吳健 陳豪

摘要：在分析了高校在技能考工場景下出現(xiàn)的人員入場簽到、驗證信息、身份識別、實時動態(tài)監(jiān)控和離場登記等存在的問題基礎(chǔ)上，介紹了適用于實訓(xùn)室考工監(jiān)考安全相關(guān)的管理辦法研究。運用人臉檢測與識別技術(shù)，通過EmguCV對監(jiān)控視頻來完成動態(tài)人臉檢測與捕捉，調(diào)用百度人臉識別接口，研究開發(fā)適用于安全級別較高的實訓(xùn)考工場所的人臉檢測識別系統(tǒng)，用以提升教師監(jiān)考實操類考試的管理效率。

關(guān)鍵詞：考工;人臉檢測;人臉識別;智能監(jiān)控

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0179-02

1背景

考工是高職院校對實訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行技能工種認(rèn)證能力的專業(yè)化考試，同時也是企業(yè)進(jìn)行技能型人才選拔的重要參考依據(jù)，無論對于高校還是社會都具有不可估量的作用?？脊み^程強(qiáng)調(diào)技能操作，由專家考核打分，為了保障考工期間各項流程都公平公正，防止考工內(nèi)容和監(jiān)考考官等保密信息的泄露。在考工開考前，入場人員的身份信息需要進(jìn)行驗證識別川?？脊て陂g，考生在進(jìn)行緊張的操作過程中，進(jìn)出人員的身份也需要驗證識別?？脊僭谠u分和監(jiān)考的過程中很難記住全部人員的相貌，稍有不當(dāng)就會暴露出替考或作弊等問題。

2015年8月第十二屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十六次會議通過了《刑法（修正案九）》，將考試作弊納入刑法調(diào)整范圍，關(guān)于替考、作弊等違反考試公平公正的行為納入刑法?？脊ぷ鳛榭色@取技能認(rèn)證證書的考試，在整個過程中需要考生信息收集、考場簽到、身份驗證、實時監(jiān)控和動作行為記錄等一系列實際應(yīng)用?，F(xiàn)階段，大部分高職院校還處于考官作為整個監(jiān)考過程的負(fù)責(zé)人，要同時值守多項工作，耗費很長時間和精力。僅僅使用人工進(jìn)行所有任務(wù)，存在重大的不可靠因素，特別是長時間疲勞造成的注意力不集中。

為了解決這一問題，將考官從繁雜的監(jiān)考流程中解脫出來，把工作重心轉(zhuǎn)移到考核評估考生的技能水平上來，急需開發(fā)一款在實訓(xùn)室場地中能夠進(jìn)行實時動態(tài)身份驗證和識別的考工系統(tǒng)。

2人臉檢測與識別技術(shù)

人臉檢測（Pace Detection）是指在圖像中檢測人臉是否存在，如果存在則標(biāo)記人臉的位置，是人臉識別的一個預(yù)處理過程。人臉識別（Pace Recognition）是一種非接觸性技術(shù)，具有可視化、符合人的思維習(xí)慣的特點，得以在商業(yè)、安全等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。該研究起步于二十世紀(jì)，2012年以來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Network）在圖像分類中的成功使人們意識到人臉識別也可以由深度學(xué)習(xí)解決，很大程度上刺激了深度學(xué)習(xí)在人臉識別中應(yīng)用的發(fā)展，開啟了深度學(xué)習(xí)的時代。

3系統(tǒng)總體設(shè)計

高職院校職業(yè)學(xué)生通過技能考工這一途徑獲得證書，同時行業(yè)選拔技能人才需要借鑒，無論對于考生還是學(xué)校都具有舉足輕重的意義。為了保障考工公平公正，防止保密信息的泄漏和預(yù)期之外的事件發(fā)生，在職業(yè)技能考工期間，只能允許指定人員進(jìn)入工作場地。在工作場地，即實訓(xùn)室人口，進(jìn)行身份驗證。如果采用人工檢查，很難記住所有符合入場資格人員的相貌，在有多人同時進(jìn)入場地時，會有認(rèn)錯人的情況發(fā)生。在考工系統(tǒng)內(nèi)也同時需要記錄考生身份和整個考工過程的視頻錄像等細(xì)節(jié)。

該系統(tǒng)主要研究內(nèi)容為實訓(xùn)室考工環(huán)境下，如何開發(fā)一套安全可靠的人臉識別系統(tǒng)來區(qū)分考官、監(jiān)考、考務(wù)和考生等不同身份人員。在考工的整個過程中，開考前的人員身份驗證，考試中的考生實施智能監(jiān)控，出入考場人員的監(jiān)督識別，證書證件照的識別和選取?？荚嚱Y(jié)束后的人員離場身份識別等。整個識別記錄過程最后生成考工考情報告，記錄考生在考工工作中的身份信息和實時人臉動態(tài)。

從考務(wù)人員布置考場、考官和考生進(jìn)入考場使用設(shè)備、考官對考生的技能步驟評判打分到最終的考生成績審核追溯等，考生身份信息確認(rèn)、考生和考官的誠信監(jiān)督以及后續(xù)證書證件照的提取和成績統(tǒng)計等提供保障服務(wù)，減輕監(jiān)考人員的工作負(fù)擔(dān)。

通過完成視頻人臉檢測與捕捉，調(diào)用識別精準(zhǔn)度較高的百度人臉識別接口，開發(fā)適用于安全級別較高的實訓(xùn)場所的人臉檢測識別系統(tǒng)，對監(jiān)控視頻中的動態(tài)人臉圖像進(jìn)行捕捉、檢測與識別，最終分析記錄數(shù)據(jù)上傳到相關(guān)終端，并且及時顯示反饋給用戶?；贓mgu CV的動態(tài)人臉檢測與識別系統(tǒng)的研究目標(biāo)是開發(fā)應(yīng)用于實訓(xùn)室場景，配合監(jiān)控系統(tǒng)完成人臉檢測與識別工作。同時，為后續(xù)開發(fā)人臉識別考勤系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)等做好鋪墊。

考工整個過程的實時動態(tài)人臉監(jiān)控和識別的記錄，為考生的身份信息確認(rèn)、考工的全程記錄、考生和考官的誠信監(jiān)督以及后續(xù)證書證件照的提取和成績統(tǒng)計等提供保障。

4系統(tǒng)功能設(shè)計與技術(shù)實現(xiàn)

本系統(tǒng)實現(xiàn)主要用于實訓(xùn)室考工時學(xué)生的考工計劃制定、考勤簽到、考生信息核對、人臉檢測與識別、證件照片的拍攝、考場的監(jiān)控和認(rèn)證材料的保存。解決了技能認(rèn)證老師的一系列監(jiān)考中存在的問題。該軟件的功能模塊大致分為：考工計劃、考生信息、考工監(jiān)控、人臉識別和那個及用戶模塊等。系統(tǒng)解決了長期困擾負(fù)責(zé)學(xué)校該工作的老師對于考場中職業(yè)技能認(rèn)證考生的科學(xué)統(tǒng)一規(guī)范管理，提高了技能認(rèn)證的自動化管理的效率，為考生現(xiàn)場管理工作帶來了便利，具有一定的實用價值。現(xiàn)對系統(tǒng)各模塊功能做一全面說明：

系統(tǒng)登錄主要用于對使用該軟件的注冊用戶進(jìn)行安全檢查，以防止非法用戶進(jìn)入系統(tǒng)后對技能認(rèn)證考生的個人信息竊取和修改各項數(shù)據(jù)內(nèi)容，特別是考生場次安排和成績的數(shù)據(jù)。只有合法的用戶才可以進(jìn)入系統(tǒng)，根據(jù)不同的用戶權(quán)限，系統(tǒng)登錄后展示不同的主功能界面。

用戶輸入授權(quán)的用戶名和密碼，成功通過登錄系統(tǒng)驗證后進(jìn)入主窗體，可以調(diào)用系統(tǒng)相關(guān)的各個子模塊。系統(tǒng)包含5大功能模塊：考工計劃、考生信息、考工監(jiān)控、人臉識別和系統(tǒng)及用戶。每一個功能模塊下還包含數(shù)個子模塊，完成考工動態(tài)人臉認(rèn)證工作的相關(guān)任務(wù)模塊。

考工計劃模塊包含創(chuàng)建計劃、修改計劃、保存變更和退出計劃四個子功能。其中創(chuàng)建計劃主要用于制定職業(yè)技能認(rèn)證的考工計劃的創(chuàng)建，保存創(chuàng)建考工的時間、地點、班級、考工工種、等級、人數(shù)和場次等信息。修改計劃主要用于對已經(jīng)制定的計劃進(jìn)行內(nèi)容的修改，對未完成正在進(jìn)行中的計劃可以更改或者刪除等操作。保存變更對修改后的計劃進(jìn)行保存，退出計劃即退出當(dāng)前操作的考工計劃。

考生信息模塊主要包括考勤簽到、考勤統(tǒng)計、考場安排和信息修改四個子模塊，主要用于學(xué)生的信息檔案的增加、刪除、修改和查詢操作，考場的信息統(tǒng)計核對，通過該模塊修改和更新由于人員變動后的數(shù)據(jù)更新等，提高考場動態(tài)管理考生的檔案信息。

考工監(jiān)控管理模塊包含實時監(jiān)控、考生拍照、考場截屏和保存視頻四個子功能模塊。其中實時監(jiān)控是監(jiān)控考工的整個簽到、入座、考試和結(jié)束流程，考生拍照是作為個人信息存人系統(tǒng)為后期人臉識別和證件照的選取做準(zhǔn)備，考場截屏是在考試過程中定時和人工對考場情況做記錄，最后對視頻進(jìn)行相應(yīng)的保存?zhèn)浞莸炔僮鳌?/p>

人臉識別模塊包含人臉檢測和人臉識別兩個子功能模塊。其中人臉檢測是對監(jiān)控視頻中的實時動態(tài)人臉進(jìn)行檢測，通過相應(yīng)的人臉比對庫用矩形框?qū)⑷四樋蜻x出來，攝像頭截屏選取人臉保存，人臉識別是將監(jiān)控視頻中的人臉與已經(jīng)錄入的考生人臉庫進(jìn)行識別，識別出考生的姓名班級等信息反饋給用戶。

各功能模塊有機(jī)協(xié)調(diào)配合完成考工過程中的一系列棘手的問題，減輕了煩瑣的校對審核和監(jiān)考考務(wù)環(huán)節(jié)。

5結(jié)束語

本系統(tǒng)基于圖像處理庫Emgu CV，并在C#.NE了開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行編程實現(xiàn)。作為一個開源視覺庫，里面包含的圖像處理的經(jīng)典算法比較全面，并且采用C#和少量的C竹編寫，圖像處理運行效率很高。

為了解決視頻中人臉動態(tài)捕捉，選用該開源框架可以精準(zhǔn)地進(jìn)行人臉抓取工作。在人臉識別功能模塊中，調(diào)用了百度人臉識別的API接口，該接口比較完善，人臉識別精準(zhǔn)度高，可以很好地做到人臉識別。通過實例的研究，開發(fā)出適用于實訓(xùn)室考工的動態(tài)人臉識別系統(tǒng)，大幅提升實訓(xùn)室考工工作的效率、自動化和準(zhǔn)確性。