季敏霞

摘要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧校園構(gòu)建越來越成熟，人臉識別技術(shù)廣泛應(yīng)用于學(xué)校管理的各個方面。其中教學(xué)考勤管理、宿舍管理、圖書館管理、實驗室管理、考試管理、校園安全管理是高校管理的重點。運用先進(jìn)的智能識別系統(tǒng)，大大提高了管理老師的工作效率，提升學(xué)校的智能化管理水平。本文將從人臉識別技術(shù)的原理出發(fā)，分析人工智能在高校管理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人臉識別技術(shù);高校管理;智能化

中圖分類號：G647;TP391.41 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）32-0089-02

1 引言

人工智能是計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的衍生，生物識別技術(shù)通過計算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性，如指紋、五官、虹膜等結(jié)合行為特征，如筆跡、聲音、步態(tài)等來進(jìn)行個人身份的鑒定。生物識別技術(shù)以其高效性、唯一性、安全性、穩(wěn)定性等特點逐步在人們的生產(chǎn)生活中使用，它們包括指紋識別、眼紋識別、虹膜識別、視網(wǎng)膜識別、聲紋識別、人臉識別、筆記識別、手血管識別等。其中人臉識別技術(shù)是運用動態(tài)攝像采集人的面部特征信息進(jìn)行身份識別的生物識別方法，目前已廣泛應(yīng)用于手機(jī)解鎖、軟件下載與登錄、支付驗證等。而高校作為信息化教育的主體，運用先進(jìn)的人臉識別技術(shù)，在學(xué)校教學(xué)管理、學(xué)生管理、安全保障方面起到積極作用。

2 人臉識別技術(shù)原理

2.1 基本原理

首次使用人臉識別時，需要錄入面部信息，而錄入信息時所處的環(huán)境千差萬別，存在光線強(qiáng)弱、圖像噪點多等問題。攝像頭采集到面部信息之后，需要對圖像進(jìn)行處理，完成后對面部特征信息進(jìn)行提取，比如面部各器官之間的距離、器官的幾何形狀、人臉深度信息等，這些都可以被提取為特征信息。提取完面部特征信息之后，這些特征信息就會被儲存下來。識別過程中，把識別到的面部特征信息，和第一次錄入的面部特征信息進(jìn)行比對，只要能對上絕大多數(shù)的特征信息，就可以通過系統(tǒng)自動識別。提取特征信息的過程類似于設(shè)置密碼，密碼包含的信息越多安全性越高。

人臉識別比較常用的識別方法有以下幾種：

（1）幾何識別法：利用人臉器官的幾何數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷，對環(huán)境要求不高，但容易受到人體表情動作影響。

（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別法：對人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模擬，將神經(jīng)元素轉(zhuǎn)化成計算機(jī)編碼。

（3）3D人臉識別法：相對于2D人臉識別，3D人臉識別技術(shù)更安全，獲取人臉深度信息尤為重要。

從技術(shù)層面來說，獲取人臉深度信息的技術(shù)主要有三種：

（1）ToF（飛行實踐技術(shù)）：傳感器發(fā)射出紅外光，再從物體表面反射回傳感器，傳感器通過發(fā)射和反射光之間的相位差換算出深度信息。

（2）雙目測距技術(shù)：與人眼類似，用兩個攝像頭進(jìn)行拍攝，得到兩個不一樣的平面圖像，把兩張圖像上相同的特征點標(biāo)注出來，再基于三角測量原理計算出深度信息。雙目測距的難點在于，要準(zhǔn)確地標(biāo)出兩幅圖像的共同特征點來。

（3）3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)：利用一個點陣投影器和一個紅外攝像頭，點陣投影器投影光點到人體面部，紅外攝像頭找到投影到面部的光點，用三角測量的原理計算出各個光點的深度信息。

2.2 人臉識別技術(shù)的優(yōu)點

比較常用的生物識別方法主要有指紋識別、虹膜識別和人臉識別。人臉識別技術(shù)與其他識別技術(shù)相比較具有偽造難度大、投資成本低、采集便利、安全可靠、可行性高等優(yōu)點。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）非接觸性：目標(biāo)對象不需要與設(shè)備進(jìn)行接觸即可完成采集，被采集對象無感知，采集方法十分便捷。

（2）精確性：人臉識別系統(tǒng)具有自我學(xué)習(xí)能力，可實時將采集的圖像和系統(tǒng)內(nèi)圖像進(jìn)行比對，當(dāng)人臉特征信息發(fā)生改變時，系統(tǒng)將動態(tài)更新人臉數(shù)據(jù)，隨著數(shù)據(jù)庫規(guī)模的擴(kuò)大，識別率不斷提高。

（3）并發(fā)性：當(dāng)同一區(qū)域出現(xiàn)多個采集目標(biāo)可同時記錄采集信息。

（4）擴(kuò)展性：只需要常規(guī)監(jiān)控攝像頭和計算機(jī)輔助就可以實現(xiàn)信息采集，成本低，節(jié)約人力財力，并可與其他平臺數(shù)據(jù)進(jìn)行對接，實用性較強(qiáng)。

3 人臉識別技術(shù)在高校管理中的應(yīng)用

學(xué)生入學(xué)后，首先完成個人信息錄入，具體流程如下：被錄入學(xué)生通過攝像頭檢測裝置檢測，收集人臉圖像及特征信息，將采集的數(shù)據(jù)上傳到云端。隨后，根據(jù)灰度、光線替補、對比度增強(qiáng)等技術(shù)手段對人臉信息進(jìn)行數(shù)字化處理，處理完成后生成人臉特征碼進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的存儲，每一位學(xué)生具有辨識唯一性。與此同時，人臉識別系統(tǒng)將學(xué)生面部影像信息上傳至學(xué)生信息管理系統(tǒng)，完成信息采集。它將與教學(xué)管理系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)、圖書館管理系統(tǒng)、實驗室管理系統(tǒng)、考試管理系統(tǒng)、校園安全監(jiān)控系統(tǒng)等對接，優(yōu)化校園管理模式，提升學(xué)校的智能化管理水平，具有精度高、操作簡單、成本低等優(yōu)點，管理形式更科學(xué)。

3.1 在教學(xué)考勤管理中的應(yīng)用

高校采取的是開放式教學(xué)管理，學(xué)生上課地點不固定、采用合班課、選修課、分層次教學(xué)、教學(xué)班與行政班相結(jié)合的教學(xué)管理模式，對學(xué)生的自律性要求比較高，遲到、曠課、替課現(xiàn)象比較多，而任課老師要從有限的課堂時間內(nèi)完成全部學(xué)生的點名，大大降低了授課效率。采用先進(jìn)的人臉識別系統(tǒng)，在學(xué)生進(jìn)入教室前與學(xué)生身份信息進(jìn)行校對，節(jié)約了任課老師和班級學(xué)生的時間，并與數(shù)據(jù)庫中每位學(xué)生的班級信息、課務(wù)安排時間、地點信息進(jìn)行匹配，若匹配不通過，系統(tǒng)將顯示錯誤信息，防止學(xué)生走錯教室。與此同時，系統(tǒng)還將缺勤、遲到學(xué)生的身份信息反饋給教學(xué)管理系統(tǒng)，任課老師可登錄自己的個人賬號實時查看學(xué)生出勤情況。

3.2 在宿舍管理中的應(yīng)用

宿舍是學(xué)生休息的重要場所，是學(xué)生生活的基本保障，其安全性至關(guān)重要。宿舍公寓樓人員出入復(fù)雜，存在丟失物品、無關(guān)人員出入混亂、學(xué)生晚歸、宿舍管理員對學(xué)生管理難等問題。隨著高校學(xué)生數(shù)量的增加，宿舍管理難度不斷加大，傳統(tǒng)的宿舍管理模式存在很多不足之處。因此，可在現(xiàn)有宿舍管理系統(tǒng)中引入人臉識別門禁系統(tǒng)，對學(xué)生進(jìn)入宿舍時進(jìn)行身份辨識與自動登記，精確到回宿舍的時間、樓宇門牌號，審核通過后方可進(jìn)入公寓樓，可有效阻止陌生人的進(jìn)入。先進(jìn)的智能管理系統(tǒng)，可大大減少宿舍管理人員的工作量，提高管理效率，保障宿舍安全，有效避免安全隱患的發(fā)生。

3.3 在圖書館管理中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的高校圖書館借閱往往通過校園一卡通的形式進(jìn)行管理，與人臉識別技術(shù)相比，持卡人與證件持有者不能做到絕對統(tǒng)一，仍然需要采用人工核對持卡人信息的方法進(jìn)行識別，存在卡片容易丟失，人為盜用借書證等問題，存在管理漏洞。而采用先進(jìn)的人臉識別系統(tǒng)與高校圖書借閱管理系統(tǒng)相結(jié)合，跟蹤圖書館內(nèi)人員流動信息，大大提高了圖書借閱管理的人性化、智能化。借閱者在圖書借閱時，攝像頭將對借閱者進(jìn)行面部拍攝，并將人臉特征信息上傳至圖書借閱管理系統(tǒng)鎖定用戶身份信息，通過對用戶借閱歷史記錄以及借還誠信情況的審核，判斷該用戶是否存在已借閱圖書超期未還、借閱圖書期刊數(shù)量是否飽和等問題，對用戶權(quán)限進(jìn)行自動判斷，若審核通過，則允許用戶借閱，管理更嚴(yán)謹(jǐn)。

3.4 在實驗室管理中的應(yīng)用

實驗教學(xué)作為理論教學(xué)的輔助教學(xué)模式，理實一體化已成為高校教學(xué)管理的重要一部分，課堂教學(xué)不能滿足學(xué)生的需求，實驗室對校內(nèi)學(xué)生的開放式管理成為教學(xué)手段的補充和發(fā)展趨勢。而實驗室環(huán)境要求較高，設(shè)備財產(chǎn)價值昂貴，傳統(tǒng)的管理模式下，學(xué)生需要課外通過人工申請的方式參與實驗。以整班申請為例，實驗室管理人員只能記錄申請者所屬的班級以及大概人數(shù)，往往與實際進(jìn)入實驗室的學(xué)生數(shù)量及人員情況存在偏差，有可能申請后沒有全部參與實驗項目或進(jìn)入非本班級學(xué)生，學(xué)生對自己的行為起不到約束限制，造成管理混亂。一旦造成設(shè)備損壞和財產(chǎn)損失很難找到責(zé)任人，管理難度大，實驗室利用率也不能很好地體現(xiàn)。為了應(yīng)對可能出現(xiàn)的問題，學(xué)生可通過網(wǎng)上預(yù)約提出臨時申請，實驗室管理員收到后臺申請后，根據(jù)實訓(xùn)要求和實驗室使用具體情況進(jìn)行實訓(xùn)場所安排，申請者身份信息及申請審核情況記錄在實驗室管理系統(tǒng)內(nèi)，并反饋給學(xué)生。學(xué)生按照規(guī)定的時間地點，通過人臉識別設(shè)備進(jìn)入實訓(xùn)室，完成實訓(xùn)任務(wù)。

3.5 在考試管理中的應(yīng)用

高等學(xué)校的各類考試是學(xué)校教學(xué)以外最重要的環(huán)節(jié)，包括全國計算機(jī)等級考試、英語四六級考試、各類專業(yè)技能認(rèn)證考試、普通話水平測試，同時還承擔(dān)著普通高等學(xué)校對口單招技能考試、校外各類培訓(xùn)比賽、政府舉辦的公務(wù)員錄用考試、國家司法考試等，種類多、涉及面廣。監(jiān)考老師需要反復(fù)核對考生證件信息，但仍無法保證沒有漏洞。將人臉識別系統(tǒng)加入考試管理系統(tǒng)中，可以有效地阻止替考現(xiàn)象。這項技術(shù)對于本?？忌鄬唵危恍枰忌谶M(jìn)入考場前通過攝像頭抓拍技術(shù)與學(xué)生庫中照片特征比對正確、考場信息校驗無誤即可進(jìn)入考場;對于校外考生，則需要提前上傳考生個人身份信息照片，進(jìn)行系統(tǒng)注冊入庫，考生進(jìn)入考場前通過動態(tài)比對驗證考生身份，并自動篩選出缺考考生信息，使考試順利完成。

3.6 在校園安全管理中的應(yīng)用

校園安全是高校管理中的重點關(guān)注問題。涉及全體師生及校內(nèi)所有工作人員的生命財產(chǎn)安全保障問題。保衛(wèi)部門可將校園安全監(jiān)控系統(tǒng)與人臉自動識別系統(tǒng)相結(jié)合，在校園重要出入口、財務(wù)室、保密室等重要場所安裝人臉識別設(shè)備，可將公安部門通緝犯面部圖像及曾經(jīng)對本校師生人身安全構(gòu)成威脅的校外人員的特征信息錄入到校園監(jiān)控系統(tǒng)中，通過不間斷地比對，一旦有可疑人員進(jìn)入校園，系統(tǒng)將自動報警，第一時間排除安全隱患，避免安全事件的發(fā)生。

4 結(jié)束語

人臉識別技術(shù)相較于優(yōu)點，也有自身的不足，主要體現(xiàn)在容易受環(huán)境光線的亮度、采集對象的妝容、眼鏡佩戴、衣服領(lǐng)子、帽子、口罩等配飾的干擾，增加識別難度，降低識別準(zhǔn)確性，但隨著生物識別技術(shù)和計算機(jī)輔助技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問題將最終得以解決。隨著校園信息化、智能化管理模式的完善，人臉識別技術(shù)的運用將越來越普及，并廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活中。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊右森.人臉識別技術(shù)在高校管理中的應(yīng)用研究[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2019，1（30）：18-19. （下轉(zhuǎn)第93頁）

（上接第90頁）

[2] 王龍.人臉識別技術(shù)在高校管理中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2020（17）：102-103.

[3] 羅莎，黃麗娟，祝小玲.人臉識別系統(tǒng)在高校宿舍管理中的應(yīng)用分析[J].中國設(shè)備工程，2020（23）：28-29.

[4] 段輝.淺析人臉識別技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用[J].河北農(nóng)機(jī)，2020（8）：50.

[5] 關(guān)德君.人臉識別技術(shù)在考試系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2020，16（20）：179-180.

[6] 黃楊.人臉識別技術(shù)在大學(xué)校園安全管理工作中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2019，26（8）：213，215.

【通聯(lián)編輯：李雅琪】