基于人脸识别的企业考勤系统分析与设计

中国兵器装备集团自动化研究所 王 鑫 乐晋昆

传统企业考勤系统往往依赖身份识别的第三方物品，如专门卡片、感应卡等，在考勤过程中，会对员工造成多次干扰，降低员工效率，且考勤结果需要人工二次转录，存在诸如失误、人情等影响准确率的不利因素，造成考勤数据不准确。利用人脸识别技术，企业的考勤系统可以做到全过程对员工透明，不会对员工有任何干扰；同时由于人脸识别之后其直接输出考勤记录并录入数据库，中间没有人工参与，可以避免人为错误。本文对基于人脸识别技术的企业考勤系统进行需求分析，根据需求做出系统的框架图，并对实现的技术细节进行阐述，绘制出设计结构图，以期对工业界提供一些参考思路。

近年来，随着人脸识别算法大量采用卷积神经网络模型，人脸识别的速度与准确率已经得到极大提升，不少针对特定场景的人脸识别应用已经开始出现在我们的生活中，如火车站人脸验证、支付宝人脸付款、校园考勤管理等。在企业一级，同样出现对人脸识别技术的业务需求，如企业考勤系统。

企业考勤系统是指针对企业的员工的上下班考勤记录等相关情况开发的管理系统，通过这套系统，企业能够督促并掌握员工出勤状况，便于及时了解企业人力资源使用情况。传统企业考勤系统分别经历了人工统计、打卡机打卡、感应卡刷卡、指纹考勤和云考勤这五个阶段。根据企业发展阶段和应用技术程度，这五种考勤方式依旧在被众多企业广泛使用。

但是，这些传统考勤方式在实际运用中都有其不可忽视的缺点。人工统计考勤方式需要依赖纸张和人工记录，准确率不高，同时耗时耗力；打卡机打卡考勤依赖专门的打卡纸片，同时依旧需要人工记录，准确率与资源利用率无法提高；感应卡刷卡需要购置专门的感应卡，这种感应卡往往容易受到外界影响而失效，造成企业成本增加；指纹考勤则规避了上述所有问题，但是对于员工却并不友善，有些员工加班过晚或者忘记按指纹，便会导致考勤失效；云考勤如钉钉打卡，虽然可以设置提醒项目，但是软件弹跳的无关信息往往会对员工造成干扰，降低员工效率。

人脸识别技术则为企业规避上述所有问题提供了一个可能。人脸识别技术拥有如下特点：

（1）人脸特征唯一，不可替代。作为整个生命周期中个人身份唯一标识的人脸特征，具有不可复制不可替代的特点。运用在考勤系统中，可以有效避免代签等行为，确保员工准时准点在岗上班。

（2）人脸特征提取方式简单，成本极低。不同于传统考勤方式需要借助特殊物品，如打卡机、感应卡和指纹识别器等，人脸图像完全可以借助已有的监控视频设备或者手机摄像头进行获得，不需要安装专门设备，降低企业成本，方便考勤管理。

（3）人脸识别技术拥有无接触无妨碍优势。人脸识别过程中，从图像采集、特征提取到人脸识别整个过程，都不需要人工辅助，更不需要员工特别做某些辅助工作。整个过程中，考勤系统可以做到完全无接触，员工完全无干扰，有利于员工精力的分散，提高效率。

（4）人脸识别技术准确率高、识别速度快。运用卷积神经网络的人脸识别技术，在多个公开人脸数据集上已经做到和人眼辨识相同或者更高的准确率和识别速度。同时，人脸识别技术取代了人工看守，节省了企业人力资源。

（5）直接生成电子文档。运用人脸识别技术的考勤系统，可以直接根据人脸识别结果生成考勤记录电子文档，全程没有认为干涉，可以排除人工失误或者人情因素等不利影响，使得企业考勤记录更加完善准确和易于长期保存。

将人脸识别技术应用在考勤系统中，可以实现考勤全过程无接触无干扰，同步生成考勤记录，完全避免了代签和人工记录等过程中造成的不准确和时间浪费等问题。为此，本文就基于人脸识别的企业考勤系统进行需求分析，然后尝试对考勤系统进行整体设计，包括技术结构和功能体系的设计，最后对当前人脸识别技术在企业考勤系统中的运用提出一些建议，期望能够对该领域的发展提供帮助。

1 需求分析

1.1 业务需求

总体而言，基于人脸识别技术的企业考勤系统应该规避原有考勤系统的缺点，甚至是远远优于原有考勤系统。首先，系统设计时应考虑到考勤系统对于员工的较少甚至无干扰。其次，系统应该做到整个流程电子化智能化，从最初的人员签到至最终的考勤报表形成，全程不需要或者较少的人工辅助。最后，为了能够让系统顺畅运行以及更好的满足新的需求，系统应该便于维护和拓展。

1.2 用户需求

企业考勤系统主要为企业管理层、人力资源部门以及员工而设计。对员工而言，考勤系统需要能够快速准确地记录员工考勤信息，进一步的，为了防止对员工形成过多的干扰，考勤系统应该尽量做到对员工透明无接触。对人力资源部门而言，考勤系统应该实现一站式体验，即从员工人脸识别自动签到至考勤记录数据生成，应该全程自动化且可见，同时通过设置不同参数，形成各种可视化的报表。对企业管理层而言，考勤系统设计需要逻辑清晰简洁，功能模块化，拥有参数设置权限，易于体现公司管理理念。

图1 基于人脸识别的企业考勤系统框架

图2 基于人脸识别的企业考勤系统设计结构

1.3 产品建模

基于上述业务需求和用户需求，我们可以初步设计企业考勤系统框架，如图1所示。企业在考勤系统的数据来源部分，系统借助人脸识别技术实现自动签到功能，可以有效确保员工考勤数据来源的准确性，同时做到员工签到过程的无打扰。人力资源部门拥有管理员权限，添加或者删除员工信息，同时通过计算机技术，实现特定员工考勤报表数据导出和可视化，以及整体员工的考勤数据可视化等。管理层则拥有更高权限，能够对整个考勤系统模块和参数进行设置调节。

2 系统设计

为了最终方便数据导出与可视化，企业考勤系统可以考虑采用SpringMVC架构。该架构是典型的教科书式的MVC架构，易于实现，且方便后期开发者进行维护和升级拓展。在该架构上，用户可以在web端直接观看数据所形成的可视化视图，操作简单，屏蔽了复杂技术细节，对使用者较为友好。

SpringMVC由模型层、视图层和控制层组成，模型层又进一步分为业务层和数据访问层。数据访问层根据业务层传递的命令，对从人脸识别模块形成的考勤数据进行操作，包括增删查改。业务层则从控制层接受数据，根据自身规则协调模型层完成业务逻辑操作，返回控制层需要的数据。控制层负责用户交互，根据从视图层获取的用户命令，向模型层索取所需数据。而视图层则主要负责从模型层获取数据，给用户以可视化展示，并将用户请求传递给控制层。当模型层数据发生改变时，视图层相应展示部分也会发生变化，从而确保底层考勤数据与展示数据的准确一致。

通过人脸识别技术，考勤系统可以在对员工没有任何干扰的情况下，获得诸如签到、旷工、早退、迟到、怠工等考勤信息。这些考勤信息实时输出并保存为电子文档，存储在企业专门的数据库中。通过调用数据库中的考勤信息，SpringMVC可以实现实时增删查改、导出以及可视化考勤信息。设计结构如图2所示。

结语：随着企业对低成本高效率的管理系统要求的提高，传统企业考勤系统已经越来越不能满足企业要求。人脸识别技术在无接触无感知、高准确率高速度等方面相比人工方式具有显著优势。利用人脸识别技术，企业可以在不干扰员工的情况下，自动完成考勤系统的底层数据的收集展示和导出，可以较大提高考勤系统效率。本文进行了基于人脸识别技术的企业考勤系统的需求分析，做出系统的大致框架，随后对具体的技术细节进行了设计，给出了设计结构图。随着技术的不断进步，包括人脸识别在内的人工智能技术必将在诸如企业考勤系统等管理系统中起到越来越大的作用。