基于混合式人脸识别的高校新生报到管理研究＊

刘仕华

(滇西科技师范学院，云南 临沧 677000)

0 引言

当今人脸识别技术正迅速发展，人脸识别技术在人们的生活中已经广泛被接受。近年出现的基于人脸识别功能的高校新生报到系统大多基于单一式的人脸识别，即通过对新生现场采集的照片和录取照片进人脸行识别比对，得到人脸识别比对相似度，通过相似度判断是否为其本人。这种单一式的人脸识别有着部分缺陷，如部分录取新生无录取照片；录取照片质量差导致无法进行人脸识别比对；单一的人脸识别比对通过并不能完全确保为其本人等。

我国二代身份证已经在全国普遍使用，通过身份证阅读器可以方便的将身份证中的姓名、身份证号、人像照片等电子信息提取出来。

为减少学校相关部门对新生资格审查的工作量，缓解新生现场报到压力，提高新生资格审查的工作效率和准确性，我们需要从技术手段方面来应对新生顶替入学情况的发生，因此研究基于录取照片、身份证中的照片和现场采集的照片三者混合式人脸识别的高校新生报到管理功能具有重要意义。

1 使用的主要技术

1.1 条形码扫描技术

条形码是将宽度不等的多个黑条和白条，按照一定的编码规则顺序来排列，用来表达一组信息的图形标识符，在很多领域都得到广泛的应用。

同时，条形码技术是在计算机发展和应用过程中产生和发展起来的自动识别的技术。识别过程主要分为读取、识别和传送三个过程，读取条形码的装置称作扫码器。

1.2 身份证阅读器技术

第二代居民身份证采用非接触式IC 卡技术，技术含量高，同时具有视读和机读两种功能。身份证阅读器，是第二代身份证阅读和核验的专用设备，配备了公安部授权的专用身份证安全控制模（SAM），可以用来判断身份证的真伪，也可以将身份证芯片中的姓名、身份证号、人像照片等电子信息读取出来。

1.3 虹软ArcSoft Face技术

虹软ArcSoft Face 人脸识别技术是可供开发人员离线、免费调用的人脸识别、比对处理的SDK，它具有人脸对比、人证比对、活体检测等功能，同时，可供Java、C++、C#等多种编程语言调用。

2 功能设计与实现

2.1 混合式人脸识别报到管理流程设计

混合式人脸识别报到管理的流程：①输入准考证号；②混合式人脸识别；③更改报到状态；④显示相应照片；④显示人脸识别相似度。具体流程如图1所示。

图1 混合式人脸识别报到管理流程图

2.2 功能实现

在报到管理窗口中，根据新生实际情况，选择相应需要报到的学生层次，勾选相应人脸识别功能选项（系统默认使用混合式人脸识别），然后使用扫描器扫描学生录取通知书上的条形码，条形码所代表的准考证号就自动输入到报到管理界面的准考证号输入域中，系统会自动根据选择的人脸识别选项进行拍照及提取身份证中的信息传递到后台进行混合式人脸识别比对，如比对成功，系统将对报到学生进行状态修改，并返回该生的相关照片和人脸识别相似度到报到管理界面进行显示，如果人脸识别或报到失败则会弹出提示框提示失败原因，最终可根据失败原因进行调整。

2.2.1 准考证号管理

在报到管理窗口中，可以通过条形码扫描器扫描报到新生录取通知书中的准考证号条形码，新生准考证号就会自动填充到准考证号输入框中。除此之外，为防止录取通知书中的条形码不能被扫描器识别，可以在准考证号输入框中手动输入准考证号。

2.2.2 层次管理

主要用于对不同新生层次的报到操作，可根据实际情况进行配置，如本科、专科、预科、五年制专科等。

2.2.3 状态管理

报到状态默认均为“已报到”，如有特殊情况，可根据实际情况配置。如：报到新生缺少相应的入学材料，可改为“已报到，缺报到材料”，方便后期通知和统计。

2.2.4 身份证信息提取管理

本功能模块主要使用了IDR210 身份证阅读器对身份证中的信息进行提取，由于报到管理功能使用了B/S 模式，在调用IDR210 身份证阅读器时，需要先安装与该身份证阅读器配套的浏览器插件，并使用360浏览器的极速模式才能调用身份证阅读器提取身份证中的相关信息。

为了直观的查看报到新生的身份证信息是否提取成功，身份证信息提取成功后，身份证中的姓名、身份证号、人像图片将会显示到相应的区域。

首先，在html 文件中需要引入身份证阅读器浏览器读取插件，代码如下：

通过身份证阅读器获取到身份证中的姓名、身份证和人像照片后，即可将信息直接在相应区域显示。

2.2.5 人脸识别管理

高校的录取新生中可能有部分新生无录取照片或部分新生照片质量不高，无法提取人脸识别所需的特征值，导致无法进行混合式人脸识别，可根据实际情况在报到管理窗口中取消相应的人脸识别功能。

勾选该功能后系统会调用摄像头进行拍照，并将拍照的照片传递到服务器存储，然后与学生的录取照片进行人脸识别比对，得到人脸识别相似度，同时将人脸识别的相似度和拍照照片保存，方便后期核查。

勾选该功能后后系统会调用身份证阅读器读取身份证中的姓名、身份证号和照片及调用摄像头进行拍照，并将提取的身份证信息和拍照的照片传递到服务器存储，然后根据身份证中的姓名和身份证与录取数据中的姓名和身份证比对，判断是否录取了该生，如信息比对成功，再将身份证中提取的照片与学生的拍照照片进行人脸识别比对，得到人脸识别比对相似度，同时将人脸识别的相似度和拍照照片保存，方便后期核查。

首先，需要检查照片中人脸是否符合比对要求，主要通过虹软SDK 中的人脸检测函数detectFaces 实现，并返回检测到的人脸信息列表，核心代码如下：

其次，如果检测到人脸后，即可进行人脸识别比对，人脸识别比对的核心代码如下：

通过上述代码即可获取到二个人像的人脸识别比对相似度，通过比对结果相似度与自定义的相似度（一般为0.8）比较，大于相应阈值即可判定是否为同一个人。

2.2.6 报到管理

当拍照照片与录取系统中的新生照片人脸识别相似度和拍照照片与新生身份证中的照片人脸识别相似度分别均大于相对应的阈值后，即可认定该生为本人，报到成功，则修改该生的报到状态为已报到。

2.2.7 照片显示管理

报到管理界面中含四个图像显示区域，分别为录取照片、身份证人像照片、摄像头实时照片、摄像头拍照照片。不管报到成功与否，系统均会返回录取照片和身份证人像照片到相应区域显示。

2.2.8 相似度管理

为直观的显示新生的人脸识别相似度，方便人工核查，勾选人脸识别功能后，不管报到成功与否，系统都会显示人脸识别相似度。混合式人脸识别比对失败的新生，可通过查看照片的拍摄质量，调整拍照照片的角度来调整人脸识别相似度，还可以用人工来核验新生是否为其本人。

混合式人脸识别报到管理应用界面如图2所示。

图2 混合式人脸识别报到管理应用界面

3 功能应用成效

基于混合式人脸识别技术的高校新生报到管理功能开发完成后，在某本科高校2021级新生报到过程中进行了应用，该校共计报到了4663名新生。混合式人脸识别成功的有4412人，占比为94.62%；余下251名混合式人脸识别比对失败的新生中，124 名新生有录取照片，127名新生无录取照片。有录取照片的124名新生中，拍照照片与身份证照片比对成功100名，经排查，拍照照片与录取照片比对失败原因大多为专升本新生，这部分新生在专升本报名时对报名照片进行了美化。无录取照片的127 名新生中，拍照照片与身份证照片比对成功45名，经排查，无录取照片的这部分新生均为初中起点五年制专科转段学生，拍照照片与身份证照片比对失败多的原因主要是这部分新生近几年样貌变化大。经过实际应用，结果表明，混合式人脸识别报到管理各功能模块运行正常，具有较好的人脸识别精确度和可靠性。

4 结束语

通过整合使用条形码扫描技术、身份证阅读器技术、虹软ArcSoft Face人脸识别等技术，研究实现了基于混合式人脸识别的高校新生报到管理功能，大幅度提高了新生报到资格审查环节的效率，进一步从技术手段上预防录取新生被冒名顶替上学的风险，为高校后期各项工作的开展节省了大量时间。