基于Face＋＋课堂人脸搜索系统的设计与实现

邵田 吴海燕 马窕梅 罗琴

摘   要：目前的课堂考勤存在着耗时耗力、无法真实有效地反映学生上课情况等问题，基于此，文章设计并实现了基于Face++课堂人脸搜索系统，该系统利用建立学生信息库和课程信息库，在现有的面部中找到一个或多个与目标面部最相似的面部，并返回该阈值并返回该阈值和相应的置信度分数。经反复实验下，该系统具有准确率高、检测速度快的特点。

关键词：课堂考勤;Face++;人脸搜索

课堂考勤是校园课堂管理中必不可少的一部分，它可以实时监督学生的上课状况，优化班风，确保教学质量。通过调查问卷、采访学生等方式了解普遍的考勤方式有通过教师或班干点名、学习通APP网上签到、不定期抽查等。然而，这些考勤的方式不仅效率低，而且不能实时检测到学生是否迟到、早退、旷课及代课等现象，也不能真实地反映学生的上课状况[1]。近年来，Face++人脸识别技术紧跟时代脚步，不断完善服务接口和优化产品技术，该系统具有识别准确率高、上传速度快和服务可靠性高等优点，为实现便捷的课堂考勤系统开辟了康庄大道，因此，本文设计并实现了课堂人脸搜索系统。

1    Face++简介

Face++是北京广视科技有限公司推出的面向开发者的人工智能开放平台[2]，后来称为“宽视图技术”，为用户打开了领先的、基于深度学习的计算机视觉技术大门，构建出城市级智能物联网系统。旷世科技研究出的人脸识别技术、图像识别技术、智能产品等应用在各个领域，拥有上千家核心客户，其中，就有阿里巴巴、富士康、联想等优秀企业。

Face++含有许多人性化的技术体验。（1）提供云端表述性状态转移（Representational State Transfer，REST）应用程序编程接口（Application Programming Interface，API）本地API，提供定制化和企业级的视觉服务。强大的功能应用只需采用简单的操作步骤即可实现，这样用户就可以简易地通过云端认证后，选择所需要和感兴趣的方面，便能进行体感交互，社交娱乐分享等各式各样的应用，让用户轻松地掌握世界前端的人脸分析技术，以此激发用户创新思维应用到各自所需要的环境。（2）支持存储检测到的人脸元数据，便于日后使用，减少无用的重复操作，进一步节省花费。

优化之后的Face++具有以下优势。（1）算法升级，API和SDK在检测更准、更快、更稳。（2）更多的服务接口，在人脸识别基础上，提供更多的识别能力，帮助用户解决更多问题。（3）服务状态透明，让用户实时监控服务质量与状态。（4）升级后，免费服务仍然可用，开发人员可以随心所欲地调用各种开放功能。搜索api-，在现有面板中找到一个或多个与目标面最相似的面，并返回阈值，即1∶N人脸搜索。当使用图像搜索时，将选择图片中检测到的最大人脸。

该平台具有适应性强、准确快速、不限制人脸数量的优质特点，在实际场景中优化算法，无论放在哪个设备上都能实现功能应用，轻松实现数亿张人脸的快速检索，真正地实现了互联网人脸搜索引擎，广泛地应用于社交搜索、逃亡跟踪等场景中[3]。

1    系统设计与实现

2.1  系统框架

整个系统分为两大模块：采集模块和检测模块。其中，采集模块的功能为：采集专业信息（专业名称、班级名称），采集班级信息（班级名称、总人数、缺旷人员、缺旷课程）、采集学生的信息（头像、学号、姓名、班级名称、专业名称、课程等），建立专业信息库、班级信息库、学生信息库。检测模块则是实现班级考勤功能，调用Face++search API，上传课堂照片分析出人脸信息，与学生信息库中的头像做比对，找出缺旷人员。

2.2  采集模板

采集模板的实现建立在该班级的学生信息（学号、课程、课程代码、照片）和课程信息（新建、删除、修改）基础上的。所采集的学生信息一份保存在本地数据库里，一份上传至Face++服务器进行存储。

2.3  检测模块

检测模块的工作流程为：首先，点击主界面的测试按钮，实时拍摄该课程学生课堂照;其次，调用接口Search API，用于面部搜索的传入图片或Face_Token;最后，将检测出的人脸与学生信息库中的头像做对比，如果未检测出该学生人脸，则标为缺旷，将信息返回到班级信息库中的缺旷人员及缺旷课程。检测模块设计如图1所示。

检测模块关键代码如下。

curl -X POST “https：//api-cn.faceplusplus.com/facepp/v3/search” ＼

-F “api_key=^api_key^” ＼

-F “api_secret=^api_secret^” ＼

-F “face_token=c2fc0ad7c8da3af5a34b9c70ff764da0” ＼

-F “outer_id=facesetid”

檢测结果如图2所示。

3    实现主要步骤

（1）进入平台，注册或登录界面。

（2）分为两种用户：管理员和普通用户。管理员实现人脸采集和信息采集，普通用户则只能上传图片进行验证。系统可通过输入的账号信息进行判断，进入相应界面。

（3）检测结果可实时上传至系统历史中，以便查找[4]。

4    结语

从测试结果来看，在网络良好的情况下，即使在不同的光线、拍摄角度和的反复试验下，Face++课堂人脸搜索系统都能有效、迅速地识别出多张人脸，并与目标人脸进行一对多的比对，从而得出识别结果，并且识别出的结果与预想结果出入不大。实验结果证明，本系统在课堂考勤方面具有稳定性高、识别率高、上传速度快的优点。而且该系统能够应对不同的用户需求，提供个性化服务体验。

人脸识别已广泛应用于安全[5]、金融、电子政务等领域。如罪案调查、安保、识别使用假身份证的人以及出入控制之中。它保护了人们的安全，为人们带来了更方便、快捷的生活。随着素质教育的普及，人脸识别算法的不断优化，这项技术将慢慢走进人们的生活。

[参考文献]

[1]李彤，曹卫群，刘晶晶，等.基于人脸认知模式的相似脸搜索[J].中国图形图像学报，2016（10）：10-21.

[2]牟玉荣，朱丽，王平，等.大数据在学生管理工作中的应用—以伊犁师范学院为例[J].中国科技信息，2016（9）：9-11.

[3]陈明逊.人脸识别学生管理系统的设计[J].电子世界，2018（20）：20-21.

[4]王翀.浅议大学课堂“点名考勤”的新方法.[J] 科教导刊，2018（7）：7-9.

[5]肖树乔.人脸识别和搜索技术[J].现代世界警察，2018（5）：5-8.