本實(shí)用新型涉及教學(xué)考勤技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及基于人臉檢測(cè)與識(shí)別的課堂考勤系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，我國(guó)大多數(shù)高校在學(xué)生日?？记诠ぷ髦兄饕捎玫娜允侨斯た记?、智能卡考勤方式或者是簡(jiǎn)易的微信端GPS定位等。但是這些考勤方式仍存在以下三個(gè)問(wèn)題：首先任課教師并不認(rèn)識(shí)每一位學(xué)生，所以人工考勤和智能卡考勤均有可能存在冒名頂替和代替考勤的現(xiàn)象。第二，現(xiàn)有的考勤系統(tǒng)，僅僅是一種考勤方式，或是一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并沒(méi)有將該課程的學(xué)生、教師等教學(xué)管理相關(guān)人員交互式的關(guān)聯(lián)到一起。所以傳統(tǒng)的考勤方式不適用于如今學(xué)?？记谛枨?，若是設(shè)計(jì)一套能解決上述問(wèn)題的課堂考勤系統(tǒng)，方便教師課堂考勤、督促學(xué)生積極上課，以及為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供便利，最終將能夠有效的提高教學(xué)綜合效率。第三，傳統(tǒng)的考勤系統(tǒng)都是基于GPS、掃二維碼等手段，學(xué)生的作弊率比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供基于人臉檢測(cè)與識(shí)別的課堂考勤系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的考勤系統(tǒng)存在的耗時(shí)長(zhǎng)和準(zhǔn)確率低的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種基于人臉檢測(cè)與識(shí)別的課堂考勤系統(tǒng)。該基于人臉檢測(cè)與識(shí)別的課堂考勤系統(tǒng)包括人像采集器、人臉檢測(cè)器、人臉識(shí)別器、中心控制器和教師端控制器；

所述教師端控制器包括考勤裝置，所述考勤裝置控制所述人像采集器的開(kāi)啟和關(guān)閉；

所述人像采集器設(shè)于教室內(nèi)，所述人像采集器采集教室內(nèi)所有學(xué)生的照片并將照片傳輸給人臉檢測(cè)器；所述人臉檢測(cè)器提取照片中的人臉并將所提取的人臉傳輸給人臉識(shí)別器；

所述人臉識(shí)別器識(shí)別所述人臉?biāo)鶎?duì)應(yīng)的人物和名字并將識(shí)別結(jié)果反饋給中心控制器，所述中心控制器將所述人臉識(shí)別器的識(shí)別結(jié)果傳輸給所述考勤裝置。

現(xiàn)有的人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)都只能一對(duì)一的進(jìn)行考勤，即依次采集每個(gè)人的臉部照片進(jìn)行識(shí)別，所需的時(shí)間較長(zhǎng)，因此常常應(yīng)用于公司的考勤。本實(shí)用新型首度提出一種應(yīng)用于教學(xué)、可快速考勤的大規(guī)?？记谙到y(tǒng)，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)人像采集器一次性地采集教室內(nèi)所有學(xué)生的照片，然后由人臉檢測(cè)器提取照片中的人臉，然后由人臉識(shí)別器對(duì)每個(gè)人臉進(jìn)行識(shí)別，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人力操作，可在老師上課的同時(shí)進(jìn)行且不耽誤課堂時(shí)間，可同時(shí)對(duì)教室內(nèi)的多個(gè)人臉進(jìn)行識(shí)別且耗時(shí)短；并且，考勤過(guò)程可以重復(fù)多次進(jìn)行，即可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)教室內(nèi)的學(xué)生去向，是一種高效智能的課堂管理模式，節(jié)約課堂管理評(píng)估時(shí)間，促進(jìn)師生交流。

進(jìn)一步地，還包括學(xué)生端控制器，所述學(xué)生端控制器包括考勤查看裝置，所述中心控制器將所述人臉識(shí)別器的識(shí)別結(jié)果傳輸給所述考勤查看裝置。由此，避免出現(xiàn)考勤錯(cuò)誤。

進(jìn)一步地，所述學(xué)生端控制器還包括考勤反饋裝置，學(xué)生通過(guò)所述考勤反饋裝置將對(duì)考勤結(jié)果的審核結(jié)果反饋給所述中心控制器。由此，中心控制器可以將審核結(jié)果反饋給教師端控制器，教師可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)考勤結(jié)果進(jìn)行修訂。

進(jìn)一步地，所述學(xué)生端控制器還包括請(qǐng)假裝置，所述教師端控制器還包括請(qǐng)假處理裝置，學(xué)生通過(guò)所述請(qǐng)假裝置將請(qǐng)假信息傳輸給所述中心控制器，所述中心控制器將所述請(qǐng)假信息傳輸給所述請(qǐng)假處理裝置，老師通過(guò)所述請(qǐng)假處理裝置將對(duì)所述請(qǐng)假信息的處理結(jié)果傳輸給所述中心控制器，所述中心控制器將所述處理結(jié)果傳輸給請(qǐng)假裝置。由此，顯著提升該系統(tǒng)的實(shí)用性。

進(jìn)一步地，所述教師端控制器還包括作業(yè)布置裝置；所述學(xué)生端控制器還包括作業(yè)接收裝置。由此，教師可以提前和延后布置作業(yè)，避免占用課堂時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述學(xué)生端控制器還包括作業(yè)處理裝置；所述教師端控制器還包括作業(yè)審閱裝置。由此，可以顯著提升老師與學(xué)生的交流，綠色且環(huán)保。

進(jìn)一步地，所述學(xué)生端控制器還包括課程查詢裝置。由此，學(xué)生可隨時(shí)查詢上課的時(shí)間和地點(diǎn)，避免遲到、記憶錯(cuò)誤等情況。

進(jìn)一步地，所述學(xué)生端控制器還包括課堂評(píng)價(jià)裝置；所述教師端控制器還包括評(píng)價(jià)查看裝置。由此，有助于老師對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)。

進(jìn)一步地，所述學(xué)生端控制器還包括提問(wèn)裝置；所述教師端控制器還包括答問(wèn)裝置。由此，提升學(xué)生提問(wèn)的積極性，提升學(xué)生的專業(yè)技能。

可見(jiàn)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)將人臉檢測(cè)和識(shí)別應(yīng)用于大規(guī)模的快速考勤，有效避免作弊、遲到和早退現(xiàn)象；

2)高效智能的課堂管理模式，節(jié)約課堂管理評(píng)估時(shí)間；

3)方便老師逐步優(yōu)化教學(xué)方法，提升教學(xué)質(zhì)量；

4)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提升知識(shí)儲(chǔ)備；

5)顯著延長(zhǎng)有效的課堂時(shí)間，加深教師與學(xué)生的交流。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)輔助對(duì)本實(shí)用新型的理解，附圖中所提供的內(nèi)容及其在本實(shí)用新型中有關(guān)的說(shuō)明可用于解釋本實(shí)用新型，但不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型的基于人臉檢測(cè)與識(shí)別的課堂考勤系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行清楚、完整的說(shuō)明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在基于這些說(shuō)明的情況下將能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型。在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明前，需要特別指出的是：

(1)本實(shí)用新型中在包括下述說(shuō)明在內(nèi)的各部分中所提供的技術(shù)方案和技術(shù)特征，在不沖突的情況下，這些技術(shù)方案和技術(shù)特征可以相互組合。

(2)下述說(shuō)明中涉及到的本實(shí)用新型的實(shí)施例通常僅是本實(shí)用新型一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。因此，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

(3)關(guān)于對(duì)本實(shí)用新型中術(shù)語(yǔ)的說(shuō)明。本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及有關(guān)的部分中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別容易引起混同的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及它們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。

需要說(shuō)明的是，所述人臉檢測(cè)器提取人臉的結(jié)構(gòu)可以采用但是不限于采用一種級(jí)聯(lián)的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional neural networks，CNNs)框架；該CNNs框架分為三個(gè)部分：一個(gè)淺層的CNN快速產(chǎn)生人臉的候選區(qū)域、一個(gè)較為復(fù)雜的CNN來(lái)排除大部分非人臉的窗口以及一個(gè)有效的CNN輸出正確的人臉檢測(cè)結(jié)果?；谠揅NNs框架的人臉檢測(cè)器具有很好的準(zhǔn)確率。所述人臉識(shí)別器識(shí)別人臉的結(jié)構(gòu)可以采用但是不限于采用triplet結(jié)構(gòu)；所述triplet結(jié)構(gòu)具有如下的三元組結(jié)構(gòu)：從訓(xùn)練集中隨機(jī)選擇的一個(gè)樣本，該樣本稱為Anchor，隨機(jī)選取一個(gè)和Anchor屬于同一類的樣本和一個(gè)不同類的樣本，分別稱為Positive和Negative，由此構(gòu)成一個(gè)(Anchor，Positive，Negative)三元組；使用歐式距離來(lái)計(jì)算Anchor和Positive的最小距離以及Anchor和Negative的最大距離，由此得到一個(gè)距離分?jǐn)?shù)，0分表示兩個(gè)人臉是完全相同的，4分表示兩個(gè)人臉是完全不同的，一般情況下，小于1分的兩個(gè)人臉可以認(rèn)為是同一個(gè)人的。通過(guò)以上方法，針對(duì)不同人臉的角度、采光等問(wèn)題都有很好的處理。上述CNNs框架和triplet結(jié)構(gòu)屬于本領(lǐng)域的公知常識(shí)。

圖1為本實(shí)用新型的基于人臉檢測(cè)與識(shí)別的課堂考勤系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，所述基于人臉檢測(cè)與識(shí)別的課堂考勤系統(tǒng)包括人像采集器、人臉檢測(cè)器、人臉識(shí)別器、中心控制器和教師端控制器；

所述教師端控制器包括考勤裝置、請(qǐng)假處理裝置、作業(yè)布置裝置、作業(yè)審閱裝置、評(píng)價(jià)查看裝置、答問(wèn)裝置；

所述學(xué)生端控制器包括考勤查看裝置、考勤反饋裝置、請(qǐng)假裝置、作業(yè)接收裝置、作業(yè)處理裝置、課程查詢裝置、課堂評(píng)價(jià)裝置、提問(wèn)裝置；

當(dāng)需要考勤時(shí)，所述考勤裝置將考勤指令發(fā)送給所述中心控制器，所述中心控制器控制人像采集器的開(kāi)啟；所述人像采集器設(shè)于教室內(nèi)，所述人像采集器采集教室內(nèi)所有學(xué)生的照片并將照片傳輸給人臉檢測(cè)器；所述人臉檢測(cè)器提取照片中的人臉并將所提取的人臉傳輸給人臉識(shí)別器；所述人臉識(shí)別器識(shí)別所述人臉?biāo)鶎?duì)應(yīng)的人物和名字并將識(shí)別結(jié)果反饋給中心控制器，所述中心控制器將所述人臉識(shí)別器的識(shí)別結(jié)果傳輸給考勤裝置。在考勤過(guò)程中，人像采集器在固定時(shí)間間隔進(jìn)行采集；需要停止考勤時(shí)，考勤裝置再將考勤停止指令發(fā)送給中心控制器，所述中心控制器再控制所述人像采集器的關(guān)閉。其中，人像采集器個(gè)數(shù)以及在教室內(nèi)的安裝位置根據(jù)教室的大小而定，優(yōu)選的安裝位置是使每次采集可以采集所有學(xué)生的人像。

所述中心控制器還將所述人臉識(shí)別器的識(shí)別結(jié)果傳輸給考勤查看裝置，學(xué)生從考勤查看裝置處獲知考勤是否正確，若審核發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則通過(guò)考勤反饋裝置將該審核結(jié)果反饋給中心控制器，中心控制器再將該審核結(jié)果發(fā)送給教師端控制器的考勤裝置。

學(xué)生通過(guò)所述請(qǐng)假裝置將請(qǐng)假信息傳輸給中心控制器，所述中心控制器將所述請(qǐng)假信息傳輸給請(qǐng)假處理裝置，老師通過(guò)所述請(qǐng)假處理裝置將對(duì)所述請(qǐng)假信息的處理結(jié)果傳輸給中心控制器，所述中心控制器將所述處理結(jié)果傳輸給請(qǐng)假裝置，學(xué)生從請(qǐng)假裝置處即可獲知老師是否同意請(qǐng)假。

老師從作業(yè)布置裝置將課堂作業(yè)發(fā)送至中心控制器，中心控制器再將該作業(yè)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的作業(yè)接收裝置；學(xué)生采用所述作業(yè)處理裝置處理從作業(yè)接收裝置處獲得的作業(yè)并將處理后的作業(yè)發(fā)送給中心控制器，然后中心控制器將學(xué)生處理后的作業(yè)發(fā)送給作業(yè)審閱裝置，老師通過(guò)作業(yè)審閱裝置可獲知學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而對(duì)課堂內(nèi)容作出適應(yīng)性的調(diào)整。

學(xué)生科從課程查詢裝置處隨時(shí)查詢課程的時(shí)間和地點(diǎn)，避免遲到。

課堂評(píng)價(jià)裝置可以將學(xué)生對(duì)課堂的評(píng)價(jià)發(fā)送給中心控制器，中心控制器將該評(píng)價(jià)發(fā)送給評(píng)價(jià)查看裝置，老師可以根據(jù)評(píng)價(jià)查看裝置反饋的評(píng)價(jià)對(duì)教學(xué)方式做適應(yīng)性調(diào)整。

學(xué)生可以課后將疑問(wèn)通過(guò)提問(wèn)裝置傳輸給中心控制器，中心控制器再將這些問(wèn)題發(fā)送給答問(wèn)裝置，老師可以將對(duì)問(wèn)題的答復(fù)依次通過(guò)答問(wèn)裝置、中心控制器傳輸給提問(wèn)裝置以節(jié)約課堂時(shí)間，也可以在課堂上直接講解，這樣提問(wèn)方式對(duì)比較害羞的學(xué)生非常有益。