人脸识别技术在高校教学管理中的应用

刘 静

(黑龙江职业学院，哈尔滨 150080)

1 人脸识别技术

人脸识别是一种生物识别技术，它是利用人脸检测和人脸跟踪的方法做对比，确定人的身份。当处在一个相对复杂的环境下，通过人脸识别技术可以把某一个人从众多人脸中分离出来，而且不受环境是动态还是静态的限制，皆可实现人脸追踪和识别。和指纹、眼虹膜、声音等生物特征一样，人脸识别具有不易复制的优良特性。其他生物识别技术需要专门配合采集的设备和数据才能完成识别任务，而人脸识别技术就不需要那么多人来配合，它可以隐藏在任何角落。人脸识别不仅操作灵活，而且识别准确率高，可广泛应用于公共安全领域。

2 人脸识别系统的优良特性

先进性。相对于其他生物技术，人脸识别技术的设计方法和理念都比较先进，一直处于领先地位，而且该技术的设计比较灵活，随着技术的不断更新换代，升级也更容易，还能够保证与其他系统的互联互通。

经济性。将系统功能、质量和价格等因素结合在一起，综合考虑其经济性，将人脸识别技术构建成一个经济实用、功能强大、性价比高的人脸智能识别应用平台。

可扩展性。人脸识别系统在设计时，要考虑系统的兼容性和扩展性，用较少的成本去科学合理地完成配置。系统的内部结构相对独立，可根据用户需求和用户业务规则的变化很快完成改变，从而尽可能满足用户需求。通过为客户提供二次开发平台，支持用户在利用本系统的基础上自主研发新功能，从而为客户体验生成全新系统电网全过程。最重要的一点，一旦系统的容量超出设计范围，客户可通过扩充硬件设备来保证系统的正常稳定运行。

开放性。系统的标准体系面向客户开放，后端基于开放式的TCP/IP网络平台进行设计，可以支持多种网络协议，能够实现系统间的互联互通、畅通无阻。

易用性。人脸识别系统操作简单，最大程度地避免出现繁琐操作，具有完善的人机界面，能够不同程度地满足具体业务需求。另外，在系统设计的环节过程中，可以随时根据业务的需要进行系统优化，其中包括缩短系统的响应时间、系统维护的合理性范围等，从而帮助客户提高工作效率，方便使用人脸识别系统的工作人员灵活掌握和操作系统。

完整性。系统是将人像检测和定位等多功能集于一体的技术统称，这一系列还可按照用户需求设置鉴别、检索等功能。

安全性。在系统建立的初期，会在数据库录入不同的图像信息。在查询、输送、比较的环节中，可根据业务需要对其中的数据进行加密处理，从而防止在操作过程中数据被截获、窃取或故意破坏，保证数据在传送链条的过程中的安全性和保密性。另外，人脸识别技术还采用多维安全策略，实现了不同程度的加密技术的应用。除了使用Java、C# 等，还会根据不同对象进行语言开发设计，尽可能复用代码。在功能上做细做实，减少因用户需求的改变而使系统发生修改。

3 人脸识别技术的基本工作流程

第一，对视频或者图像数据库中的面部图像进行自动搜索，即批量录入人脸图像；第二，系统自动锁定和识别完整的图像；第三，利用最匹配的人脸识别算法(如：几何特征识别法、PCA识别法、神经网络识别法、LHD算法等)来判断人脸的存在。通过这些算法，可精准的在百万种人脸中探测同一张脸，瞄准他们的定位。通过特征分析，一旦检测出是同一张脸，就会将采集到的图形进行处理，从而将其从背景中分离出来，恢复其人脸尺寸和表情神态；第四，将脸部图像在系统内部转换成人脸数据，数据中包含其基本特征和主要信息；第五，对信息进行核查比对，完成人脸匹配与识别；第六，对某个人脸进行确认。

图1 人脸识别技术的基本工作流程Fig.1 Basic working process of face recognition technology

4 人脸识别技术在高校管理中的应用

4.1 考勤管理

大学的课堂基本上都是以混合大课的形式授课，教师也是随机点名考查学生的旷课和早退情况，所以一些学生存在侥幸心理。传统的课堂上，如果教师全部将学生的考勤记录点名登记的话，比较浪费课堂的教学时间。这时就可以采用人脸识别系统，通过摄像头或手机将学生的头像信息录入进去，与数据库的信息进行比对，实现学生身份的认证，进而高效地完成考勤管理。

4.2 考试管理

国家计算机等级考试、英语四六级考试、各种专业资格考试等，都会在各个高校开考，即使现场会有多个教师对考生的信息及证件进行仔细排查，但仍会有替考现象存在。而人脸识别技术可以对这些考试进行准确管理，有效防止甚至杜绝替考现象的发生。通过现场对考生的人脸进行扫描，然后通过系统将现场照片与身份证照片的特征进行比较，快速识别考生身份，以最快的速度协助监考教师完成考生登记的检查工作。

考试的管理非常严格，因此，对考生的图像采集需要从不同方位进行，方便人脸识别系统进行图像处理，提高识别的准确率和效率。

(1)本校学生的考试管理。考试一般分为笔试、上机操作两种形式。笔试环节，可提前获取考生的基本信息图像库，考试时通过监控摄像将学生图像与图像库的进行比对，期间可以忽略考生的基本信息情况；上机考试，学生可以提前根据座位号坐好，利用电脑的摄像功能对考生的图像进行采集，然后通过人脸识别系统进行筛选识别，防止学生乱坐，避免学生交头接耳。

(2)外来人员考试管理。不管是笔试考试还是上机考试，其中最关键的环节就是对考生的图像进行采集。如果在考试时应用人脸识别系统，对考试情况进行实时监控，可以提前要求考生按照人脸识别系统的要求进行注册，将自身的图像信息提前录入图像库。对考生的拍摄像素一定要严格要求，不管是手机还是照相机，一定要保证图片的清晰度，这样才能确保图像对比的准确性。

4.3 安全管理

(1)师生个人安全。不管是在校园大门入口还是宿舍楼道及门口，都应该安装摄像头及人脸抓拍照相，对随意进入校园的陌生人进行排查，对学生的上课时间严格把控。另外，还可通过人脸识别系统对学生的就寝情况进行监控，随时查看学生情况，宿舍禁止留宿他人。

(2)财产安全。在高校的机房、实验室等重要场所设置人脸识别系统，让管理人员对进入这些地方的人进行权限设置，防止非法入内，最大程度避免财产损失。

5 结语

将人脸识别技术应用至高校的教务系统中，不仅可以给师生的生活和学习带来便利，还能够有效保障师生的人身财产安全。让人脸识别技术进校园，对于建设智慧校园来说具有重大意义，同时也是新时代教育现代化建设的大势所趋。