一种使用手机相机拍照的课堂签到系统的制作方法

本发明涉及图像处理应用领域，更具体说是涉及一种使用手机相机拍照的课堂签到系统。

背景技术：

上课点名签到是教师日常工作的一项内容，不点名签到，无法获知学生的出勤情况，但如果采用传统口头形式点名，由于人数众多，可能会花上数十分钟的时间，耽误课堂教学。采用类似于上班打卡式的指纹打卡机或人脸打卡机进行签到在教学活动中也不现实。随着微信、qq的应用程序的流行，也出现了电子打卡的形式，如教师上课时给出二维码，让同学们扫码打卡。但可能存在如下的情况：学生迅速将二维码图像拍下来，放到某个微信群、qq群里，同学们不管身在何处，只要看到二维码图像的同学都能够扫码打卡，造成了学生千里之外也能打卡的窘境。因此如何实现既方便快捷，又能有效防止代签到、替签到、远程签到等作弊形式的课堂签到，是教师们的一个现实需求。

因此，如何提供一种使用手机相机拍照的课堂签到系统是本领域技术人员需要解决的现实问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，不仅可以有效防止代签到、替签到、远程签到等作弊形式，而且教师使用起来方便快捷，即节约了教师上课宝贵的时间，又能准确获得学生出勤情况。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，包括：网站后端服务程序、网站网页前端、移动应用程序(app)客户端：

所述网站后端服务程序用于提供人脸检测识别服务，并提供学生和教师信息管理服务。

所述网站网页前端是提供网页界面用以实现注册、查询、数据倒入倒出等功能；

所述移动终端应用程序是以应用程序的方式提供注册、查询、拍照管理等功能；

进一步，网站后端服务程序为网站网页前端和移动终端应用程序提供后端功能服务，包括学生注册、教师注册、人脸识别服务、学生课程、教学课表管理，签到信息管理等。

进一步，网站网页前端根据用户角色分为学生端，教师端，管理用户端。学生端主要提供注册、课程查询、课程签到查询等。教师端提供所授课程查询、学生签到查询、学生签到数据导出等。管理用户端提供后端服务管理功能如数据的初始化，人脸检测与识别服务配置等。

进一步，移动终端应用程序根据用户角色均分为学生端和教师端。学生端实现与网站网页前端学生端相同功能。教师端除实现网站网页前端功能外，还具有核心的照相签到功能，教师使用此功能，采用手机相机对教室内的同学多个角度拍摄多张图像，并上传到网站后端服务程序进行人脸检测与识别，进行签到，并接收网站后端服务程序返回的签到信息。

进一步，系统使用步骤如下：

步骤1：首次使用时，要求学生通过网站网页前端或移动终端应用程序按学号、姓名信息进行比对和注册，注册时按系统要求提供多幅不同姿态人脸图像。

步骤2：网站后端服务程序根据学生、课表、授课教师信息初始化各项服务功能。

步骤3：上课时，教师打开移动终端应用程序，点击当前课表项，进行签到操作，即用手机相机拍摄多张学生图像后，点击上传按钮后，服务端接收图像并进行人脸检测与识别，实现签操作，30秒内移动终端应用程序界面自动更新，显示当前签到情况。

步骤4：教师和学生可随时通过网站网页前端或移动终端应用程序查看、导出签到信息。

附图说明

图1附图为本发明提供的一种使用手机相机拍照的课堂签到系统的组成。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，充分利用手机这种最常用、最方便的工具作为图像获取手段，将人脸检测与识别技术，与网站设计前后端技术，以及移动终端应用程序相结合，实现了课堂签到系统，该系统简单有效、方便快捷。

一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，包括：网站后端服务程序、网站网页前端、移动应用程序(app)客户端：

所述网站后端服务程序用于提供人脸检测识别服务，并提供学生和教师信息管理服务。

所述网站网页前端是提供网页界面用以实现注册、查询、数据倒入倒出等功能；

所述移动终端应用程序是以应用程序的方式提供注册、查询、拍照管理等功能；

进一步，网站后端服务程序为网站网页前端和移动终端应用程序提供后端功能服务，包括学生注册、教师注册、人脸识别服务、学生课程、教学课表管理，签到信息管理等。

进一步，网站网页前端根据用户角色分为学生端，教师端，管理用户端。学生端主要提供注册、课程查询、课程签到查询等。教师端提供所授课程查询、学生签到查询、学生签到数据导出等。管理用户端提供后端服务管理功能如数据的初始化，人脸检测与识别服务配置等。

进一步，移动终端应用程序根据用户角色均分为学生端和教师端。学生端实现与网站网页前端学生端相同功能。教师端除实现网站网页前端功能外，还具有核心的照相签到功能，教师使用此功能，采用手机相机对教室内的同学多个角度拍摄多张图像，并上传到网站后端服务程序进行人脸检测与识别，进行签到，并接收网站后端服务程序返回的签到信息。

进一步，系统使用步骤如下：

步骤1：首次使用时，要求学生通过网站网页前端或移动终端应用程序按学号、姓名信息进行比对和注册，注册时按系统要求提供多幅不同姿态人脸图像。

步骤2：网站后端服务程序根据学生、课表、授课教师信息初始化各项服务功能。

步骤3：上课时，教师打开移动终端应用程序，点击当前课表项，进行签到操作，即用手机相机拍摄多张学生图像后，点击上传按钮后，服务端接收图像并进行人脸检测与识别，实现签操作，30秒内移动终端应用程序界面自动更新，显示当前签到情况。

步骤4：教师和学生可随时通过网站网页前端或移动终端应用程序查看、导出签到信息。

进一步，步骤3中网站后端服务程序在进行人脸检测与识别过程如果有没能识别的图像则可推送到移动终端应用程序，由教师手动进行签到。

进一步，采用boostrap框架及vue.js构建网站，后台数据库采用mysql。移动终端应用程序分别开发了ios和安卓客户端。自行实现的深度神经网络的人脸检测与识别算法，并封装为web服务中的一个服务。

进一步，学生每次签到的人脸图像都会保留，从而随着每个学生的人脸图像的增加，他的人脸特征的提取会越来越好，从而系统的人脸识别的准确率越来越高，从而保证了系统的高可用性。

技术特征：

1.一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，包括：网站后端服务程序、网站网页前端、移动应用程序(app)客户端：

所述网站后端服务程序用于提供人脸检测识别服务，并提供学生和教师信息管理服务。

所述网站网页前端是提供网页界面用以实现注册、查询、数据倒入倒出等功能；

所述移动终端应用程序是以应用程序的方式提供注册、查询、拍照管理等功能。

2.根据权利要求1所述的一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，其特征在于充分利用手机这种最常用、最方便的工具作为图像获取手段，将人脸检测与识别技术，与网站设计前后端技术，以及移动终端应用程序相结合，实现了简单有效、方便快捷课堂签到系统。

3.根据权利要求1所述的一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，其特征在于上述网站后端服务程序为网站网页前端和移动终端应用程序提供后端功能服务，包括学生注册、教师注册、人脸识别服务、学生课程、教学课表管理，签到信息管理等。

4.根据权利要求1所述的一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，其特征在于上述网站网页前端根据用户角色分为学生端，教师端，管理用户端。

所述学生端提供学生的注册、课程查询、课程签到查询等。

所述教师端提供教师的所授课程查询、学生签到查询、学生签到数据导出等。

所述管理用户端提供管理用户的后端服务管理功能如数据的初始化，人脸检测与识别服务配置等。

5.根据权利要求1所述的一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，其特征在于上述移动终端应用程序根据用户角色均分为学生端和教师端。

所述学生端实现与网站网页前端学生端相同功能。

所述教师端除了实现网站网页前端功能外，还具有核心的照相签到功能，教师使用此功能，采用手机相机对教室内的同学多个角度拍摄多张图像，并上传到网站后端服务程序进行人脸检测与识别，进行签到，并接收网站后端服务程序返回的签到信息。

6.根据权利要求5所示的一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，其特征在于后端服务程序在进行人脸检测与识别过程如果有没能识别的图像则可推送到移动终端应用程序，由教师手动进行签到。学生每次签到的人脸图像都会保留，从而随着每个学生的人脸图像的增加，所提取他的人脸特征会越来越好，从而系统的人脸识别的准确率越来越高。

7.根据权利要求1所示的一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，其特征在于，采用boostrap框架及vue.js构建网站，后台数据库采用mysql。移动终端应用程序分别开发了ios和安卓客户端。自行实现的深度神经网络的人脸检测与识别算法，并封装为web服务中的一个服务。

技术总结
本发明公开了一种使用手机相机拍照的课堂签到系统，包括：网站后端服务程序、网站网页前端、移动应用程序(APP)客户端。该系统针对课堂签到一这一个教师们的现实需求，充分利用手机这种最常用、最方便的工具作为图像获取手段，将人脸检测与识别技术，与网站设计前后端技术，以及移动终端应用程序相结合，实现了简单有效、方便快捷的课堂签到系统。

技术研发人员：任德华;赵婷婷;柳映辉;陈亚瑞;吴超;宋天仪
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：2019.05.20
技术公布日：2020.11.20