基于巡查摄像机进行考生身份验证服务的探索

王居儒

摘要：在现行的国家教育考试中，考生的身份认证工作一般通过手持终端、自助式终端。在考前需要进行大量的布置场地、培训老师的工作。基于考场的巡查摄像机采集前端考生图像，通过视频流方式将考生的实时图像传输至后台智能分析设备，并通过人脸识别、人脸比对的后台分析服务来识别图像中的人脸，并与数据库中的考生底库进行比较分析来达到识别考生身份的目的。这种新的方式大大减少了考前规划及大量的培训的工作，是一种值得探索的新的方式。

关键词：身份验证;巡查;智能分析

中图分类号：TP391      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）25-0096-03

随着人工智能技术的在近几年随着硬件水平的高速发展，深度学习和模式识别技术也取得了举世瞩目的进步，其中人脸识别技术发展最为突出，因此也逐步覆盖了社会中的关于身份认证的应用，比如：火车站入口人脸识别、酒店入住登记等。人工智能技术在教育考试特定场景下的应用有其特殊性，考试入场前通过人脸、身份证及指纹的多合一或人脸的单模态识别基本替代了人工验证的手段，大大地减少了老师的工作量及替考的可能。目前考试中使用的产品及应用方式普遍为手持和自助式身份认证终端，考试入场前在待考区前排队验证或在考场里由老师使用终端进行拍照验证。本文提出一种新的身份认证方式，利用原有巡查系统及后台分析技术，这种充分利旧的方式无论从成本和人员配备上都有一定的优势，也是值得探索和研究的方向。

1 现状介绍及人脸识别在教育考试应用

2017年国家教育部考试中心制定并下发了《国家教育考试综合管理平台建设指南》，要求各省结合标准化考点各业务平台建设现状，规划建设国家教育考试综合管理平台，本次身份认证系统是国家教育考试综合管理平台不可或缺的业务系统，也是标准化考点建设的五大系统之一。身份认证系统对提升国家教育考试综合水平、确保国家教育考试安全、公平提供了重要的支撑。考试安全是考试公平公正的重要保证[1]。

考生身份认证系统在近几年也经历了几个发展的阶段，由刚开始的身份证读卡器到后来的身份证和指纹的双重验证，再到后来的身份证、人脸、指纹的多模态组合验证。近两年的考试中人脸识别认证成为主流，这跟身份认证的方案的合理安排和人脸技术的成熟普及是分不开的。

2 目前现行方案介绍

目前大部分的身份认证方案基本分为考试报名采集、考试入场验证、数据汇总分析。其中考生入场采用自助式和手持式，自助式为无人值守，考生自助完成刷身份证，人脸和指纹识别，同时可联动闸机。手持式一般放置考场由监考老师辅助完成考生认证。整个系统使用包括了考生报名、数据采集、考务安排、数据包分发、考生入场等流程。同时考虑到工作流程的需要，考生入场验证时，可以采用考生自助式身份认证与监考老师机动验证相结合的模式，将考生验证设备放置在教室门口或考生出入通道旁，考生进入考场时自主进行身份认证;在考生就座后，老师再次核对考生信息时对可疑考生可通过手持设备进行再次验证。具体介绍考生报名、考生入场验证、考生数据汇总分析的方案。

2.1 考生报名

考生需通过报名系统进行个人基本信息的填报，以及需要现场采集照片、指纹。这样考生信息和人脸就完成了关联。同时根据编排系统生成考生数据包，通过身份认证系统下发至身份认证终端，分发至终端的数据目前分为全部数据下发或者按考场分发。一般情况是在市考试院部署考生身份认证平台（含采集功能）应用服务器和市级考生身份认证平台中心数据库服务器（用于存储采集的考生身份信息），须在现场确认点部署考生身份信息采集终端。采集终端与考生身份认证平台之间通过专网/互联网连接。

2.2 考生入场验证

考试前考生入场时间为30分钟，这就要求额外添加的新的技术和方案不能影响和拖延考试开始时间，使用身份认证系统的区域能按照自己的实际情况安排制定合理、合规的使用方案和规定。考生入场时需要对考生身份信息、包括指纹、人脸等生物特征数据进行采集与报名信息进行比对和验证，确定考生身份的合法性。身份认证子系统部署如图2。

考点根据实际情况部署方便移动身份认证终端和立式自助式终端。同时终端设备采集的验证信息可实时同步或考后集中汇总至身份认证平台。考点平台按规则同步至区县平台，区县到省市均为级联上传同步。

2.3 数据上报

目前市场上的设备数据上报可以分为实时上传验证结果、考后统一上传及离线拷贝等方式。这是根据实际使用环境所决定的，在考场内使用的移动终端，可能会因为无线屏蔽开启造成的网络原因，在上传数据时只能采用离线或者考后在网络允许的条件下统一上传至中心。基于目前的技术情况，身份认证还是存在误判，这是因为生物识别技术存在一定的错误率，因此造成的验证结果异常，须考虑对认证结果数据做修正。

3 基于巡查的身份认证方法的构想

目前的身份認证方案基本是基于上述描述的情况，考点需要采购立式和手持移动终端，因而需要重新采购。在使用方面监考老师是由考务机构进行编排分配，这就意味着面临着接受新鲜事物的能力不同的监考老师的培训工作，同时也增加了老师的工作压力及出错的可能性。由于基于巡查摄像机的身份认证方案，监考老师几乎没有操作任务，只需按规定引导考生进行认证即可，因此无论从预算和人力成本来说基于巡查的身份认证方案具有一定的可执行性和优势。

3.1 系统架构

基于巡查的身份认证方案由采集系统、巡查与后端分析系统、身份认证平台系统。其中巡查与后端分析系统的架构图如图3。

整体方案有考场和后端服务两部分构成，接下来进行详细的介绍。

3.2 考场端身份认证的方式及认证结果展示设计

目前随着人脸识别技术的跨越式发展，以及图像采集设备成本日渐降低，拓展了人脸识别技术的使用空间，人脸识别的市场份额逐渐增加，已经成为当下火热的成熟技术方案。在安防领域人脸识别可以对被人员进行远距离隐蔽操作，这在智能安防和平安城市领域有着重要的应用价值[2]。由安防的无感知人脸识别方案获得启发，在考场内利用原有巡查摄像头在有引导下进行身份认证会更能保证准确率。身份认证流程设计如图4。