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前言
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大家好,这里是海浪学长毕设专题,本次分享的课题是
🎯基于机器视觉人脸识别技术课堂签到系统的设计与实现-OpenCV
课题背景和意义
人工智能理论的深入研究和优秀的深度学习算法的相继出现，我国开始着重于对大数据、深度学习
的研究，这极大推动了计算机视觉技术的发展。人脸识别是机器视觉领域的主要研究对象之一，人脸识别验证速度快、识别准确率高、用户体验良好的特点，而且人脸识别具有唯一性、扩展性高、不用接触就可以完成验证的优点，在当今新冠肺炎疫情的大环境下被广泛应用在医疗、金融、教育等多个领域。人脸识别相对于其他的较为先进的生物识别方式如虹膜识别、指纹识别等具有方便、准确率高、实现简单的优势。用户使用摄像头捕获用户静态人脸的特征信息或者通过动态视频流来捕捉目标用户人脸信息，将捕获的人脸通过特征分析得出人脸信息与系统中数据库人脸信息比对，得出对比信息后从而进行下一步操作处理。依照当前科学技术的研究趋势，人脸识别系统可能广泛运用于生产制造生活中，商业服务要求也会更高。迫切需要简单化人脸识别系统的生产流程，完成更迅速、更可靠的生产流程 。
实现技术思路
一、软件设计
基于OpenCV的人脸识别技术课堂签到系统的平台架构图主要分为五层，分别是用户层、业务层、
服务层、数据层、设备层。这5层的逻辑架构图如图所示。
开发的人脸识别签到系统，可分为4个模块。可分为：人脸信息采集模块、个人中心登录模块、课堂出勤模块、后台管理模块。各个模块的功能结构如图所示。
人脸识别签到系统的主要有3个角色，分别是：学生、教师和管理员。其中学生需要录入学生个人的人脸信息，同时可以查看自己的签到情况。教师可以查看本班某个时间段内班级的出勤率，管理员要对教师和学生的注册信息进行审核以及添加、修改学生的签到情况。其中管理员系统功能如图所示。
二、系统实现
人脸识别课堂签到系统登录
本系统的用户，除了学生在上课之前需要签到之外，所有用户在使用系统时候需要先登录到系统。本系统没有设置学生登录、教师登录或者管理员登录的区别界面、一方面减少代码的开发量，由此可以提高代码的复用性，另一方面，在登录界面将输入的信息传入数据库的时候，每一种角色id作为该角色数据库的主键，可以直接将其区分。用户必须输入正确的用户名以及密码，系统按照用户名的不同进入不同的系统。
人脸识别课堂签到系统注册
学生在人脸识别课堂签到系统中，需要学生事先注册自己基本信息，注册的要求根据角色的不同相对的注册信息也不一样，学生再注册的时候需要添加三张人脸的图片，分别是正脸人脸照片、左侧脸照片、右侧脸照片。
学生签到识别
教师在浏览器中打开 http://127.0.0.1:8000/进入签到界面，此时系统使用OpenCV.js来动态实时捕捉系统摄像头的画面。当系统摄像头能够正常运行时，教师点击开始签到，系统就会捕捉人脸开始签到。签到界面如图所示。
学生签到查询
教师学生登录个人中心，在个人中心可以查询自己在某个时间段内的签到情况，教师可以查询自己的课程的签到情况，作为管理员可以通过模糊搜索，搜索整个学校的出勤率。
人脸识别课堂签到系统管理功能
在本系统中，管理员有且只有一位，不可注册，一方面防止管理员过多，同时对数据进行操作的时候会出现冲突，另一方面保护了数据的安全性。管理员可以对教师、学生这两种角色进行批量删除、指定修改以及对注册学生和教师信息进行审核，管理员界面如：
人脸识别课堂签到系统运行过程
使用人脸识别课堂签到系统需要事先将人脸信息录入数据库，同时将学生基本信息录入，在数据库
中创建唯一学生人脸信息库。在数据库中每一个人脸信息唯一对应一位学生信息。
启动人脸识别课堂签到系统对测试人脸进行测试，如果识别成功则显示签到成功，系统将生成签到记录，如果没有反应表示识别失败。该检测检验人脸在有无遮挡 、是否露出嘴巴 、不同识别姿势、光线较暗等情况下人脸检测情况。
实现效果图样例
上课人脸签到：
根据人脸签到进行上课互动：
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最后
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