基于人脸识别的课堂考勤系统设计与实现文献综述

 2022-11-18 16:56:14

文 献 综 述

一.选题背景

现如今,我国大多数高校的教学工作都涉及到考勤这一内容。考勤不仅仅对学生的成绩评定有着不小的影响,也是各大高校学风建设的基础内容。与初等教育体系的班级建制不同,大学以其自主性,流动性,多选性为同学们提供了丰富的课堂选择。自主选修课程的教学改革使得一门课上可能出现不同院系,不同年级,甚至不同国籍的参课同学,这对考勤的准确性和高效性是个不小的挑战。

目前,大多数高校采用的是传统考勤方式,例如点名答到或是刷卡签到。大学课堂一节课的时长大约为45分钟,当选课的同学人数较多时,传统考勤方式耗费的时间可以达到3-5分钟,除了耗时耗力之外,同学代答/代签之类的行为可以说是层出不穷。这对考勤的公平性和准确性造成了一定的障碍。因此,随着教学改革的推行,传统考勤方式已经不能满足高校课堂的需求了。对此,我们提出了基于人脸识别的课堂考勤系统的想法。随着移动智能设备的普及,任课教师可以通过手机、数码相机等设备对上课同学进行图像信息采集,再在课后在数字图像处理[1],计算机视觉图像处理[2-3]基础上运用人脸识别对上课同学的身份进行核验,去除虚假考勤,提高考勤效率,完善教学工作。

二.研究现状

随着社会的发展,各个方面对快速有效的自动身份验证的要求日益迫切。由于生物特征是人的内在属性,具有很强的自身稳定性和个体差异性,因此是身份验证的最理想依据。这其中,利用人脸特征进行身份验证又是最自然直接的手段。相比其它人体生物特征,它具有直接、友好、方便的特点,易于为用户所接受[4]。人脸识别方面研究可以追溯到20世纪60-70年代[5],其研究涉及到模式识别、计算机视觉、人工智能、图像处理等多门学科,经常应用于人机交互领域,而且还与人的其它生物特征识别有着千丝万缕的联系。其精度高,性价比高,自学习能力强等优点使其在现代社会的应用越来越广泛[6]。目前常见的应用有公安系统中快速辨别罪犯、罪犯通缉、海关边检;公共安全领域中智能门禁、信用卡使用者身份验证;互联网交互领域中计算机登录、个性化服务等。

当今社会越来越多的场合实行现代化的管理,对于考勤系统,大学课堂也提出了其对考勤效率和准确性的要求。人脸识别考勤系统充分体现了考勤制度的高效性、方便性和公正性,能够真实的记录学生的签到情况,进而有效地防止了迟到、早退及代答现象的发生,提高了教师上课效率,也约束了学生自身。

2.1国内外研究现状

2.1.1人脸检测技术

对于人脸检测技术的研究来源于人脸识别问题,前者是后者的前提。近几年随着商务需求的剧増及计算机技术的成熟,人脸识别成为生物识别中最有发展前景的生化考察方式。当前有很多较流行的人脸检测方法与应用算法:如基于知识的方法、基于特征的方法、基于模板匹配的方法、基于外观的方法、基于AdaBoost的快速人脸检测算法[7]等。

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