本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)信息采集控制領(lǐng)域，特別是涉及一種教室內(nèi)使用的全程自動(dòng)考勤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
教室出勤考核應(yīng)用一般包括兩個(gè)狀況：上課考勤和考試考勤。以大學(xué)教室為例，在上課場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的“點(diǎn)名”、“刷卡”、“刷指紋”和“半人工干預(yù)式考勤”等方式無(wú)法有效地解決學(xué)生“替考勤”和“先考勤、后溜走”等問(wèn)題。在考試場(chǎng)景中，如果遇到“公務(wù)員考試”、“職稱考試”、“中、高考”，以及“四、六級(jí)考試”等重大考試，監(jiān)考老師并不熟悉考試人員，僅能通過(guò)肉眼比對(duì)考生所持證件圖片和考生的人臉，對(duì)考生“是否替考”進(jìn)行判斷，屬于依賴人工的主觀識(shí)別方法。但是，考生的現(xiàn)場(chǎng)表情與證件圖片在時(shí)間、空間上都有一定差異，加之考場(chǎng)氣氛導(dǎo)致表情緊張，提高了現(xiàn)場(chǎng)人員做出正確判斷的難度。
從上世紀(jì)70年代的插卡式考勤機(jī)，到當(dāng)下基于移動(dòng)服務(wù)的智能云考勤機(jī)，考勤系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了六代技術(shù)革新。其中，第三代磁卡型考勤機(jī)由于設(shè)備陳本低，目前仍然比較普遍。第四代生物身份識(shí)考勤機(jī)利用人的生物特征來(lái)識(shí)別的，使用非常方便而且可以防止代打卡現(xiàn)象。盡管第五代攝像考勤機(jī)雖然能夠解決生物識(shí)別對(duì)環(huán)境和使用人群的限制，但是仍然不能夠克服教室內(nèi)“先考勤、后溜走”等騙考勤的現(xiàn)象。第六代移動(dòng)考勤系統(tǒng)是一種利用手機(jī)定位機(jī)制(GPS)、位置服務(wù)（LBS）、云服務(wù)等構(gòu)建的一種新型的考勤系統(tǒng)。只需要用戶在手機(jī)上安裝一個(gè)考勤軟件，就可以隨時(shí)隨地將用戶的位置傳到服務(wù)器端，并與事先設(shè)置的考勤地點(diǎn)和考勤時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，從而判斷出是否是有效的考勤。
值得一提的是，即使進(jìn)化到第六代，移動(dòng)考勤技術(shù)仍然具有明顯的應(yīng)用局限。就大學(xué)教室的考勤應(yīng)用而言，在上課場(chǎng)景中，由于“學(xué)生”并不是“員工”，這類人群對(duì)個(gè)人隱私要求較高，往往并不能接受“被動(dòng)安裝”考勤軟件。在考試場(chǎng)景中，為了防止考試作弊，移動(dòng)通信設(shè)備往往被列為禁用工具，無(wú)法使用。
中國(guó)專利文獻(xiàn)CN105551104A，于2016年5月4日公開了“一種基于監(jiān)控圖像座位判別的中小學(xué)課堂自動(dòng)考勤系統(tǒng)”，包括：監(jiān)控?cái)z像頭、視頻服務(wù)器、考勤服務(wù)器和各類考勤記錄查看終端。該系統(tǒng)充分利用中小學(xué)課堂座位相對(duì)固定的特點(diǎn)，僅需要一副低分辨率的課堂全景圖像即可快速完成對(duì)所在教室的一次考勤，且考勤正確率高，無(wú)需學(xué)生主動(dòng)配合，無(wú)需提前提取和保存學(xué)生生物特征信息，無(wú)個(gè)人隱私泄漏風(fēng)險(xiǎn)，并且對(duì)硬件系統(tǒng)性能要求低。但是該方案的精確度比較低，容易產(chǎn)生錯(cuò)判。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)第五代與第六代考勤系統(tǒng)存在的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，研發(fā)一種基于多目標(biāo)檢測(cè)與人臉識(shí)別技術(shù)的非接觸式全程自動(dòng)考勤系統(tǒng)，與傳統(tǒng)方案相比可以擁有更高的準(zhǔn)確性，可以精確的對(duì)教室的人員進(jìn)行全程式考勤。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種教室內(nèi)使用的全程自動(dòng)考勤系統(tǒng)，包括采集系統(tǒng)、分析系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)包括攝像頭，所述攝像頭的數(shù)量為4個(gè)，分別設(shè)于教室前方左上角、右上角、教室左墻上方和右墻上方；所述分析系統(tǒng)包括預(yù)存有應(yīng)出勤人面部標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并將由攝像頭采集到的實(shí)時(shí)圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中的預(yù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，然后將比對(duì)結(jié)果傳遞給統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)；所述統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)將所有比對(duì)結(jié)果對(duì)應(yīng)應(yīng)出勤人生成報(bào)表。
在本技術(shù)方案中，采用了攝像頭作為實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的采集工具。為了保持足夠的精確度，所以需要在教室左上角、右上角、教室左墻上方和右墻上方各設(shè)置一個(gè)。在設(shè)置時(shí)，需要對(duì)相機(jī)的焦距、高度、仰角等相機(jī)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保處于教室任何位置的人都能獲得至少一個(gè)足夠清晰的面部圖像可供比對(duì)。這些圖像數(shù)據(jù)被采集后，就送到分析系統(tǒng)，與預(yù)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的應(yīng)出勤人的面部圖像標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，通過(guò)計(jì)算機(jī)比對(duì)，獲得可靠的結(jié)果。該比對(duì)結(jié)果最終被傳遞至統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)將各個(gè)應(yīng)出勤人的比對(duì)結(jié)果對(duì)應(yīng)匯總成，形成該應(yīng)出勤人的報(bào)表，同時(shí)也可以形成整體出勤報(bào)表。在本方案中，只要應(yīng)出勤人出現(xiàn)在教室內(nèi)，無(wú)論位于什么位置，都可以被采集到至少一個(gè)清晰的面部圖像可供比對(duì)，確保了比對(duì)的準(zhǔn)確度。在本技術(shù)方案中，攝像頭的采集可以是持續(xù)貫穿整個(gè)應(yīng)出勤時(shí)段，也可以是間隔若干時(shí)間采集一次，間隔時(shí)間越短，考勤結(jié)論也更準(zhǔn)確。在考勤時(shí)段內(nèi)，任何應(yīng)出勤人出現(xiàn)在教室內(nèi)均會(huì)被對(duì)比識(shí)別并記錄下來(lái)，出現(xiàn)的時(shí)間也會(huì)被記錄下來(lái)，任何沒(méi)有比對(duì)結(jié)論的應(yīng)出勤人都是疑似缺勤人，任何應(yīng)出勤人在應(yīng)出勤時(shí)段中途離開教室，也會(huì)被系統(tǒng)記錄下來(lái)，可有效識(shí)別騙考勤的手段；任何不應(yīng)該出現(xiàn)在教室內(nèi)的非出勤人員，也同樣被記錄下來(lái)，并留下清晰面部圖像，保存以便后續(xù)處理。使用了本考勤系統(tǒng)，對(duì)出勤人的圖像比對(duì)結(jié)論的正確度大幅度提高，對(duì)出勤缺勤的誤判錯(cuò)判大幅度減少。
作為優(yōu)選，所述分析系統(tǒng)在將實(shí)時(shí)圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)中的預(yù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)時(shí)，將采集到的實(shí)時(shí)圖像放大、精細(xì)化，然后進(jìn)行分割，并將分割形成的局部圖像與預(yù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行精確比對(duì)，最后匯總所有的局部圖像比對(duì)結(jié)果，形成整體識(shí)別結(jié)論。本方案進(jìn)一步提高了面部識(shí)別的準(zhǔn)確率。根據(jù)現(xiàn)有的前沿辨識(shí)技術(shù)，人類的面部可劃分成上千個(gè)細(xì)部特征，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)可以在對(duì)這些細(xì)部特征的比對(duì)識(shí)別中獲得很高的準(zhǔn)確率。將這些對(duì)細(xì)部特征的識(shí)別結(jié)論綜合起來(lái)，就能夠匯總成對(duì)面部的整體識(shí)別結(jié)論。根據(jù)2015年6月的FDDB（Face Detection Data Set and Benchmark）測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試成績(jī)看，系統(tǒng)已經(jīng)可以達(dá)到99.65%的識(shí)別率，超越了人類基于肉眼辨識(shí)的97.53%的識(shí)別率。
作為優(yōu)選，還包括預(yù)存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述預(yù)存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)預(yù)先通過(guò)1300萬(wàn)及以上像素分辨率的照相機(jī)對(duì)應(yīng)出勤人進(jìn)行面部圖像采集，采集方向包括正前方、左方和右方；采集形成的數(shù)據(jù)傳遞給分析系統(tǒng)。預(yù)存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以分析系統(tǒng)化獲得高精度、標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)出勤人員的面部圖像數(shù)據(jù)，而且包括左側(cè)圖像和右側(cè)圖像，以便與源自教室左側(cè)、右側(cè)攝像頭的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)一步提升辨識(shí)的準(zhǔn)確度和可靠度。
作為優(yōu)選，所述攝像頭為CCD攝像頭。CCD攝像頭具有更清晰的成像效果，有助于提高辨識(shí)成功率。
綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：擁有更高的準(zhǔn)確性，可以精確的對(duì)教室的人員進(jìn)行全程式考勤。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的工作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
如圖1所示的實(shí)施例為一種教室內(nèi)使用的全程自動(dòng)考勤系統(tǒng)，應(yīng)用在大學(xué)教室。該考勤系統(tǒng)包括預(yù)存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、分析系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)四個(gè)主要的分系統(tǒng)。預(yù)存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用1300萬(wàn)像素的高清晰照相機(jī)對(duì)應(yīng)出勤人員的面部采集正面、左側(cè)和右側(cè)三個(gè)圖像，并將圖像作為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)傳遞給分析系統(tǒng)。采集系統(tǒng)包括4個(gè)CCD攝像頭，分別設(shè)置于教室前方左上角、右上角、教室左墻上方和右墻上方，并且對(duì)相機(jī)的焦距、高度、仰角等相機(jī)參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保處于教室任何位置的人都能獲得至少一個(gè)足夠清晰的面部圖像可供比對(duì)。采集系統(tǒng)的采集頻率可以是持續(xù)的，也可以是間隔的，間隔時(shí)間可自行決定。采集到的教室內(nèi)每個(gè)人的面部圖像均經(jīng)過(guò)圖像放大、精細(xì)化，然后進(jìn)行分割，并將分割形成的局部圖像與預(yù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行精確比對(duì)，最后匯總所有的局部圖像比對(duì)結(jié)果，形成整體識(shí)別結(jié)論。該識(shí)別結(jié)論被送入統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，按應(yīng)出勤人員的不同，每人均對(duì)應(yīng)生成一個(gè)考勤報(bào)表，并同時(shí)生成一個(gè)出勤總表，出勤表中對(duì)整體缺勤、部分時(shí)段缺勤的情況提出警示，以便進(jìn)一步核實(shí)。
使用本考勤系統(tǒng)，無(wú)論是上課還是考試，均能清晰的采集到教室內(nèi)所有人員的清晰面部圖像，經(jīng)過(guò)與預(yù)留的應(yīng)出勤人員的面部標(biāo)準(zhǔn)圖像比較后，哪些人出勤哪些人缺勤就一目了然。使用在上課考勤上，替代考勤無(wú)效，上課報(bào)道后溜走無(wú)效，中途溜走下課前回來(lái)也能輕易識(shí)別。使用在考試考勤上，任何考生和監(jiān)考人員以外的人進(jìn)入考場(chǎng)均會(huì)被發(fā)現(xiàn)，任何考生的遲到早退中途離場(chǎng)均會(huì)被發(fā)現(xiàn)，替考也成了不可能的事。
本考勤系統(tǒng)也可適用在車間、辦公室、工作室等出勤場(chǎng)所固定的環(huán)境。