基于人脸识别考勤系统的设计与实现*

霍 妍，李长明

(1.吉林警察学院，吉林长春130117;2.东北师范大学信息与软件工程学院，吉林长春130117)

基于人脸识别考勤系统的设计与实现*

霍 妍1，李长明2

(1.吉林警察学院，吉林长春130117;2.东北师范大学信息与软件工程学院，吉林长春130117)

该文针对当前考勤方式存在代打卡、不能及时统计考勤数据和考勤参数设置不够灵活等问题开展研究.基于人脸识别技术，设计并实现了一套完整B/S架构人脸识别考勤系统.研究表明，基于人脸识别的考勤系统具有更高的效率和实用性，充分满足了目前考勤业务的需求.

人脸识别;网络考勤;图像采集

现有考勤方式主要为脱机打卡和指纹识别，考勤卡主要为磁卡式.磁卡随身携带不方便，易遗失，而指纹识别中如出现指纹破损或指纹打卡方法不正确则不能识别.前者可替代打卡，后者虽避免了替代，但是数据可人为修改，二者都不能很好地解决舞弊现象.因此，已难以满足现代企业管理的要求.

人脸作为一种生物特征，具有唯一性和不变性，可用于人的身份识别.随着人脸识别技术的发展，建立在人脸识别基础上的考勤系统已日渐成熟，被广泛应用于各个领域，但其也存在着不足，如系统通用性不好，功能有所欠缺.为此，基于嵌入式人脸识别，设计了一套高效、安全、可扩充性人脸识别考勤系统，能适应各种企业考勤管理制度及安全门禁出入.该系统除满足一般考勤和门禁外，还能实现灵活的排班管理、请假管理、统计功能、人员管理等.能方便地完成考勤的复杂设置，统计结果以报表形式展现，考勤数据可按照财务软件需求，直接生成可用文件，实现自动化办公.

1 人脸识别技术原理

人脸识别技术就是利用计算机分析人脸图像，检测图像的频域空间滑动检测图像块，判别是否是人脸区域，提取有效的特征信息，用来识别人身份的一种技术［1－3］.人脸外观特征受人的姿态、表情、饰物、光照等影响较大，如何提取人脸特征一直是人脸识别领域最为重要的课题［4－5］.基本流程如图1所示，人脸注册流程:①利用摄像采集设备注册人像;②利用人脸检测技术从图像中定位并分割出人脸局部图像;③特征提取技术提取能够表征人脸图像的数据量，形成特征存至特征数据库.人脸识别流程:①对图像中的人脸定位、图像处理;②特征提取与选择;③对图像进行检测、识别，返回识别结果.

图1 人脸注册与识别过程

人脸识别关键技术:人脸检测、特征提取、特征对比，同时也是人脸识别技术的基本原理.

2 人脸识别考勤系统的设计与实现

2.1 系统构成

考勤系统利用现有的局域网络和公网，将人脸识别考勤机终端连接成网络.

考勤系统分为考勤应用服务器、数据库服务器、人脸特征数据库、人脸考勤机终端.图2给出了人脸识别考勤系统的结构图.

图2 考勤系统结构图

2.2 系统的软件设计

网络人脸识别考勤系统人脸识别终端支持TCP/IP通信方式，考勤系统通过网络从人脸特征数据库中读取数据，终端的考勤记录通过网络实时上传至考勤系统，实现异地网络考勤.

考勤系统软件设计主要包括两部分，一是主要用于人脸采集监听服务软件为C/S架构，开发语言为C#;二是主要用于数据展现及考勤规则管理的B/S客户端程序，采用JAVA开发语言.主要运行两个程序:图像采集程序和考勤管理程序.

人脸识别考勤系统分为3层架构:表现层、业务逻辑层、系统交互层，见图3.表现层提供统一的图形用户界面，实现与用户交互，从业务逻辑层获取记录显示给用户.

图3 人脸识别考勤系统3层架构

业务逻辑层是实现考勤系统所提供业务的关键，对表现层传来的数据进行相应处理后调用系统交互层，或将系统交互层上传的数据进行相应处理后传给表现层，最终实现相应的功能.

系统交互层用于提供数据库接口为业务逻辑层提供访问数据库的接口;考勤机接口为业务层和数据库提供数据交换的接口;有效提高了考勤系统的可维护性，使其更容易扩展，提高性能.

2.3 图像采集程序的实现

人脸识别技术是基于人的脸部特征进行身份识别的一种生物识别技术，首先对目标进行检测，提取人脸的特征值，进行人脸比对识别，对比判断人脸图像是否存在，从而判断身份信息，最为关键的一步是对图像的定位于预处理过程.用肤色建模确定人脸特征位置，利用人脸面部特征［6－7］的识别方法识别每个人的身份.人脸识别技术现已广泛应用，下文通过实例描述其采集过程.

图像采集程序负责在考勤时采集员工人脸图像.首先，对考勤机的考勤信息初始化，避免脏数据存在，影响正常考勤.确认被考勤人的人脸图像特征真实存在于特征数据库中，让考勤机处于就绪状态.当上下班时，考勤机上的摄像头对人脸图像进行采集，考勤机中图像识别程序对图像进行检测、识别，完成信息处理.通过对人脸部的双眼、脸部颚骨、眉宇间距、下颚等多个基本特征的识别，就可以确认身份信息［8］;签到成功会语音提示，显示考勤人基本信息;签到失败，则语音提示签到失败重新签到.

2.4 考勤管理功能的实现

本系统采用B/S结构，用户只需利用现有浏览器，并拥有相应的角色权限，即可登录使用考勤管理系统.考勤系统可以实现考勤数据的实时同步.考勤管理功能主要实现对考勤数据提供基本信息查询、补签管理、请假管理、考勤统计等，本系统功能结构如图4所示.

图4 考勤系统结构图

(1)考勤基本信息查询.主要用于查询被考勤人自己的考勤数据，当天上、下班考勤数据查询，还可以按照日期查询对应的出勤情况(迟到、早退、缺勤).

(2)补签管理.主要用于班车晚点导致集体迟到，应签到时间忙于工作不能脱身，忘记签到等情况下，在补签功能中申请补签并填写补签事由.考勤审核者会在待审核补签中查看未签到原因，并作出同意或者驳回的处理.同意申请视为此次出勤为正常考勤状态，驳回申请视为此次出勤为缺勤状态，在缺勤数据中添加这条记录.如图5所示.

图5 待审核补签

(3)请假管理.登录考勤系统申请请假，填写请假时间及请假原因，等待审核.考勤审核者在请假待审核中会看到请假申请，做出审核操作.考勤系统会自动将请假时间段内的出勤记为请假状态，在统计表中对请假进行统计，准确统计出勤情况.

(4)考勤管理.用于管理员对请假类型、上下班签到时间、节假日日期、考勤人员进行相应灵活设置.在请假类型中可以对其进行添加、修改、删除，请假类型包含很多带薪请假比如:婚假、产假、丧假、病假……;上下班签到时间可设置一天签到四次，分别为早上上班、上午下班、下午上班、下午下班(如图6所示).法定假日为带薪休假，国家法定假日时间改变时，则手动处理(添加、修改、删除)考勤系统中假日时间或名称.

图6 上下班时间管理

(5)考勤统计.在统计考勤数据时以报表形式展现，主要分为月统计、年统计.

3 结束语

本文介绍了人脸识别考勤系统的原理及软件设计.系统人员管理、考勤设置、统计功能封装成Web Service，增加了模块的复用性，方便集成到企业现有的业务系统中.B/S架构的人脸识别考勤管理系统可以实现考勤的规范化、自动化管理，调动工作的积极性、降低考勤管理成本、高效准确、提高企业效率.还能进行出入控制管理，处理速度快、运算简单，相信在未来的几年，将广泛应用于安全检查、身份识别、智能考勤等方面.

［1］H.Luo，A.Eleftberiadis.On face detection in the compressed domain［C］.In Proceedings of the Eight ACM International Conference on Multimedia，2000:285－294.

［2］T.S.Chua，Y.Zhao，M，S，Kankanhalli.Detection of human in a compressed domain for video stratification［J］.The Visual Computer，2002，18(2):121－133.

［3］李晓光，李晓华，沈兰荪.一种基于多级梯度能量特征的DCT压缩域人脸检测算法［J］.电子学报，2005，33(12):2170－2173.

［4］李全彬.非约束环境下人脸识别关键技术的研究与应用［D］.上海:华东师范大学，2011.

［5］刘小华.人脸识别技术及其应用研究［D］.长春:吉林大学，2005.

［6］苏煜，山世光，陈熙霖，高文.基于全局和局部特征集成的人脸识别［J］.软件学报，2010，21(8):1849－1862.

［7］张俊，何昕，李介谷.基于面部几何特征点提取的人脸识别方法［J］.红外与激光工程.1999，28(4):40－43.

［8］洪泉，陈松灿，倪雪蕾.子模式典型相关分析及其在人脸识别中的应用［J］.自动化学报，2008，34(1):21－30.

(责任编辑:王前)

Design and Im plementation of Attendance Checking System Based on Face Recognition

HUO Yan1，LI Chang－ming2
(1.Jilin Police College，Changchun，Jilin130117，China; 2.Northeast Normal University，Changchun，Jilin130117，China)

In order to resolve the problems about the punch，timely statistics attendance data and attendance parameter settings.A attendance checking system based on face recognition of B/S is designed.The experimental results show that the attendance checking system based on face recognition，which is satisfying the demand of checking work，is effective and practicable.

face recognition，network attendance，image acquisition

TP39

A

1008－7974(2016)06－0001－03

10.13877/j.cnki.cn22－1284.2016.12.001

2016－09－25

霍妍，女，吉林长春人，教师.