大学课堂人脸识别考勤系统应用设计解决实施方案.docx
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大学课堂人脸识别考勤系统应用设计解决实施方案
大学课堂人脸识别考勤系统
应用解决方案
广东铂亚信息技术股份有限公司
2013年12月
1、系统应用背景
在高校的教学和学生工作管理过程中，考勤是一项重要的内容。
学生的出勤率直接影响到学校的学风建设。
与一般的企事业单位相比，高校的日常考勤工作具有一定的特殊性，考勤工作中的特殊情况较多、参与考勤的学生数量大等特点均增加了高效日常考勤工作的难度。
因此，如何提高考勤工作的效率与质量是我国高校日常管理工作中面临的一项重要考验。
当前我国大多数高校在学生日常考勤工作中主要采用的依然是人工考勤方式或智能卡考勤方式。
这些考勤方式虽然能起到一定的作用，但问题也很突出，老师并不认识每一位学生，人工考勤和智能卡考勤均有可能存在冒名顶替代考勤现象；随着我国高校改革的日益推进，学分制已经成为我国高校最常见的教学方式。
在学分制教育模式下，学生不必严格按照学院的班级建制进行课堂学习，而是可以根据自身的兴趣与实际情况在学校教学框架下自由选择科目，只要在毕业之前修满学生培养方案中的最低学分即可顺利毕业。
这种教学方式为高校的考勤工作带来了一定的困难，同一课堂的学生可能来自多个学院、多个专业、多个班级，教师在教学过程中不熟悉学生，因此导致学生考勤工作中出现了大量学生逃课、弄虚作假的现象。
对高校正常教学秩序以及教学质量带来了严重的负面影响，同时也降低了学生自身的组织性以及纪律性，对于高校校风与学风的培养与形成十分不利。
因此，传统的点名考勤方式不适用于学校的考勤需求，我们推荐使用智能人脸识别考勤系统解决学生课堂考勤问题。
采用人脸识别验证的方式对上课的学生身份进行核实，实现人、地、时三者合一,去除考勤虚假，以及根据用户的需求实现了对任意一时段的考勤结果的统计。
提高了学校的考勤工作的效率，减轻了教师上课的负担。
真正的做到了考勤工作的高效性、及时性。
2、系统建设意义
本系统的建设具有以下几个方面的意义：
（1）提升学校的学生管理工作质量。
学校以往采用的人工考勤方式主要依靠教师、辅导员或者学生代表进行考勤，在工作过程中存在着比较严重的主观性以及其他人为因素，学生考勤管理效率低下、考勤结果可靠性不高，无法起到对学生进行约束的效果。
而通过本系统的开发，学校的学生考勤系统实现完全信息化与自动化，不仅大大简化了学校的学生考勤流程，同时对于学生考勤管理工作质量的提高也有着重要的意义。
（2）极大节约了学校日常管理的成本。
随着信息化进程的日益推进，学校建立了完善的校园网，如何有效利用学校现有的网络资源提高学校的日常管理工作不仅可以为学校节省管理大量的管理费用开支，同时也可以提高学校的管理水平。
虽然当前市面上已有现成的考勤系统出售，但是由于高校与其他一般企事业单位相比具有一定的特殊性，所以如果完全从市面上购买现有的考勤系统，代价是比较高的。
本系统以学校的网络资源为依托，不仅实现了学生考勤工作的自动化与信息化，提高了学生管理工作的质量与效率，还为学校节省了大量不必要的日常管理开支。
（3）提高了学校的教学质量，促进学校良好校风学风的形成。
在传统的学生考勤管理过程中，教师需要在上课之前进行点名，不仅占用了教学时间，同时还由于学生带点到的现象比较突出，影响了学校的教学质量，学生逃课现象比较严重。
而在采用考勤系统之后，由于指纹具有唯一性的特点，可以从本质上杜绝学生代答到或代签到的现象，另外对于学生迟到、早退、旷课等情况也可以做到准确记录与统计，同时还可以有效节约教师的时间资源。
因此，本系统的实施可以在很大程度上提高学校的教学质量，并为学校校风学风的改善有着重要的帮助作用。
3、人脸识别技术介绍
人脸是人类视觉中最为自然和普遍的身份识别特征，人的面部所体现的视觉信息在社会交流和交往中有着重要的作用和意义。
人脸识别有着其它生物特征识别技术（如指纹识别，虹膜识别）无法比拟的优势。
人脸识别对被识别者不具侵犯性，更加自然、直接、友好，使用者无任何心理障碍。
随着图像采集技术的不断完善，采集设备成本的降低，数码相机、摄像机、拍照手机的不断普及，极大地拓展了人脸识别技术的应用空间。
基于近红外图像的人脸识别方法是近年来人脸识别技术的一个革命性的创新，目的在于消除环境光照对人脸识别的影响。
这项新技术包括主动红外人脸图像采集硬件和人脸识别算法软件两部分。
硬件由CCD或COMS摄像机、红外发光二极管和外壳等构成。
人脸以50－100cm距离正对摄像机，利用安装在摄像机周围的近红外主动光源提供正面方向照明；同时，通过在摄像机前端安装合适的滤镜，阻止可见光波段的光线通过，消除环境光的影响；过滤后的人脸图像被摄像机采集并输入到计算机中。
近红外图像在任意环境光照下都是清晰、正面光照的，这为构建不受环境光影响且高度准确的人脸识别系统，提供了良好的图像数据技术。
人脸识别算法则进一步对图像进行处理，以消除距离远近和头部姿态所带来的负面影响。
通过照片，视频，3D模型等手段欺骗人脸识别引擎的企图，一直是人脸识别系统的弱点。
基于近红外的技术可有效地检测人脸的活体性，以实现防伪的功能。
在实际应用中，近红外人脸识别系统整体性能达到国际领先水平。
该系统通过了中国信息安全产品测评认证中心身份认证产品与技术测评中心的权威测评，性能如下：
（a）工作环境光照度范围0－50000Lux。
即，不但可以在任意室内光线下使用，还可以在全黑暗和室外阳光下正常使用；
（b）识别正确率：
99.2%（500人数据库）；
（c）单人识别时间：
小于1秒。
基于此技术可开发出一系列应用系统，如生物识别快速通关系统、工作人员出入口控制、人脸门禁考勤系统等。
3.1人脸识别技术的特点
Ø人脸识别技术有快速、简便、非侵扰和不需要人的主动配合的特点。
因为除这种识别技术以外，其余的人体生物特征识别技术对人们来说都是一种干扰，都需要人的主动配合。
如指纹和掌纹识别都需要人们将手放在玻璃表面，而虹膜识别需要用激光照射人的眼睛，而声音识别需要人对着麦克风讲话，字迹识别则需要人签字等等。
而人脸识别无需干扰人们的行为，你只需要很快从一架摄像机前走过，你的面貌就已经被快速地采集和检验，所以非常简便。
Ø人脸识别技术有良好的防伪、防欺诈、准确、直观、方便的特点。
因为同其他人体生物特征相比较，只有人脸是最直观、最可靠、最准确的，因而它是优良的防伪、防欺诈的。
Ø人脸识别技术具有性价比高、经济、可扩展性良好的特点。
因为人脸识别技术比其他的人体生物特征识别技术的性能要优越，它不要人的行为的配合能方便有效地核查人的身份，而且只需通用的PC硬件及相关软件，因而经济、性价比高；由于其直观、准确，且应用更为广泛，因此具有良好的可扩展性能。
3.2人脸识别技术与其他生物识别技术的比较
人脸识别技术与其他人体生物特征识别技术相比较，有其独特的优点。
误认率
拒认率
易用性
处理速度/人
评价
人脸识别
低
<0.2
非常好
<1秒
最好的生物识别技术
指纹识别
很低
5%
好
5秒
较好的生物识别技术
掌纹识别
低
5%
使用困难
5-15秒
易传染细菌，采样困难，设备昂贵
瞳孔扫描
很低
10%
需培训后使用，操作难度大
仪器对准需3-5秒，
手工要5-25秒
仪器对准价格昂贵，手工操作复杂，且不适用于隐形眼睛用者
声音识别
一般
一般
一般
3秒
可能被磁带欺骗
4、系统设计
4.1系统组成
4.2系统工作原理
计算机首先计算已知身份的人脸特征，称为注册或者登记，然后将当前未知身份的人脸特征与其进行比较，称为测试或比对，当两个特征相似度大于特定的阈值时，就认定其身份。
具体的工作流程分为人脸注册和人脸识别两部分。
4.3系统功能
4.3.1系统基本功能
Ø使用人脸识别的方式考勤
采用人脸识别开门方式替代传统刷卡模式，人脸识别的不可替代性大大提高办公场/课堂考勤人员身份的唯一性、真实有效性。
Ø通过网络实行统一控制
校园总部部署人脸识别考勤系统管理平台，通过网络的方式对各个考勤点实行数据同步，统一管理和数据统计。
登陆管理平台管理员可以针对考勤点进行人员管理、记录管理、权限分配等操作，方便快捷。
Ø方便的多种登记方式可选，可大大提高效率
可根据需要选择统一进行人脸登记，也可根据需要指定部门人员在指定门点登记，登记完成后，还能全部下载到服务器，统一进行权限分配。
在人数众多的校园使用，可以大大提高效率。
Ø保存考勤时间、地点、照片，以备不时之需
人脸独有优势，能够提取现场人员通行照片，保存在数据库中，在管理平台中即可查看，以便远程掌控各考勤点的实际考勤实时情况。
在不时之需，考勤记录以及照片是事件回溯的清晰证据，以便更快更好的找到当事人。
Ø考勤时间段、节假日等设置
根据不同需要，可以设定不同部门（班级）人员考勤时间段权限，例如可设定员工考勤时间段为：
8:
00—18:
00，节假日不考勤等，设定后。
Ø备用电源--系统停电的应急措施
系统的主控模块、读卡模块以及电锁都备有UPS。
一旦供电系统发生故障时，将由UPS提供备用电源。
这样可保证系统断电后2-8小时内能正常开关门
Ø良好的拓展性
系统提供二次开发接口，可以轻松与现有的校园管理相关应用系统融合，实现数据共享，为数字化校园添砖加瓦。
4.4产品介绍
4.4.1主要特性
1.采用专门针对图像处理的嵌入式系统，稳定，高性能，低功耗，易于定制。
2.视觉交互与识别端分体式设计，全金属架构保护、震动报警、光感型防拆报警，防止设备被强制破坏，专业门禁结构提升安全防护能力。
3.人脸识别门禁使用时无需接触，符合人类辨识习惯，有效的将安全、便捷融为一体。
4.现场识别时智能补光设计，低光照也可还原“人物”原型，将人脸识别独有的提取识别照片优势发挥到极致，轻松进行远程查看以及事件回溯。
5.人性化的多种智能识别模式，可大大提升使用方便性。
6.人脸胁迫报警、人脸有序组合开门认证、时间段控制、紧急开门、紧急锁定等专业门禁功能，为人脸识别门禁正名。
7.设备联网使用时，可支持十万级以上用户数量，可支持百万级记录量，能完全满足超大型金融机关、军政机构、企事业单位等场合不同人数使用的实际要求。
8.完备的兼容性设计，预留485\韦根\USB\辅助输入、输出等多种接口,能提升各类合作开发的方便性，广泛兼容各类报警设备。
9.强大的全安全管理平台——USP的配套使用，可跨区域、跨网段使用，能方便的满足各行业用户需求。
10.强大的后台管理平台，人员基本资料、设备、数据、权限的各类常用管理操作通过后台轻松、方便使用，在中心控制室即可掌控所有门点实时情况
4.4.2技术参数：
项目
说明
产品型号
95S-100
验证模式
人脸识别+卡&人脸识别+编号&人脸
识别速度
特征提取：
<10ms，单张人脸特征比对：
<0.002ms
比对并得出结果时间约1s左右
登记时间
约6s/人
误识率
<0.01%
拒识率
<0.1%
连接方式
单机|联网
用户容量
脱机模式-1:
1模式1000人，1:
N模式200人（标准型）
记录容量
脱机不低于20万条（含照片）
重量
约500g
LCD规格
4.3吋TFT屏
触摸屏
电阻式
电源输入范围
POE供电12V-24V2A
设备外形尺寸
188X112X26mm（长X宽X厚）
元器件
商业级
键盘
软键盘
光线环境
0-6000Lux
温度适应范围
-25°—55°
相对湿度
20%RH—95%RH
安装角度
竖直安装
5、系统优势
Ø本系统利用近红外技术完美创造性的解决了室内光线变化
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