本實用新型涉及電器，特別是一種基于二維碼與人臉識別的

課堂簽到管理設(shè)備。

背景技術(shù)：

為了維護(hù)正常的教學(xué)秩序，提高教學(xué)質(zhì)量，課堂考勤是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的課堂考勤是通過花名冊點名或即時簽到等方式進(jìn)行，這種方式在學(xué)生人數(shù)較多的情況下太過耗時，而且由于點名代喊或代簽等情況時有發(fā)生，往往使得考勤結(jié)果很不準(zhǔn)確。

隨著計算機(jī)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了基于射頻識別、虹膜識別等技術(shù)的考勤方法，在一定程度上提高了考勤效率。但是這些方法應(yīng)用到校園系統(tǒng)中需要較多的特殊硬件設(shè)備支出成本，學(xué)校無法承受。同時其本身也存在一些問題，例如，學(xué)生可能出現(xiàn)簽到后中途離開的現(xiàn)象；基于射頻識別的考勤系統(tǒng)無法完全杜絕一人拿多張射頻卡幫他人簽到的情況等。

鑒于上述問題，迫切需要尋求一種經(jīng)濟(jì)、高效、準(zhǔn)確的考勤方法，來維護(hù)正常的教學(xué)秩序。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實用新型之目的就是提供一種基于二維碼與人臉識別的課堂簽到管理設(shè)備，可有效解決學(xué)生考勤，維護(hù)正常的教學(xué)秩序問題。

本實用新型解決的技術(shù)方案是，包括教師終端、移動終端和簽到服務(wù)器，移動終端經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與簽到服務(wù)器相連，簽到服務(wù)器經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與教師終端相連，移動終端經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息到簽到服務(wù)器，簽到服務(wù)器經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)把考勤結(jié)果發(fā)送至教師終端，所述教師終端包括二維碼生成器、用于顯示二維碼的顯示器和用于顯示考勤情況的顯示器，二維碼生成器經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與用于顯示二維碼的顯示器相連，二維碼生成器、顯示考勤情況的顯示器經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與簽到服務(wù)器相連，所述移動終端包括機(jī)體和機(jī)體內(nèi)的二維碼掃描器、定位器、人臉識別器和第一通訊器，機(jī)體前部裝有顯示屏和攝像頭，攝像頭和二維碼掃描器相連，第一通訊器分別和二維碼掃描器、定位器、人臉識別器相連，所述的簽到服務(wù)器包括向量存儲器（公知技術(shù)，如：2012年在全國抗惡劣環(huán)境計算機(jī)第二十二屆學(xué)術(shù)年會上發(fā)表的向量存儲器的參數(shù)化設(shè)計與驗證研究中給出的向量存儲器）、數(shù)據(jù)庫、圖像匹配器、第二通訊器和用于考勤情況的生成器，第二通訊器與向量存儲器、數(shù)據(jù)庫、圖像匹配器、用于考勤情況的生成器、用于顯示二維碼的顯示器和第一通訊器相連。

本實用新型以手機(jī)（特別是智能手機(jī)）為載體，極大地節(jié)省了硬件投入，只需要用手機(jī)現(xiàn)場掃描動態(tài)二維碼，再通過人臉識別即可實現(xiàn)考勤簽到，不僅有效的降低了考勤的成本，而且使得日?？记诟痈咝?zhǔn)確，具有很強(qiáng)的實際應(yīng)用價值。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框式圖；

圖2為本實用新型教師終端的框式圖；

圖3為本實用新型移動終端外部結(jié)構(gòu)主視圖；

圖4為本實用新型移動終端電器部件框式圖；

圖5為本實用新型簽到服務(wù)器框式圖；

圖6為本實用新型的工作狀態(tài)流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細(xì)說明：

由圖1-圖5所示，本實用新型包括教師終端1、移動終端2和簽到服務(wù)器3，移動終端2經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與簽到服務(wù)器3相連，簽到服務(wù)器3經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與教師終端1相連，移動終端2經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息到簽到服務(wù)器3，簽到服務(wù)器3經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)把考勤結(jié)果發(fā)送至教師終端1，所述教師終端1包括二維碼生成器1-1、用于顯示二維碼的顯示器1-2和用于顯示考勤情況的顯示器1-3，二維碼生成器1-1經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與用于顯示二維碼的顯示器1-2相連，二維碼生成器1-1、顯示考勤情況的顯示器1-3經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與簽到服務(wù)器3相連，所述移動終端2包括機(jī)體2-1和機(jī)體2-1內(nèi)的二維碼掃描器2-4、定位器2-5、人臉識別器2-6和第一通訊器2-7，機(jī)體2-1前部裝有顯示屏2-3和攝像頭2-2，攝像頭2-2和二維碼掃描器2-4相連，第一通訊器2-7分別和二維碼掃描器2-4、定位器2-5、人臉識別器2-6相連，所述的簽到服務(wù)器3包括向量存儲器3-1、數(shù)據(jù)庫3-2、圖像匹配器3-3、第二通訊器3-4和用于考勤情況的生成器3-5，第二通訊器3-4與向量存儲器3-1、數(shù)據(jù)庫3-2、圖像匹配器3-3、用于考勤情況的生成器3-5、用于顯示二維碼的顯示器1-2和第一通訊器2-7相連。

所述的用于顯示二維碼的顯示器1-2為教室中固定的顯示屏幕、電腦或手機(jī)。

所述的顯示屏幕為彩色觸摸式顯示屏幕，用于進(jìn)行人臉識別顯示。

所述的攝像頭2-2為像素大于或等于200萬的CMOS攝像裝置，用于人像采集。

所述的第一通訊器2-7為3G/4G/WiFi無線通訊器。

所述的數(shù)據(jù)庫3-2包括學(xué)生圖像數(shù)據(jù)庫、學(xué)生基本信息數(shù)據(jù)庫和用于保存課堂簽到記錄的數(shù)據(jù)庫，其中所述的學(xué)生圖像數(shù)據(jù)庫包括圖像數(shù)據(jù)庫和圖像特征庫，所述圖像數(shù)據(jù)庫中要對面部特征進(jìn)行提取和標(biāo)引等有序化處理，并存儲圖像，所述圖像特征庫存儲圖像面部特征的面紋編碼，用于進(jìn)行人臉識別的人像照片與人臉識別專用特征數(shù)據(jù)；學(xué)生基本信息數(shù)據(jù)庫包括課表信息、教師信息以及學(xué)生信息關(guān)系表，課表信息表包括：課程名稱、上課地點、每節(jié)課的開始時間和結(jié)束時間；教師信息表包括教師名字以及對應(yīng)的課程表；學(xué)生信息表包括學(xué)生姓名、學(xué)號、圖像以及對應(yīng)的選課信息；課堂簽到記錄的數(shù)據(jù)庫中保存有學(xué)生課堂的簽到記錄，可根據(jù)教師的需求自動統(tǒng)計并導(dǎo)出考勤記錄。

所述的移動終端2還可為手機(jī)。

所述手機(jī)為智能手機(jī)。

在上述部件中，二維碼生成器根據(jù)每節(jié)課的課堂信息生成不同的動態(tài)二維碼。

二維碼顯示器通過投影儀把二維碼投影到投影幕布上。

考勤顯示器用于顯示學(xué)生的考勤記錄，供教師即時查看。

二維碼掃描器用于移動終端掃描屏幕顯示的二維碼，來獲取該二維碼信息。

定位模塊用于定位移動終端的掃碼位置。

攝像頭用于（高質(zhì)量）人像的采集；顯示屏幕采用彩色顯示屏幕，用于人臉識別結(jié)果的顯示。

人臉識別器用于對圖像的處理，包括人臉圖像特征提取、存儲等，經(jīng)處理的人臉圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送簽到服務(wù)器進(jìn)行比對識別。

向量存儲器使用時采用特征向量或面紋模板兩種算法；所述特征向量法是先確定眼虹膜、鼻翼、嘴角等面像五官輪廓的大小、位置、距離等屬性，然后再計算出它們的幾何特征量，這些特征量形成一描述該面部的特征向量；所述面紋模板法是在庫中存貯若干標(biāo)準(zhǔn)面像模板或面像器官模板，在進(jìn)行比對時，將采樣面像所有像素與庫中所有模板采用歸一化相關(guān)量度量進(jìn)行匹配。

圖像匹配器用于判斷人物圖像信息在數(shù)據(jù)庫中是否存在并執(zhí)行圖像匹配。

考勤生成器根據(jù)課堂簽到記錄的數(shù)據(jù)庫中生成考勤報表，所述的第二通訊器把考勤結(jié)果發(fā)送至教師終端，實現(xiàn)教師對學(xué)生簽到情況的了解，搞好教學(xué)管理。

申請人要指出的是，上述僅給出的是實施例，是用于說明本實用新型的具體實施方式，并不是用于限制本實用新型的保護(hù)范圍，凡是采用等同替換或等效替換所作出的任何修改或改進(jìn)，其本質(zhì)與本實用新型的技術(shù)方案相同均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

本實用新型的工作情況如圖6所示，教師終端用于生成并顯示動態(tài)二維碼，移動終端掃描所述二維碼，識別成功后，簽到服務(wù)器根據(jù)掃描二維碼獲取所述移動終端的位置信息，并與當(dāng)前上課地點的位置信息相匹配，判斷位置一致則自動進(jìn)入人臉識別界面，學(xué)生通過智能手機(jī)自身的拍照功能（攝像頭）對需要確認(rèn)的人物進(jìn)行面部特征拍攝，并把圖片發(fā)送到簽到服務(wù)器，簽到服務(wù)器利用圖像特征提取器將其與學(xué)生圖像數(shù)據(jù)庫中存貯的圖像進(jìn)行匹配比對處理，找出程度高的圖片信息，若匹配成功，將其發(fā)送回手機(jī)用戶，用于進(jìn)行人物確認(rèn)，確認(rèn)完成后，則返回簽到成功信息到移動終端并根據(jù)人臉信息確認(rèn)后的簽到時間來記錄學(xué)生的簽到時間，標(biāo)記簽到狀態(tài)，保存記錄于簽到服務(wù)器中。若匹配失敗，則返回簽到失敗信息，提示學(xué)生重新簽到。

教師開始點名后，教師終端根據(jù)本次課堂信息生成動態(tài)二維碼，通過教師終端的顯示屏顯示二維碼圖片。學(xué)生作為簽到方，通過移動終端掃描所述二維碼，二維碼識別成功后，簽到服務(wù)器根據(jù)掃描二維碼獲取所述移動終端的位置信息，并與存儲在數(shù)據(jù)庫中的當(dāng)前上課地點的位置信息相匹配，如果當(dāng)前上課的位置在A地，而移動終端的位置信息則顯示在B地，由于二者位置不一致，則可以據(jù)此判斷出本次簽到并不是學(xué)生在上課地點簽到，將無法進(jìn)行下一步操作，如果位置匹配成功，自動進(jìn)入人臉識別界面。

學(xué)生通過智能手機(jī)自身的拍照功能（攝像頭）對需要確認(rèn)的人物進(jìn)行面部特征拍攝，并把圖片發(fā)送到簽到服務(wù)器。簽到服務(wù)器利用圖像特征提取器將其與學(xué)生圖像數(shù)據(jù)庫中存貯的圖像進(jìn)行匹配比對處理，找出程度高的圖片信息。若匹配成功，根據(jù)圖像匹配結(jié)果查找與其對應(yīng)的學(xué)生的學(xué)號及姓名，將其一起發(fā)送回手機(jī)用戶確認(rèn)，確定本次簽到的學(xué)生信息。移動終端確認(rèn)信息無誤后，發(fā)送確認(rèn)簽到信息到簽到服務(wù)器，簽到服務(wù)器返回簽到成功信息到移動終端以及生成課堂簽到記錄保存于簽到服務(wù)器中。若匹配失敗，則返回簽到失敗信息到移動終端，學(xué)生可以再重新操作一次課堂簽到。通過掃描二維碼及根據(jù)掃描二維碼獲取所述移動終端的位置信息，并結(jié)合人臉識別實現(xiàn)課堂簽到，由此確定簽到結(jié)果為學(xué)生本人簽到且是在上課地點完成，杜絕復(fù)制二維碼代簽的情況。

課堂簽到是否成功可在移動終端上顯示。如果簽到成功了，將提示：張三（學(xué)生姓名）,簽到成功；如果簽到失敗了，將提示：未找到匹配信息，請重新簽到。

簽到服務(wù)器根據(jù)人臉信息確認(rèn)后的簽到時間來記錄學(xué)生的簽到時間，并設(shè)置遲到時間（如：開始上課10分鐘內(nèi)）。若在所述遲到時間之前檢測到所述移動終端的確認(rèn)簽到結(jié)果，則將該簽到服務(wù)器對應(yīng)的學(xué)生簽到狀態(tài)標(biāo)記為已到；若在所述遲到時間內(nèi)檢測到所述簽到服務(wù)器的確認(rèn)簽到結(jié)果，則將該移動終端對應(yīng)的學(xué)生簽到狀態(tài)標(biāo)記為遲到；若超過所述遲到時間仍未檢測到所述移動終端的確認(rèn)簽到結(jié)果，則將該移動終端對應(yīng)的學(xué)生簽到狀態(tài)標(biāo)記為曠課。如果教師想要導(dǎo)出考勤記錄，則簽到服務(wù)器根據(jù)教師的需求自動統(tǒng)計并導(dǎo)出EXCE考勤表。