[發(fā)明專利]一種基于全局人臉識別的課堂考勤方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108564673A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 何珺;孫波;余樂軍;戎博杰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學
• 主分類號: G07C1/10
• 分類號: G07C1/10;G06K9/00;G06Q50/20
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明提供一種基于全局人臉識別的課堂考勤方法及系統(tǒng)，所述的方法包括：從視頻流的每一幀圖像中提取出人臉圖像，得到視頻流中所有的人臉圖像，并對所有的人臉圖像進行人臉追蹤，得到多條人臉軌跡；將多條人臉軌跡與選課名單中所有學生對應的標準照進行全局人臉匹配，得到與每一條人臉軌跡匹配的標準照，進而輸出課堂出勤名單。本發(fā)明對所有的人臉圖像進行人臉追蹤，得到所有人臉圖像的多條人臉軌跡,每一條人臉軌跡為追蹤得到的一位學生的人臉圖像序列，對所有在課堂上的學生對應的一系列人臉軌跡進行全局人臉匹配，一次性地輸出課堂出勤名單，無需學生主動配合，也無需增加額外的硬件，一次性得到考勤數(shù)據(jù)，也提高了考勤的效率。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及人臉識別技術(shù)領域，更具體地，涉及一種基于全局人臉識別的課堂考勤方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在教育領域，得到課堂中學生的出勤名單，從而使老師和學校更好的掌握學生的學習狀況，基于課堂監(jiān)控視頻的自動考勤具有很高的應用價值。

對于課堂考勤方面的研究，目前主要有以下的研究：

在2004年，Kawaguchi,Yohei等人提出了一種方法，其通過固定學生的座位(比如，在一個學期或者一個月的時間內(nèi)，學生的座位均是固定不變的)并進行持續(xù)的人臉監(jiān)控和識別來自動的標記課堂中的學生圖像。這個方法能夠持續(xù)對每一位學生進行觀察識別，通過不斷的將捕捉到的學生人臉與該位置學生的標準照片進行比較得到最終的出勤結(jié)果。簡單來說，就是事先對每一位學生安排了座位，當某一次上課時，對某一個位置的學生的人臉圖像進行拍攝，并將拍攝的人臉圖像與該座位的學生的標準照進行匹配驗證，進而來確定該座位的學生是否出勤。該方案更多地側(cè)重于對每一個座位上的學生的出勤情況進行驗證。類似的通過固定學生座位的方式，Visar等人提出了在現(xiàn)有的學習管理系統(tǒng)基礎上加入實時的人臉檢測，其使用了位于教室前方和屋頂?shù)膬蓚€攝像頭獲取圖像信息并將其與各個位置的學生在數(shù)據(jù)庫中的圖像進行比較從而確定課堂的出勤名單。這些固定學生座位的方法雖然能夠準確的得到課堂的出勤名單但是使用范圍卻受到了很大的限制，因為在大學課堂中學生的座位并不固定，這就使得上述方法在這種場景下并不適用。

為了在更廣的應用場景中使用課堂自動考勤系統(tǒng)，Jha,Abhishek提出了使用PCA和LDA方法提取檢測到的人臉特征并將其逐個與參考數(shù)據(jù)集中的圖像特征進行對比的方法來進行人臉識別。類似的，也有采用Viola-Jones算法進行人臉檢測，并利用LBP特征進行人臉識別。這些方法為了從視頻中采集到更高質(zhì)量的學生人臉圖像，采用了調(diào)整攝像頭角度的方法，將攝像頭在上課之前對準教室門口，以便在學生進入教室時就對學生進行人臉檢測和識別，并通過樹莓派單片機來控制攝像頭的拍攝角度。該種方法雖然能夠獲得質(zhì)量更高的學生人臉圖像，但是其缺點是需要在原有的系統(tǒng)中再附加攝像頭的控制系統(tǒng)，需要增加額外的硬件。

另外，采用上述的方法，均是將拍攝到的每一個學生的人臉圖像逐一地與各個學生的標準照進行對比，匹配速度慢、匹配精度低；而且當課堂中人臉的角度變化比較大或者有遮擋時，攝像頭拍攝出的人臉圖像模糊不清，則可能無法識別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種基于全局人臉識別的課堂考勤方法及系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的通過人臉識別匹配精確度不高的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供基于全局人臉識別的課堂考勤方法，包括：

S1，從視頻流的每一幀圖像中提取出人臉圖像，得到所述視頻流中所有的人臉圖像，并對所有的人臉圖像進行人臉追蹤，得到多條人臉軌跡，其中，所述視頻流為拍攝課堂場景獲得；

S2，將所述多條人臉軌跡與選課名單中所有學生對應的標準照進行全局人臉匹配，得到與每一條人臉軌跡匹配的一張標準照，根據(jù)每一張標準照對應的學生，輸出課堂出勤名單。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種基于全局人臉識別的課堂考勤系統(tǒng)，包括：