基于人脸识别的课堂考勤系统的制作方法

本发明属于智慧校园技术领域，涉及一种考勤系统，具体是一种基于人脸识别的课堂考勤系统。

背景技术：

考勤系统是指一套针对管理单位或部门人员到达或离开会议工作班次，学习课堂等的考勤记录等相关情况的管理系统，是考勤软件与考勤硬件结合的产品，掌握并管理单位或部门人员的出勤动态。

现有的考勤系统主要表现为独立或复合使用射频卡、指纹识别、人脸识别几种技术的专用考勤机设备。其中，人脸识别是近年来随着计算机技术、图像处理技术、模式识别技术等快速进步，而出现的一种崭新的生物特征识别技术。由于可广泛应用于安全验证、视频监控、出入口控制等诸多领域，识别速度快、识别率高，因此已经成为身份识别技术研究领域主要的发展方向。

目前主流的人脸识别考勤系统都是在手工提取特征的基础上进行人脸识别，容易受到光线变化、背景、姿态等诸多因素的干扰，使得通过手工提取的特征在以上外界因素发生变化时，导致原始图像出现结构丢失、特征描述不全面和不确定等问题，这些缺陷导致人脸识别率低，可靠性差，无法进行大面积推广等。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于人脸识别的课堂考勤系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于人脸识别的课堂考勤系统，包括相互连接的人脸采集单元和考勤管理单元；

所述人脸采集单元包括视频采集模块、人脸检测模块、人脸定位模块以及人脸跟踪模块；

所述视频采集模块，采集学生人脸的视频图像信息；

所述人脸检测模块，对视频采集模块采集的人脸视频图像信息中的人脸进行检测；

所述人脸定位模块，对人脸视频图像中包含人脸的视频帧进行处理，并得到人脸区域，获取人脸的大小以及位置信息，为后续的人脸跟踪和识别做准备；

所述人脸跟踪模块，根据人脸定位模块得到人脸的大小以及位置信息，对人脸区域进行跟踪，输出人脸图像到考勤管理单元；

所述考勤管理单元包括学生管理模块、人脸模型生成模块、人脸模型数据库、人脸识别模块、考勤记录模块、考勤记录数据库以及出勤查询模块；

所述学生管理模块，用于添加、删除和管理学生的基本信息；

所述人脸模型生成模块，从学生管理模块获取学生的人脸图像，并从人脸图像中提取人脸五官的局部形状特征、脸形特征以及五官分布的几何特征，进行eimm训练，生成人脸模型，存储到人脸模型数据库；

所述人脸模型数据库，用于存储人脸模型生成模块生成的人脸模型；

所述人脸识别模块，将人脸采集单元输出的人脸图像与人脸模型数据库中的人脸模型进行匹配，若无匹配结果，输出报警信号，若匹配成功，则将匹配信息发送到考勤记录模块；

所述考勤记录模块，根据人脸识别模块输出的匹配信息，找到对应学生的基本信息，添加该学生的考勤记录，存储到考勤记录数据库；

所述考勤记录数据库，用于存储学生的考勤记录；

所述出勤查询模块，用于查询学生的考勤记录，查看全校学生的出勤情况。

本发明的有益效果：本发明提供的课堂考勤系统，通过设置人脸检测模块、人脸定位模块、和人脸跟踪模块，完成了对人脸的检测、定位、跟踪，自动获取学生的人脸图像，通过设置学生管理模块管理学生基本信息，设置人脸模型生成模块生成学生的人脸模型，设置人脸识别模块对考勤学生的人脸进行识别，完成考勤，并通过考勤记录模块和出勤查询模块实现学生考勤记录的查询和管理功能，从而实现了基于人脸识别的课堂自动考勤，提高了课堂考勤的效率，避免考勤中出现冒名顶替等情况，减轻了老师的工作量。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种基于人脸识别的课堂考勤系统，包括相互连接的人脸采集单元和考勤管理单元。

人脸采集单元包括视频采集模块、人脸检测模块、人脸定位模块以及人脸跟踪模块。

视频采集模块，采用摄像头，用于采集学生人脸的视频图像信息。

人脸检测模块，采用adaboost人脸检测算法对视频采集模块采集的人脸视频图像信息中的人脸进行检测。

人脸定位模块，对人脸视频图像中包含人脸的视频帧进行处理，并得到人脸区域，获取人脸的大小以及位置信息，为后续的人脸跟踪和识别做准备。

人脸跟踪模块，根据人脸定位模块得到人脸的大小以及位置信息，通过camshift人脸跟踪算法对人脸区域进行跟踪，输出人脸图像到考勤管理单元。

考勤管理单元包括学生管理模块、人脸模型生成模块、人脸模型数据库、人脸识别模块、考勤记录模块、考勤记录数据库以及出勤查询模块。

学生管理模块，用于添加、删除和管理学生的基本信息，其中，学生的基本信息包括姓名、性别、学号、籍贯、注册时间、人脸图像等信息，人脸图像通过人脸采集单元获取，然后存入学生的基本信息中，实现了学生基本信息的添加、修改、删除和査找功能。

人脸模型生成模块，从学生管理模块获取学生的人脸图像，并从人脸图像中提取人脸五官的局部形状特征、脸形特征以及五官分布的几何特征，进行eimm训练，生成人脸模型，存储到人脸模型数据库。

人脸模型数据库，用于存储人脸模型生成模块生成的人脸模型，为人脸识别模块的识别提供依据。

人脸识别模块，采用基于几何特征、基于模板匹配或基于模型识别的方法，将人脸采集单元输出的人脸图像与人脸模型数据库中的人脸模型进行匹配，若无匹配结果，输出报警信号，若匹配成功，则将匹配信息发送到考勤记录模块。

考勤记录模块，根据人脸识别模块输出的匹配信息，找到对应学生的基本信息，添加该学生的考勤记录，存储到考勤记录数据库。

考勤记录数据库，用于存储学生的考勤记录。

出勤查询模块，用于查询学生的考勤记录，查看全校学生的出勤情况。

本发明提供的课堂考勤系统，通过设置人脸检测模块、人脸定位模块、和人脸跟踪模块，完成了对人脸的检测、定位、跟踪，自动获取学生的人脸图像，通过设置学生管理模块管理学生基本信息，设置人脸模型生成模块生成学生的人脸模型，设置人脸识别模块对考勤学生的人脸进行识别，完成考勤，并通过考勤记录模块和出勤查询模块实现学生考勤记录的查询和管理功能，从而实现了基于人脸识别的课堂自动考勤，提高了课堂考勤的效率，避免考勤中出现冒名顶替等情况，减轻了老师的工作量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。