基于Face＋＋課堂人臉搜索系統的設計與實現

邵田 吳海燕 馬窕梅 羅琴

摘? ?要：目前的課堂考勤存在著耗時耗力、無法真實有效地反映學生上課情況等問題，基于此，文章設計并實現了基于Face++課堂人臉搜索系統，該系統利用建立學生信息庫和課程信息庫，在現有的面部中找到一個或多個與目標面部最相似的面部，并返回該閾值并返回該閾值和相應的置信度分數。經反復實驗下，該系統具有準確率高、檢測速度快的特點。

關鍵詞：課堂考勤;Face++;人臉搜索

課堂考勤是校園課堂管理中必不可少的一部分，它可以實時監督學生的上課狀況，優化班風，確保教學質量。通過調查問卷、采訪學生等方式了解普遍的考勤方式有通過教師或班干點名、學習通APP網上簽到、不定期抽查等。然而，這些考勤的方式不僅效率低，而且不能實時檢測到學生是否遲到、早退、曠課及代課等現象，也不能真實地反映學生的上課狀況[1]。近年來，Face++人臉識別技術緊跟時代腳步，不斷完善服務接口和優化產品技術，該系統具有識別準確率高、上傳速度快和服務可靠性高等優點，為實現便捷的課堂考勤系統開辟了康莊大道，因此，本文設計并實現了課堂人臉搜索系統。

1? ? Face++簡介

Face++是北京廣視科技有限公司推出的面向開發者的人工智能開放平臺[2]，后來稱為“寬視圖技術”，為用戶打開了領先的、基于深度學習的計算機視覺技術大門，構建出城市級智能物聯網系統。曠世科技研究出的人臉識別技術、圖像識別技術、智能產品等應用在各個領域，擁有上千家核心客戶，其中，就有阿里巴巴、富士康、聯想等優秀企業。

Face++含有許多人性化的技術體驗。（1）提供云端表述性狀態轉移（Representational State Transfer，REST）應用程序編程接口（Application Programming Interface，API）本地API，提供定制化和企業級的視覺服務。強大的功能應用只需采用簡單的操作步驟即可實現，這樣用戶就可以簡易地通過云端認證后，選擇所需要和感興趣的方面，便能進行體感交互，社交娛樂分享等各式各樣的應用，讓用戶輕松地掌握世界前端的人臉分析技術，以此激發用戶創新思維應用到各自所需要的環境。（2）支持存儲檢測到的人臉元數據，便于日后使用，減少無用的重復操作，進一步節省花費。

優化之后的Face++具有以下優勢。（1）算法升級，API和SDK在檢測更準、更快、更穩。（2）更多的服務接口，在人臉識別基礎上，提供更多的識別能力，幫助用戶解決更多問題。（3）服務狀態透明，讓用戶實時監控服務質量與狀態。（4）升級后，免費服務仍然可用，開發人員可以隨心所欲地調用各種開放功能。搜索api-，在現有面板中找到一個或多個與目標面最相似的面，并返回閾值，即1∶N人臉搜索。當使用圖像搜索時，將選擇圖片中檢測到的最大人臉。

該平臺具有適應性強、準確快速、不限制人臉數量的優質特點，在實際場景中優化算法，無論放在哪個設備上都能實現功能應用，輕松實現數億張人臉的快速檢索，真正地實現了互聯網人臉搜索引擎，廣泛地應用于社交搜索、逃亡跟蹤等場景中[3]。

1? ? 系統設計與實現

2.1? 系統框架

整個系統分為兩大模塊：采集模塊和檢測模塊。其中，采集模塊的功能為：采集專業信息（專業名稱、班級名稱），采集班級信息（班級名稱、總人數、缺曠人員、缺曠課程）、采集學生的信息（頭像、學號、姓名、班級名稱、專業名稱、課程等），建立專業信息庫、班級信息庫、學生信息庫。檢測模塊則是實現班級考勤功能，調用Face++search API，上傳課堂照片分析出人臉信息，與學生信息庫中的頭像做比對，找出缺曠人員。

2.2? 采集模板

采集模板的實現建立在該班級的學生信息（學號、課程、課程代碼、照片）和課程信息（新建、刪除、修改）基礎上的。所采集的學生信息一份保存在本地數據庫里，一份上傳至Face++服務器進行存儲。

2.3? 檢測模塊

檢測模塊的工作流程為：首先，點擊主界面的測試按鈕，實時拍攝該課程學生課堂照;其次，調用接口Search API，用于面部搜索的傳入圖片或Face_Token;最后，將檢測出的人臉與學生信息庫中的頭像做對比，如果未檢測出該學生人臉，則標為缺曠，將信息返回到班級信息庫中的缺曠人員及缺曠課程。檢測模塊設計如圖1所示。

檢測模塊關鍵代碼如下。

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”

檢測結果如圖2所示。

3? ? 實現主要步驟

（1）進入平臺，注冊或登錄界面。

（2）分為兩種用戶：管理員和普通用戶。管理員實現人臉采集和信息采集，普通用戶則只能上傳圖片進行驗證。系統可通過輸入的賬號信息進行判斷，進入相應界面。

（3）檢測結果可實時上傳至系統歷史中，以便查找[4]。

4? ? 結語

從測試結果來看，在網絡良好的情況下，即使在不同的光線、拍攝角度和的反復試驗下，Face++課堂人臉搜索系統都能有效、迅速地識別出多張人臉，并與目標人臉進行一對多的比對，從而得出識別結果，并且識別出的結果與預想結果出入不大。實驗結果證明，本系統在課堂考勤方面具有穩定性高、識別率高、上傳速度快的優點。而且該系統能夠應對不同的用戶需求，提供個性化服務體驗。

人臉識別已廣泛應用于安全[5]、金融、電子政務等領域。如罪案調查、安保、識別使用假身份證的人以及出入控制之中。它保護了人們的安全，為人們帶來了更方便、快捷的生活。隨著素質教育的普及，人臉識別算法的不斷優化，這項技術將慢慢走進人們的生活。

[參考文獻]

[1]李彤，曹衛群，劉晶晶，等.基于人臉認知模式的相似臉搜索[J].中國圖形圖像學報，2016（10）：10-21.

[2]牟玉榮，朱麗，王平，等.大數據在學生管理工作中的應用—以伊犁師范學院為例[J].中國科技信息，2016（9）：9-11.

[3]陳明遜.人臉識別學生管理系統的設計[J].電子世界，2018（20）：20-21.

[4]王翀.淺議大學課堂“點名考勤”的新方法.[J] 科教導刊，2018（7）：7-9.

[5]肖樹喬.人臉識別和搜索技術[J].現代世界警察，2018（5）：5-8.