霍 妍，李長(zhǎng)明

(1.吉林警察學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130117;2.東北師范大學(xué)信息與軟件工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130117)

基于人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

霍 妍1，李長(zhǎng)明2

(1.吉林警察學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130117;2.東北師范大學(xué)信息與軟件工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130117)

該文針對(duì)當(dāng)前考勤方式存在代打卡、不能及時(shí)統(tǒng)計(jì)考勤數(shù)據(jù)和考勤參數(shù)設(shè)置不夠靈活等問題開展研究.基于人臉識(shí)別技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套完整B/S架構(gòu)人臉識(shí)別考勤系統(tǒng).研究表明，基于人臉識(shí)別的考勤系統(tǒng)具有更高的效率和實(shí)用性，充分滿足了目前考勤業(yè)務(wù)的需求.

人臉識(shí)別;網(wǎng)絡(luò)考勤;圖像采集

現(xiàn)有考勤方式主要為脫機(jī)打卡和指紋識(shí)別，考勤卡主要為磁卡式.磁卡隨身攜帶不方便，易遺失，而指紋識(shí)別中如出現(xiàn)指紋破損或指紋打卡方法不正確則不能識(shí)別.前者可替代打卡，后者雖避免了替代，但是數(shù)據(jù)可人為修改，二者都不能很好地解決舞弊現(xiàn)象.因此，已難以滿足現(xiàn)代企業(yè)管理的要求.

人臉作為一種生物特征，具有唯一性和不變性，可用于人的身份識(shí)別.隨著人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，建立在人臉識(shí)別基礎(chǔ)上的考勤系統(tǒng)已日漸成熟，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，但其也存在著不足，如系統(tǒng)通用性不好，功能有所欠缺.為此，基于嵌入式人臉識(shí)別，設(shè)計(jì)了一套高效、安全、可擴(kuò)充性人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)，能適應(yīng)各種企業(yè)考勤管理制度及安全門禁出入.該系統(tǒng)除滿足一般考勤和門禁外，還能實(shí)現(xiàn)靈活的排班管理、請(qǐng)假管理、統(tǒng)計(jì)功能、人員管理等.能方便地完成考勤的復(fù)雜設(shè)置，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以報(bào)表形式展現(xiàn)，考勤數(shù)據(jù)可按照財(cái)務(wù)軟件需求，直接生成可用文件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化辦公.

1 人臉識(shí)別技術(shù)原理

人臉識(shí)別技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)分析人臉圖像，檢測(cè)圖像的頻域空間滑動(dòng)檢測(cè)圖像塊，判別是否是人臉區(qū)域，提取有效的特征信息，用來(lái)識(shí)別人身份的一種技術(shù)［1－3］.人臉外觀特征受人的姿態(tài)、表情、飾物、光照等影響較大，如何提取人臉特征一直是人臉識(shí)別領(lǐng)域最為重要的課題［4－5］.基本流程如圖1所示，人臉注冊(cè)流程:①利用攝像采集設(shè)備注冊(cè)人像;②利用人臉檢測(cè)技術(shù)從圖像中定位并分割出人臉局部圖像;③特征提取技術(shù)提取能夠表征人臉圖像的數(shù)據(jù)量，形成特征存至特征數(shù)據(jù)庫(kù).人臉識(shí)別流程:①對(duì)圖像中的人臉定位、圖像處理;②特征提取與選擇;③對(duì)圖像進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別，返回識(shí)別結(jié)果.

圖1 人臉注冊(cè)與識(shí)別過程

人臉識(shí)別關(guān)鍵技術(shù):人臉檢測(cè)、特征提取、特征對(duì)比，同時(shí)也是人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理.

2 人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

考勤系統(tǒng)利用現(xiàn)有的局域網(wǎng)絡(luò)和公網(wǎng)，將人臉識(shí)別考勤機(jī)終端連接成網(wǎng)絡(luò).

考勤系統(tǒng)分為考勤應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、人臉特征數(shù)據(jù)庫(kù)、人臉考勤機(jī)終端.圖2給出了人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖.

圖2 考勤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)人臉識(shí)別終端支持TCP/IP通信方式，考勤系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)從人臉特征數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，終端的考勤記錄通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳至考勤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)異地網(wǎng)絡(luò)考勤.

考勤系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括兩部分，一是主要用于人臉采集監(jiān)聽服務(wù)軟件為C/S架構(gòu)，開發(fā)語(yǔ)言為C#;二是主要用于數(shù)據(jù)展現(xiàn)及考勤規(guī)則管理的B/S客戶端程序，采用JAVA開發(fā)語(yǔ)言.主要運(yùn)行兩個(gè)程序:圖像采集程序和考勤管理程序.

人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)分為3層架構(gòu):表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、系統(tǒng)交互層，見圖3.表現(xiàn)層提供統(tǒng)一的圖形用戶界面，實(shí)現(xiàn)與用戶交互，從業(yè)務(wù)邏輯層獲取記錄顯示給用戶.

圖3 人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)3層架構(gòu)

業(yè)務(wù)邏輯層是實(shí)現(xiàn)考勤系統(tǒng)所提供業(yè)務(wù)的關(guān)鍵，對(duì)表現(xiàn)層傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后調(diào)用系統(tǒng)交互層，或?qū)⑾到y(tǒng)交互層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后傳給表現(xiàn)層，最終實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能.

系統(tǒng)交互層用于提供數(shù)據(jù)庫(kù)接口為業(yè)務(wù)邏輯層提供訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的接口;考勤機(jī)接口為業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)交換的接口;有效提高了考勤系統(tǒng)的可維護(hù)性，使其更容易擴(kuò)展，提高性能.

2.3 圖像采集程序的實(shí)現(xiàn)

人臉識(shí)別技術(shù)是基于人的臉部特征進(jìn)行身份識(shí)別的一種生物識(shí)別技術(shù)，首先對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，提取人臉的特征值，進(jìn)行人臉比對(duì)識(shí)別，對(duì)比判斷人臉圖像是否存在，從而判斷身份信息，最為關(guān)鍵的一步是對(duì)圖像的定位于預(yù)處理過程.用膚色建模確定人臉特征位置，利用人臉面部特征［6－7］的識(shí)別方法識(shí)別每個(gè)人的身份.人臉識(shí)別技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用，下文通過實(shí)例描述其采集過程.

圖像采集程序負(fù)責(zé)在考勤時(shí)采集員工人臉圖像.首先，對(duì)考勤機(jī)的考勤信息初始化，避免臟數(shù)據(jù)存在，影響正?？记?確認(rèn)被考勤人的人臉圖像特征真實(shí)存在于特征數(shù)據(jù)庫(kù)中，讓考勤機(jī)處于就緒狀態(tài).當(dāng)上下班時(shí)，考勤機(jī)上的攝像頭對(duì)人臉圖像進(jìn)行采集，考勤機(jī)中圖像識(shí)別程序?qū)D像進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別，完成信息處理.通過對(duì)人臉部的雙眼、臉部顎骨、眉宇間距、下顎等多個(gè)基本特征的識(shí)別，就可以確認(rèn)身份信息［8］;簽到成功會(huì)語(yǔ)音提示，顯示考勤人基本信息;簽到失敗，則語(yǔ)音提示簽到失敗重新簽到.

2.4 考勤管理功能的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，用戶只需利用現(xiàn)有瀏覽器，并擁有相應(yīng)的角色權(quán)限，即可登錄使用考勤管理系統(tǒng).考勤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)考勤數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步.考勤管理功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)考勤數(shù)據(jù)提供基本信息查詢、補(bǔ)簽管理、請(qǐng)假管理、考勤統(tǒng)計(jì)等，本系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖4所示.

圖4 考勤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(1)考勤基本信息查詢.主要用于查詢被考勤人自己的考勤數(shù)據(jù)，當(dāng)天上、下班考勤數(shù)據(jù)查詢，還可以按照日期查詢對(duì)應(yīng)的出勤情況(遲到、早退、缺勤).

(2)補(bǔ)簽管理.主要用于班車晚點(diǎn)導(dǎo)致集體遲到，應(yīng)簽到時(shí)間忙于工作不能脫身，忘記簽到等情況下，在補(bǔ)簽功能中申請(qǐng)補(bǔ)簽并填寫補(bǔ)簽事由.考勤審核者會(huì)在待審核補(bǔ)簽中查看未簽到原因，并作出同意或者駁回的處理.同意申請(qǐng)視為此次出勤為正?？记跔顟B(tài)，駁回申請(qǐng)視為此次出勤為缺勤狀態(tài)，在缺勤數(shù)據(jù)中添加這條記錄.如圖5所示.

圖5 待審核補(bǔ)簽

(3)請(qǐng)假管理.登錄考勤系統(tǒng)申請(qǐng)請(qǐng)假，填寫請(qǐng)假時(shí)間及請(qǐng)假原因，等待審核.考勤審核者在請(qǐng)假待審核中會(huì)看到請(qǐng)假申請(qǐng)，做出審核操作.考勤系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將請(qǐng)假時(shí)間段內(nèi)的出勤記為請(qǐng)假狀態(tài)，在統(tǒng)計(jì)表中對(duì)請(qǐng)假進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)出勤情況.

(4)考勤管理.用于管理員對(duì)請(qǐng)假類型、上下班簽到時(shí)間、節(jié)假日日期、考勤人員進(jìn)行相應(yīng)靈活設(shè)置.在請(qǐng)假類型中可以對(duì)其進(jìn)行添加、修改、刪除，請(qǐng)假類型包含很多帶薪請(qǐng)假比如:婚假、產(chǎn)假、喪假、病假……;上下班簽到時(shí)間可設(shè)置一天簽到四次，分別為早上上班、上午下班、下午上班、下午下班(如圖6所示).法定假日為帶薪休假，國(guó)家法定假日時(shí)間改變時(shí)，則手動(dòng)處理(添加、修改、刪除)考勤系統(tǒng)中假日時(shí)間或名稱.

圖6 上下班時(shí)間管理

(5)考勤統(tǒng)計(jì).在統(tǒng)計(jì)考勤數(shù)據(jù)時(shí)以報(bào)表形式展現(xiàn)，主要分為月統(tǒng)計(jì)、年統(tǒng)計(jì).

3 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)的原理及軟件設(shè)計(jì).系統(tǒng)人員管理、考勤設(shè)置、統(tǒng)計(jì)功能封裝成Web Service，增加了模塊的復(fù)用性，方便集成到企業(yè)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中.B/S架構(gòu)的人臉識(shí)別考勤管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)考勤的規(guī)范化、自動(dòng)化管理，調(diào)動(dòng)工作的積極性、降低考勤管理成本、高效準(zhǔn)確、提高企業(yè)效率.還能進(jìn)行出入控制管理，處理速度快、運(yùn)算簡(jiǎn)單，相信在未來(lái)的幾年，將廣泛應(yīng)用于安全檢查、身份識(shí)別、智能考勤等方面.

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(責(zé)任編輯:王前)

Design and Im plementation of Attendance Checking System Based on Face Recognition

HUO Yan1，LI Chang－ming2
(1.Jilin Police College，Changchun，Jilin130117，China; 2.Northeast Normal University，Changchun，Jilin130117，China)

In order to resolve the problems about the punch，timely statistics attendance data and attendance parameter settings.A attendance checking system based on face recognition of B/S is designed.The experimental results show that the attendance checking system based on face recognition，which is satisfying the demand of checking work，is effective and practicable.

face recognition，network attendance，image acquisition

TP39

A

1008－7974(2016)06－0001－03

10.13877/j.cnki.cn22－1284.2016.12.001

2016－09－25

霍妍，女，吉林長(zhǎng)春人，教師.