将信息比对放在后台运行，减轻了人脸识别系统的工作量。

2.2 人脸识别终端

完成上一阶段的工作后，就能够将人脸识别图像进行储存，进而建立人脸识别的技术铺垫。也就是说，人脸图像搜集和人脸识别之间存在着前后对应的关系。将考勤的人脸图像进行搜集后就可以对人脸进行识别。可以通过建立的test.txt，对人脸图像进行存储和共享，这也会为图像的加载测试提供发展方向。这一过程的操作要领与训练图像加载呈现出一致性，但是也会存在一定的差异，这主要体现在cvLoadImage把test.txt中的信息读取到faceImgArr空间中，进而由cvEigen Decomposite将测试图像投影到子空间中，最后实现人脸测试的基本效果。

2.3 数据管理服务终端

数据管理服务终端是人脸识别考勤系统的最后环节，人脸识别终端的数据存储可以划分为两个层面，从而将训练阶段的数据进行特征化存储。另外，可以将投影矩阵等数据存为.XML文件，以备测试使用，XML文件存放于脸部识别终端，这样可以比较便利地进行本地图像识别。这一层面的基本操作步骤是，通过手工形式对学生信息和宿舍信息进行记录，形成人工化的图像信息库。人脸识别终端中的考勤记录能够在考勤过程中形成相对应的管理信息，这也涉及到多方面，比如考勤过程中的学生姓名、宿舍名称、考勤时间、备注等，这些都是人脸识别考勤的管理重点。

3 人脸识别宿舍考勤系统的支撑硬件设备

3.1 Android客户端

开发Android客户端是近几年的发展趋势，伴随着移动互联网络发展的不断深入，Android客户端已经成为最为主要的应用方式。Android客户端没有过于复杂的工作环节，它能够方便辅导员随时掌握学生的晚间归寝情况。其技术要点是将Android客户端与后台进行关联，这一过程利用移动网络进行连接。在服务器端，主要采用SSH框架，Struts2集合了JSON插件，服务器和客户端的信息交互采用JSON进行传输，由于在服务器端用了Struts2，所以又装了一个JSON插件。基于此，可以比较方便地将服务器端的信息利用JSON的形式发送到Android客户端。同时，在手机端还会设置一个缓存类，这样就能够对手机数据进行储存，从而提升Android客户端的使用体验。

3.2 Web客户端

Web客户端是最主流的应用方式。一般来讲，Web客户端的后台处理部分与前台浏览部分使用B/S的架构方式。Web内容存储在Web服务器上，采用HTTP协议，这就会对HTTP服务器提出一定的技术要求。如果HTTP客户端发出请求的话，它们会提供数据。客户端向服务器发送HTTP请求，服务器会在HTTP响应中回送所请求的数据。

4 基于人脸识别技术的考勤系统在智慧校园的实际应用案例

在山东省的某高校内，基于人脸识别技术的考勤系统已经在校园中得到了应用，其中，在宿舍门禁系统中的应用最为广泛且普遍。众所周知，高校校园存在较大的人流量，并且宿舍一直是学校管理的重点区域。以往的高校宿舍管理多会采用人工方式的书面登记、刷一卡通等，但是这种方式需要比较多的信息，自然就会降低宿舍管理工作的效率。另外，学生还可能面临一卡通丢失等情况，这就使学生的财产和人身安全受到威胁。人脸识别技术应用后，需要对进出公寓楼的人员进行图像登记，同时还要通过人脸识别技术进行相关注册。在该系统投入使用后，我们可以对进出公寓楼的所有人员进行刷脸校验，这也就能够快速且准确地识别进出宿舍的人员，一定程度上减少了宿舍安全事件的发生。总之，借助人脸识别技术，宿舍考勤人员可以对学生的回寝情况和陌生人员进行识别，建立动态的数据库，从而全面提升校园的整体管理能力。

5 结 论

综上所述，基于人脸识别技术的考勤系统在学生宿舍中的应用是一项系统工程，要求我们从全方位着手，采取全面的开发和应用策略。本文主要对人脸识别宿舍考勤系统进行了设计，就各个技术部分进行了详细探讨，结合人脸识别技术的软硬件支撑，积极引入互联网思想，从而开发出了面向学生宿舍管理的系统。总之，我们要紧紧抓住人脸图形采集终端、人脸识别终端和数据管理服务终端三个基本设计点，为学校宿舍考勤提供基本的技术支撑。

参考文献：

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作者简介：韦韩（1984.03-），男，壮族，广西大化人，高级工程师，本科。研究方向：智能制造与信息系统集成。