基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統技術方案

本發明專利技術提供了基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，包括智能手機點名控制終端、WIFI無線路由器、基于人臉識別的簽名子系統，智能手機點名控制終端通過WIFI無線路由器與基于人臉識別的簽名子系統連接，所述基于人臉識別的簽名子系統用于對基于智能手機點名控制終端發送的點名指令現場采集學生的學生人臉圖像，完成學生人臉圖像的識別，并向智能手機點名控制終端發送人臉識別成功所對應的學生身份認證信息。本發明專利技術能夠讓老師使用智能手機點名控制終端快速地采集所有學生的簽到信息，在課堂上實現自動多次點名，提高點名效率，節省教學時間。

Automatic classroom call taking system based on WIFI and smart phone

The invention provides an automatic system named WIFI and intelligent mobile phone based on classroom, including intelligent mobile phone call control terminal, WIFI wireless router, signature based face recognition subsystem, intelligent mobile phone call control terminal through the WIFI wireless router and sign the name system based on face recognition is the signature subsystem for face recognition based on Intelligent mobile phone call control terminal to send the call instruction field acquisition students face image based on the recognition of students face images, and intelligent mobile phone call to control the student identity authentication information terminal sends the corresponding successful face recognition. The invention enables the teacher to use a smart phone to control the terminal by name, and rapidly collects the attendance information of all students, realizes automatic multiple roll call in the classroom, improves the efficiency of calling the name and saves teaching time.

【技術實現步驟摘要】
基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統
本專利技術涉及物聯網智能控制
，具體涉及基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統。
技術介紹
在教學過程中，通過課堂點名能夠防止學生逃課，確保學生的上課學習時間，能夠在一定程度上保證教學效果。但傳統的人工點名方式存在花費時間較長的缺陷，而且也不能每節課都花費大量的時間去點名，因此，也會導致定名的效果被大打折扣。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統。本專利技術的目的采用以下技術方案來實現：提供了基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，包括智能手機點名控制終端、WIFI無線路由器、基于人臉識別的簽名子系統，智能手機點名控制終端通過WIFI無線路由器與基于人臉識別的簽名子系統連接，所述基于人臉識別的簽名子系統用于對基于智能手機點名控制終端發送的點名指令現場采集學生的學生人臉圖像，完成學生人臉圖像的識別，并向智能手機點名控制終端發送人臉識別成功所對應的學生身份認證信息。本專利技術的有益效果為：能夠讓老師使用智能手機點名控制終端快速地采集所有學生的簽到信息，在課堂上實現自動多次點名，提高點名效率，節省教學時間。附圖說明利用附圖對本專利技術作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本專利技術的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。圖1本專利技術的結構連接框圖；圖2是本專利技術基于人臉識別的簽名子系統的結構連接框圖。附圖標記：智能手機點名控制終端1、WIFI無線路由器2、基于人臉識別的簽名子系統3、數據庫10、學生人臉圖像采集模塊20、學生人臉圖像識別模塊30。具體實施方式結合以下實施例對本專利技術作進一步描述。參見圖1，本實施例提供了基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，該系統包括智能手機點名控制終端1、WIFI無線路由器2、基于人臉識別的簽名子系統3，智能手機點名控制終端1通過WIFI無線路由器2與基于人臉識別的簽名子系統3連接，所述基于人臉識別的簽名子系統3用于對基于智能手機點名控制終端1發送的點名指令現場采集學生的學生人臉圖像，完成學生人臉圖像的識別，并向智能手機點名控制終端1發送人臉識別成功所對應的學生身份認證信息。優選地，所述基于人臉識別的簽名子系統3包括存儲有學生身份認證信息的數據庫10。優選地，所述學生身份認證信息包括學生人臉標準圖像、學號、姓名。本專利技術上述實施例，能夠讓老師使用智能手機點名控制終端1快速地采集所有學生的簽到信息，在課堂上實現自動多次點名，提高點名效率，節省教學時間。優選地，所述數據庫10在存儲學生人臉標準圖像時，預先采集該學生的多張人臉圖像，對采集的人臉圖像進行篩選，從中篩選出圖像質量度大于設定圖像質量度閾值的人臉圖像作為該學生的學生人臉標準圖像，將該學生的學生人臉標準圖像存入數據庫10，其中定義圖像質量度的計算公式為：式中，Ai為某學生第i張學生人臉圖像的圖像質量度，gi為第i張學生人臉圖像的設定區域的平均灰度值，g為根據實際情況設定的灰度值閾值，hi為多張學生人臉圖像中第i張學生人臉圖像的邊緣銳度，h為根據實際情況設定的邊緣銳度閾值，m為從攝像系統采集的多張學生人臉圖像的數量；fi為第i張學生人臉圖像中人臉所占該張學生人臉圖像的比例，f為設定的比例閾值，當fi-f≥0時，W(fi-f)＝1，fi-f<0時，W(fi-f)＝0。本優選實施例中，按照自定義的圖像質量度計算公式篩選出最合適的學生人臉圖像作為該學生的學生人臉標準圖像，考慮了人臉圖像所占比例、邊緣銳度和灰度值因素，避免通過單一特征進行圖像質量評價的局限性，能夠較為準確地篩選出質量最高的圖像，從而為學生人臉圖像的識別奠定了良好的基礎，相對提高了人臉識別的精度。優選地，如圖2所示，所述基于人臉識別的簽名子系統3還包括相連接的學生人臉圖像采集模塊20和學生人臉圖像識別模塊30；所述學生人臉圖像采集模塊20用于采集參與點名的學生的待識別的學生人臉圖像；所述學生人臉圖像識別模塊30用于對待識別的學生人臉圖像進行識別，并輸出人臉識別結果；其中，優選地，所述對待識別的學生人臉圖像進行識別，包括：(1)在數據庫10中選取N張學生人臉標準圖像構建訓練樣本集X＝[X1，X2,…,XN]，將待識別的學生人臉圖像作為測試樣本Y，對訓練樣本集進行過濾預處理，保留對測試樣本的表示及分類影響較大的訓練樣本，并利用保留的訓練樣本構建最優訓練樣本集；(2)將最優訓練樣本集中的每副學生人臉圖像平均分割成R個塊，則該最優訓練樣本集被分割成R個子樣本集Zq,q＝1,…,R，每個子樣本集由每副學生人臉圖像的第q個塊構成；(3)將測試樣本平均分成R個塊，即Y＝[Yq,q＝1,…,R]，對最優訓練樣本集和測試樣本按照下述公式進行塊加權：式中，Bq為最優訓練樣本集中所有學生人臉圖像的第q個塊的稀疏殘差均值，B1、B2為設定的殘差閾值，B1＜B2，W(Bq)為判定函數，當Bq＜B1時，W(Bq)＝1，當Bq＞B2時，W(Bq)＝0；μq為最優訓練樣本集中的類間距離方差和類內距離方差的比值，μ1、μ2為設定的判別度閾值，μ1＜μ2，W(μq)為判定函數，當μq＜μ2時，W(μq)＝0，當μq＞μ1時，W(μq)＝1；其中，Bq的求取過程為：對于最優訓練樣本集中的任意一副學生人臉圖像，用該學生人臉圖像以外的剩余圖像對該樣本進行稀疏表示，得到該學生人臉圖像的各塊的稀疏殘差，然后計算出所有學生人臉圖像的第q個塊的稀疏殘差均值；(4)用加權后的最優訓練樣本集對加權后的測試樣本進行稀疏表示，計算其中每個類的重構殘差，最終將測試樣本分類為最小重構殘差對應的類。本優選實施例中，一方面，將測試樣本和最優訓練樣本集中的學生人臉圖像分割成相同大小的塊，可以更好地在識別檢測過程中捕捉到更具判別性的信息；另一方面對最優訓練樣本集和測試樣本按照上述公式進行塊加權，能夠更準確地選擇出遮擋塊和判別性塊，降低遮擋部位對人臉識別性能的影響，從而能夠提高學生人臉圖像的識別率，提高課堂自動點名系統的精度。優選地，所述學生人臉圖像識別模塊30對訓練樣本集進行過濾預處理，保留對測試樣本的表示及分類影響較大的訓練樣本，并利用保留的訓練樣本構建最優訓練樣本集，具體包括：(1)利用訓練樣本集X對測試樣本Y進行線性表示，計算訓練樣本集X中各訓練樣本向量的表示系數P＝[P1，P2,…,PN]T，其中，表示系數P的計算公式為：P＝(XTX+ξI)-1XTY式中，I為單位矩陣，ξ為設定的系數；(2)設訓練樣本集X中共有M個類，第j個類中有nj個訓練樣本，計算每個類的重構殘差為：式中，Uj為第j個類的重構殘差，Xj表示第j個類的訓練樣本集，Pk表示第j個類中第k個訓練樣本對應的表示系數；(3)選取前m個最小重構殘差對應的類作為備選類，用該m個備選類構建近鄰字典Z＝[Z1，Z2,…,Zm]，Zj(j＝1,…,m)表示備選類中第j個類的訓練樣本集，用該備選類對測試樣本Y進行線性表示，計算近鄰字典Z中各備選類對應的表示系數：P′＝(ZTZ+ξI)-1ZTY式中，P′表示備選類對應的表示系數，P′＝[P1′,P2′,…,Pm′]，Pj(j＝1,…,m)表示備選類中第j個類對應的表示系數；(4)利用保留本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，其特征是，包括智能手機點名控制終端、WIFI無線路由器、基于人臉識別的簽名子系統，智能手機點名控制終端通過WIFI無線路由器與基于人臉識別的簽名子系統連接，所述基于人臉識別的簽名子系統用于對基于智能手機點名控制終端發送的點名指令現場采集學生的學生人臉圖像，完成學生人臉圖像的識別，并向智能手機點名控制終端發送人臉識別成功所對應的學生身份認證信息。

【技術特征摘要】
1.基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，其特征是，包括智能手機點名控制終端、WIFI無線路由器、基于人臉識別的簽名子系統，智能手機點名控制終端通過WIFI無線路由器與基于人臉識別的簽名子系統連接，所述基于人臉識別的簽名子系統用于對基于智能手機點名控制終端發送的點名指令現場采集學生的學生人臉圖像，完成學生人臉圖像的識別，并向智能手機點名控制終端發送人臉識別成功所對應的學生身份認證信息。2.根據權利要求1所述的基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，其特征是，所述基于人臉識別的簽名子系統包括存儲有學生身份認證信息的數據庫。3.根據權利要求2所述的基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，其特征是，所述學生身份認證信息包括學生人臉標準圖像、學號、姓名。4.根據權利要求1所述的基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，其特征是，所述基于人臉識別的簽名子系統包括相連接的學生人臉圖像采集模塊和學生人臉圖像識別模塊；所述學生人臉圖像采集模塊用于采集多張待識別的學生人臉圖像，并從采集的學生人臉圖像中篩選出圖像質量度最大的學生人臉圖像作為用于人臉識別的待識別的學生人臉圖像；所述學生人臉圖像識別模塊用于對待識別的學生人臉圖像進行識別，并向輸出人臉識別結果。5.根據權利要求3所述的基于WIFI和智能手機的課堂自動點名系統，其特征是，所述數據庫在存儲學生人臉標準圖像時，預先采集該學生的多張人臉圖像，對采集的人臉圖像進行篩選，從中篩選出圖像質量度大于設定圖像質量度閾值的人臉圖像作為該學生的學生人臉標準圖像，將該學生的學生人臉標準圖像存入數據庫，其中定義圖像質量度的計算公式為：式中，Ai為某學生第i張學生人臉圖像的圖像質量度，gi為第i張學生人臉圖像的設定區域的平均灰度值，g為根據實際情況設定的灰度值閾值，hi為多張學生人臉圖像中第i張學生人臉圖像的邊緣銳度，h為根據實際情況設定的邊緣銳度閾值，m為從攝像系統采集的多張學生人臉圖像的數量；fi為第i張學生人臉圖像中人臉所占該張學生人臉圖像的比例...

【專利技術屬性】
技術研發人員：不公告發明人，
申請(專利權)人：上海巽曄計算機科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31