基于混合式人臉識別的高校新生報到管理研究＊

劉仕華

(滇西科技師范學院，云南 臨滄 677000)

0 引言

當今人臉識別技術正迅速發展，人臉識別技術在人們的生活中已經廣泛被接受。近年出現的基于人臉識別功能的高校新生報到系統大多基于單一式的人臉識別，即通過對新生現場采集的照片和錄取照片進人臉行識別比對，得到人臉識別比對相似度，通過相似度判斷是否為其本人。這種單一式的人臉識別有著部分缺陷，如部分錄取新生無錄取照片；錄取照片質量差導致無法進行人臉識別比對；單一的人臉識別比對通過并不能完全確保為其本人等。

我國二代身份證已經在全國普遍使用，通過身份證閱讀器可以方便的將身份證中的姓名、身份證號、人像照片等電子信息提取出來。

為減少學校相關部門對新生資格審查的工作量，緩解新生現場報到壓力，提高新生資格審查的工作效率和準確性，我們需要從技術手段方面來應對新生頂替入學情況的發生，因此研究基于錄取照片、身份證中的照片和現場采集的照片三者混合式人臉識別的高校新生報到管理功能具有重要意義。

1 使用的主要技術

1.1 條形碼掃描技術

條形碼是將寬度不等的多個黑條和白條，按照一定的編碼規則順序來排列，用來表達一組信息的圖形標識符，在很多領域都得到廣泛的應用。

同時，條形碼技術是在計算機發展和應用過程中產生和發展起來的自動識別的技術。識別過程主要分為讀取、識別和傳送三個過程，讀取條形碼的裝置稱作掃碼器。

1.2 身份證閱讀器技術

第二代居民身份證采用非接觸式IC 卡技術，技術含量高，同時具有視讀和機讀兩種功能。身份證閱讀器，是第二代身份證閱讀和核驗的專用設備，配備了公安部授權的專用身份證安全控制模（SAM），可以用來判斷身份證的真偽，也可以將身份證芯片中的姓名、身份證號、人像照片等電子信息讀取出來。

1.3 虹軟ArcSoft Face技術

虹軟ArcSoft Face 人臉識別技術是可供開發人員離線、免費調用的人臉識別、比對處理的SDK，它具有人臉對比、人證比對、活體檢測等功能，同時，可供Java、C++、C#等多種編程語言調用。

2 功能設計與實現

2.1 混合式人臉識別報到管理流程設計

混合式人臉識別報到管理的流程：①輸入準考證號；②混合式人臉識別；③更改報到狀態；④顯示相應照片；④顯示人臉識別相似度。具體流程如圖1所示。

圖1 混合式人臉識別報到管理流程圖

2.2 功能實現

在報到管理窗口中，根據新生實際情況，選擇相應需要報到的學生層次，勾選相應人臉識別功能選項（系統默認使用混合式人臉識別），然后使用掃描器掃描學生錄取通知書上的條形碼，條形碼所代表的準考證號就自動輸入到報到管理界面的準考證號輸入域中，系統會自動根據選擇的人臉識別選項進行拍照及提取身份證中的信息傳遞到后臺進行混合式人臉識別比對，如比對成功，系統將對報到學生進行狀態修改，并返回該生的相關照片和人臉識別相似度到報到管理界面進行顯示，如果人臉識別或報到失敗則會彈出提示框提示失敗原因，最終可根據失敗原因進行調整。

2.2.1 準考證號管理

在報到管理窗口中，可以通過條形碼掃描器掃描報到新生錄取通知書中的準考證號條形碼，新生準考證號就會自動填充到準考證號輸入框中。除此之外，為防止錄取通知書中的條形碼不能被掃描器識別，可以在準考證號輸入框中手動輸入準考證號。

2.2.2 層次管理

主要用于對不同新生層次的報到操作，可根據實際情況進行配置，如本科、?？?、預科、五年制專科等。

2.2.3 狀態管理

報到狀態默認均為“已報到”，如有特殊情況，可根據實際情況配置。如：報到新生缺少相應的入學材料，可改為“已報到，缺報到材料”，方便后期通知和統計。

2.2.4 身份證信息提取管理

本功能模塊主要使用了IDR210 身份證閱讀器對身份證中的信息進行提取，由于報到管理功能使用了B/S 模式，在調用IDR210 身份證閱讀器時，需要先安裝與該身份證閱讀器配套的瀏覽器插件，并使用360瀏覽器的極速模式才能調用身份證閱讀器提取身份證中的相關信息。

為了直觀的查看報到新生的身份證信息是否提取成功，身份證信息提取成功后，身份證中的姓名、身份證號、人像圖片將會顯示到相應的區域。

首先，在html 文件中需要引入身份證閱讀器瀏覽器讀取插件，代碼如下：

通過身份證閱讀器獲取到身份證中的姓名、身份證和人像照片后，即可將信息直接在相應區域顯示。

2.2.5 人臉識別管理

高校的錄取新生中可能有部分新生無錄取照片或部分新生照片質量不高，無法提取人臉識別所需的特征值，導致無法進行混合式人臉識別，可根據實際情況在報到管理窗口中取消相應的人臉識別功能。

勾選該功能后系統會調用攝像頭進行拍照，并將拍照的照片傳遞到服務器存儲，然后與學生的錄取照片進行人臉識別比對，得到人臉識別相似度，同時將人臉識別的相似度和拍照照片保存，方便后期核查。

勾選該功能后后系統會調用身份證閱讀器讀取身份證中的姓名、身份證號和照片及調用攝像頭進行拍照，并將提取的身份證信息和拍照的照片傳遞到服務器存儲，然后根據身份證中的姓名和身份證與錄取數據中的姓名和身份證比對，判斷是否錄取了該生，如信息比對成功，再將身份證中提取的照片與學生的拍照照片進行人臉識別比對，得到人臉識別比對相似度，同時將人臉識別的相似度和拍照照片保存，方便后期核查。

首先，需要檢查照片中人臉是否符合比對要求，主要通過虹軟SDK 中的人臉檢測函數detectFaces 實現，并返回檢測到的人臉信息列表，核心代碼如下：

其次，如果檢測到人臉后，即可進行人臉識別比對，人臉識別比對的核心代碼如下：

通過上述代碼即可獲取到二個人像的人臉識別比對相似度，通過比對結果相似度與自定義的相似度（一般為0.8）比較，大于相應閾值即可判定是否為同一個人。

2.2.6 報到管理

當拍照照片與錄取系統中的新生照片人臉識別相似度和拍照照片與新生身份證中的照片人臉識別相似度分別均大于相對應的閾值后，即可認定該生為本人，報到成功，則修改該生的報到狀態為已報到。

2.2.7 照片顯示管理

報到管理界面中含四個圖像顯示區域，分別為錄取照片、身份證人像照片、攝像頭實時照片、攝像頭拍照照片。不管報到成功與否，系統均會返回錄取照片和身份證人像照片到相應區域顯示。

2.2.8 相似度管理

為直觀的顯示新生的人臉識別相似度，方便人工核查，勾選人臉識別功能后，不管報到成功與否，系統都會顯示人臉識別相似度?；旌鲜饺四樧R別比對失敗的新生，可通過查看照片的拍攝質量，調整拍照照片的角度來調整人臉識別相似度，還可以用人工來核驗新生是否為其本人。

混合式人臉識別報到管理應用界面如圖2所示。

圖2 混合式人臉識別報到管理應用界面

3 功能應用成效

基于混合式人臉識別技術的高校新生報到管理功能開發完成后，在某本科高校2021級新生報到過程中進行了應用，該校共計報到了4663名新生?；旌鲜饺四樧R別成功的有4412人，占比為94.62%；余下251名混合式人臉識別比對失敗的新生中，124 名新生有錄取照片，127名新生無錄取照片。有錄取照片的124名新生中，拍照照片與身份證照片比對成功100名，經排查，拍照照片與錄取照片比對失敗原因大多為專升本新生，這部分新生在專升本報名時對報名照片進行了美化。無錄取照片的127 名新生中，拍照照片與身份證照片比對成功45名，經排查，無錄取照片的這部分新生均為初中起點五年制?？妻D段學生，拍照照片與身份證照片比對失敗多的原因主要是這部分新生近幾年樣貌變化大。經過實際應用，結果表明，混合式人臉識別報到管理各功能模塊運行正常，具有較好的人臉識別精確度和可靠性。

4 結束語

通過整合使用條形碼掃描技術、身份證閱讀器技術、虹軟ArcSoft Face人臉識別等技術，研究實現了基于混合式人臉識別的高校新生報到管理功能，大幅度提高了新生報到資格審查環節的效率，進一步從技術手段上預防錄取新生被冒名頂替上學的風險，為高校后期各項工作的開展節省了大量時間。