本發(fā)明屬于網(wǎng)絡信息采集控制領域，特別是涉及一種教室內(nèi)使用的全程自動考勤系統(tǒng)。
背景技術：
教室出勤考核應用一般包括兩個狀況：上課考勤和考試考勤。以大學教室為例，在上課場景中，傳統(tǒng)的“點名”、“刷卡”、“刷指紋”和“半人工干預式考勤”等方式無法有效地解決學生“替考勤”和“先考勤、后溜走”等問題。在考試場景中，如果遇到“公務員考試”、“職稱考試”、“中、高考”，以及“四、六級考試”等重大考試，監(jiān)考老師并不熟悉考試人員，僅能通過肉眼比對考生所持證件圖片和考生的人臉，對考生“是否替考”進行判斷，屬于依賴人工的主觀識別方法。但是，考生的現(xiàn)場表情與證件圖片在時間、空間上都有一定差異，加之考場氣氛導致表情緊張，提高了現(xiàn)場人員做出正確判斷的難度。
從上世紀70年代的插卡式考勤機，到當下基于移動服務的智能云考勤機，考勤系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了六代技術革新。其中，第三代磁卡型考勤機由于設備陳本低，目前仍然比較普遍。第四代生物身份識考勤機利用人的生物特征來識別的，使用非常方便而且可以防止代打卡現(xiàn)象。盡管第五代攝像考勤機雖然能夠解決生物識別對環(huán)境和使用人群的限制，但是仍然不能夠克服教室內(nèi)“先考勤、后溜走”等騙考勤的現(xiàn)象。第六代移動考勤系統(tǒng)是一種利用手機定位機制(GPS)、位置服務（LBS）、云服務等構建的一種新型的考勤系統(tǒng)。只需要用戶在手機上安裝一個考勤軟件，就可以隨時隨地將用戶的位置傳到服務器端，并與事先設置的考勤地點和考勤時間進行比對，從而判斷出是否是有效的考勤。
值得一提的是，即使進化到第六代，移動考勤技術仍然具有明顯的應用局限。就大學教室的考勤應用而言，在上課場景中，由于“學生”并不是“員工”，這類人群對個人隱私要求較高，往往并不能接受“被動安裝”考勤軟件。在考試場景中，為了防止考試作弊，移動通信設備往往被列為禁用工具，無法使用。
中國專利文獻CN105551104A，于2016年5月4日公開了“一種基于監(jiān)控圖像座位判別的中小學課堂自動考勤系統(tǒng)”，包括：監(jiān)控攝像頭、視頻服務器、考勤服務器和各類考勤記錄查看終端。該系統(tǒng)充分利用中小學課堂座位相對固定的特點，僅需要一副低分辨率的課堂全景圖像即可快速完成對所在教室的一次考勤，且考勤正確率高，無需學生主動配合，無需提前提取和保存學生生物特征信息，無個人隱私泄漏風險，并且對硬件系統(tǒng)性能要求低。但是該方案的精確度比較低，容易產(chǎn)生錯判。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對第五代與第六代考勤系統(tǒng)存在的優(yōu)勢和劣勢，取長補短，研發(fā)一種基于多目標檢測與人臉識別技術的非接觸式全程自動考勤系統(tǒng)，與傳統(tǒng)方案相比可以擁有更高的準確性，可以精確的對教室的人員進行全程式考勤。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種教室內(nèi)使用的全程自動考勤系統(tǒng)，包括采集系統(tǒng)、分析系統(tǒng)和統(tǒng)計系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)包括攝像頭，所述攝像頭的數(shù)量為4個，分別設于教室前方左上角、右上角、教室左墻上方和右墻上方；所述分析系統(tǒng)包括預存有應出勤人面部標準數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，并將由攝像頭采集到的實時圖像與數(shù)據(jù)庫中的預存數(shù)據(jù)進行比對，然后將比對結果傳遞給統(tǒng)計系統(tǒng)；所述統(tǒng)計系統(tǒng)將所有比對結果對應應出勤人生成報表。
在本技術方案中，采用了攝像頭作為實時圖像數(shù)據(jù)的采集工具。為了保持足夠的精確度，所以需要在教室左上角、右上角、教室左墻上方和右墻上方各設置一個。在設置時，需要對相機的焦距、高度、仰角等相機參數(shù)進行校準，確保處于教室任何位置的人都能獲得至少一個足夠清晰的面部圖像可供比對。這些圖像數(shù)據(jù)被采集后，就送到分析系統(tǒng)，與預存在計算機內(nèi)的應出勤人的面部圖像標準數(shù)據(jù)進行比對分析，通過計算機比對，獲得可靠的結果。該比對結果最終被傳遞至統(tǒng)計系統(tǒng)，統(tǒng)計系統(tǒng)將各個應出勤人的比對結果對應匯總成，形成該應出勤人的報表，同時也可以形成整體出勤報表。在本方案中，只要應出勤人出現(xiàn)在教室內(nèi)，無論位于什么位置，都可以被采集到至少一個清晰的面部圖像可供比對，確保了比對的準確度。在本技術方案中，攝像頭的采集可以是持續(xù)貫穿整個應出勤時段，也可以是間隔若干時間采集一次，間隔時間越短，考勤結論也更準確。在考勤時段內(nèi)，任何應出勤人出現(xiàn)在教室內(nèi)均會被對比識別并記錄下來，出現(xiàn)的時間也會被記錄下來，任何沒有比對結論的應出勤人都是疑似缺勤人，任何應出勤人在應出勤時段中途離開教室，也會被系統(tǒng)記錄下來，可有效識別騙考勤的手段；任何不應該出現(xiàn)在教室內(nèi)的非出勤人員，也同樣被記錄下來，并留下清晰面部圖像，保存以便后續(xù)處理。使用了本考勤系統(tǒng)，對出勤人的圖像比對結論的正確度大幅度提高，對出勤缺勤的誤判錯判大幅度減少。
作為優(yōu)選，所述分析系統(tǒng)在將實時圖像與數(shù)據(jù)庫中的預存數(shù)據(jù)進行比對時，將采集到的實時圖像放大、精細化，然后進行分割，并將分割形成的局部圖像與預存數(shù)據(jù)進行精確比對，最后匯總所有的局部圖像比對結果，形成整體識別結論。本方案進一步提高了面部識別的準確率。根據(jù)現(xiàn)有的前沿辨識技術，人類的面部可劃分成上千個細部特征，現(xiàn)有技術已經(jīng)可以在對這些細部特征的比對識別中獲得很高的準確率。將這些對細部特征的識別結論綜合起來，就能夠匯總成對面部的整體識別結論。根據(jù)2015年6月的FDDB（Face Detection Data Set and Benchmark）測試平臺的測試成績看，系統(tǒng)已經(jīng)可以達到99.65%的識別率，超越了人類基于肉眼辨識的97.53%的識別率。
作為優(yōu)選，還包括預存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述預存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)預先通過1300萬及以上像素分辨率的照相機對應出勤人進行面部圖像采集，采集方向包括正前方、左方和右方；采集形成的數(shù)據(jù)傳遞給分析系統(tǒng)。預存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以分析系統(tǒng)化獲得高精度、標準化的應出勤人員的面部圖像數(shù)據(jù)，而且包括左側(cè)圖像和右側(cè)圖像，以便與源自教室左側(cè)、右側(cè)攝像頭的實時圖像進行比對，進一步提升辨識的準確度和可靠度。
作為優(yōu)選，所述攝像頭為CCD攝像頭。CCD攝像頭具有更清晰的成像效果，有助于提高辨識成功率。
綜上所述，本發(fā)明的有益效果是：擁有更高的準確性，可以精確的對教室的人員進行全程式考勤。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工作流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。
如圖1所示的實施例為一種教室內(nèi)使用的全程自動考勤系統(tǒng)，應用在大學教室。該考勤系統(tǒng)包括預存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、分析系統(tǒng)和統(tǒng)計系統(tǒng)四個主要的分系統(tǒng)。預存數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用1300萬像素的高清晰照相機對應出勤人員的面部采集正面、左側(cè)和右側(cè)三個圖像，并將圖像作為標準數(shù)據(jù)儲存起來傳遞給分析系統(tǒng)。采集系統(tǒng)包括4個CCD攝像頭，分別設置于教室前方左上角、右上角、教室左墻上方和右墻上方，并且對相機的焦距、高度、仰角等相機參數(shù)進行校準，確保處于教室任何位置的人都能獲得至少一個足夠清晰的面部圖像可供比對。采集系統(tǒng)的采集頻率可以是持續(xù)的，也可以是間隔的，間隔時間可自行決定。采集到的教室內(nèi)每個人的面部圖像均經(jīng)過圖像放大、精細化，然后進行分割，并將分割形成的局部圖像與預存數(shù)據(jù)進行精確比對，最后匯總所有的局部圖像比對結果，形成整體識別結論。該識別結論被送入統(tǒng)計系統(tǒng)，按應出勤人員的不同，每人均對應生成一個考勤報表，并同時生成一個出勤總表，出勤表中對整體缺勤、部分時段缺勤的情況提出警示，以便進一步核實。
使用本考勤系統(tǒng)，無論是上課還是考試，均能清晰的采集到教室內(nèi)所有人員的清晰面部圖像，經(jīng)過與預留的應出勤人員的面部標準圖像比較后，哪些人出勤哪些人缺勤就一目了然。使用在上課考勤上，替代考勤無效，上課報道后溜走無效，中途溜走下課前回來也能輕易識別。使用在考試考勤上，任何考生和監(jiān)考人員以外的人進入考場均會被發(fā)現(xiàn)，任何考生的遲到早退中途離場均會被發(fā)現(xiàn)，替考也成了不可能的事。
本考勤系統(tǒng)也可適用在車間、辦公室、工作室等出勤場所固定的環(huán)境。