人臉識(shí)別技術(shù)在考試身份驗(yàn)證中的運(yùn)用探討

李學(xué)軍

（衡水市教育考試院 河北·衡水 953000）

0 引言

人臉識(shí)別是近年來(lái)最活躍的基于生物特征識(shí)別的技術(shù)之一，目前已在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?？荚囍校矸蒡?yàn)證是所有考試必須要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)之一，身份驗(yàn)證可以保證考試的公平公正。但是在實(shí)際考試中，有一些考生由于自身的原因，會(huì)出現(xiàn)替考或者舞弊現(xiàn)象，必須通過(guò)必要的手段規(guī)范這種現(xiàn)象，才能保證考試的公平性。因此，研究人臉識(shí)別技術(shù)在考試身份驗(yàn)證中的應(yīng)用非常有必要，人臉識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)在信息技術(shù)下興起的人臉身份識(shí)別的方法，將其運(yùn)用在具體的考試身份驗(yàn)證中，可以提升考試身份驗(yàn)證效率。

1 人臉識(shí)別技術(shù)的概念

人臉識(shí)別系統(tǒng)中人臉的檢測(cè)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，對(duì)人臉檢測(cè)識(shí)別的準(zhǔn)確性，既影響著人臉識(shí)別系統(tǒng)的精準(zhǔn)性，也會(huì)對(duì)整個(gè)判定系統(tǒng)的準(zhǔn)確性起著重要的影響。在早期的人臉識(shí)別系統(tǒng)研究中，這種技術(shù)主要側(cè)重于無(wú)背景圖像，近年來(lái)，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，人臉識(shí)別技術(shù)加入新型的生物識(shí)別方式，不僅對(duì)普通圖像進(jìn)行識(shí)別，還可以對(duì)人臉進(jìn)行鑒定。同時(shí)，人臉識(shí)別技術(shù)還可以應(yīng)用于視頻處理、內(nèi)容檢索等領(lǐng)域之中，例如QQ身份認(rèn)證等一些需要身份認(rèn)證的軟件和現(xiàn)代化設(shè)備，都可以利用人臉識(shí)別技術(shù)。

在考試中的身份驗(yàn)證關(guān)乎考試的公平公正性，一些大型考試中，監(jiān)考老師與考生之間互不相識(shí)，而考生的身份信息被篡改，監(jiān)考老師很難發(fā)現(xiàn)替考。因此，利用人臉識(shí)別技術(shù)，構(gòu)造現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)考試身份驗(yàn)證系統(tǒng)，可以從根本上解決替考或者舞弊現(xiàn)象，對(duì)一些存在不正當(dāng)心理的考生進(jìn)行威懾。而且在考試中利用網(wǎng)絡(luò)化考試身份驗(yàn)證系統(tǒng)，通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)檢測(cè)考生的身份信息，可以快速地完成身份驗(yàn)證，幫助考生獲取考前準(zhǔn)備時(shí)間，提高整個(gè)考試身份驗(yàn)證的效率，提高考試身份信息驗(yàn)證的準(zhǔn)確性。將人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到考試身份信息驗(yàn)證之中，可以將考生的各項(xiàng)信息放置在人臉識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)中，在考試進(jìn)出口防范身份造假問(wèn)題。與其他技術(shù)相比，人臉識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于人臉識(shí)別過(guò)程中并不需要人配合完成相關(guān)動(dòng)作，考生只需要站在人臉識(shí)別機(jī)器面前就可以完成相應(yīng)的認(rèn)證，目前人臉識(shí)別認(rèn)證系統(tǒng)已經(jīng)在鐵路、航天等領(lǐng)域有一定的運(yùn)用成果，將其應(yīng)用到考試之中，可以方便安全驗(yàn)證考生信息，提升考試管理的質(zhì)量。

人臉識(shí)別的工作原理是根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)和認(rèn)知科學(xué)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)的啟發(fā)模型，對(duì)人的臉部進(jìn)行識(shí)別和判定。人臉識(shí)別技術(shù)的相關(guān)功能需要以大量的數(shù)據(jù)和人臉模型為支持，通過(guò)相關(guān)聯(lián)的神經(jīng)元單元系統(tǒng)展開(kāi)信息交換，識(shí)別考生的面部信息。這種技術(shù)可以識(shí)別考生的骨骼，相比較傳統(tǒng)的平面圖像識(shí)別而言，更能凸顯考生的面部信息真實(shí)性。

2 人臉識(shí)別技術(shù)在考試身份驗(yàn)證中的特點(diǎn)

2.1 可擴(kuò)展性

人臉識(shí)別技術(shù)有可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，將其運(yùn)用到考試身份驗(yàn)證中，可以根據(jù)人臉識(shí)別技術(shù)的擴(kuò)展性能，優(yōu)化相關(guān)功能配置。采用多層次的知識(shí)架構(gòu)，將考生的信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的考生圖像進(jìn)行比對(duì)，同時(shí)對(duì)考生進(jìn)行面部識(shí)別。各個(gè)分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)層次是獨(dú)立的，但同時(shí)也是相互配合的，人臉識(shí)別系統(tǒng)可以根據(jù)考試的實(shí)際需求，對(duì)不同考生進(jìn)行多樣性的檢測(cè)，不僅可以滿足考試的實(shí)際需要，也可以根據(jù)考試類(lèi)別的不同展開(kāi)不同的識(shí)別。對(duì)于陌生考生人臉識(shí)別技術(shù)可以通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)添加個(gè)人考生的信息，擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)的傳統(tǒng)信息，而且這種信息會(huì)實(shí)時(shí)根據(jù)考生的考試情況、考試過(guò)程和考試結(jié)果進(jìn)行更新，不會(huì)出現(xiàn)容量超標(biāo)的現(xiàn)象。

2.2 開(kāi)放性

與其他考試系統(tǒng)相比較，人臉考試識(shí)別系統(tǒng)更具開(kāi)放性，這種開(kāi)放性是指人臉考試識(shí)別系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)，這種系統(tǒng)可以在考試認(rèn)證過(guò)程中綜合搜索考生的所有信息，各系統(tǒng)之間的信息資源可以匯總，相互牽制和相互溝通，為考生提供認(rèn)證服務(wù)。而且人臉識(shí)別系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境而改變，系統(tǒng)可以隨著硬件類(lèi)型、通信環(huán)境的變化而變化。但同時(shí)，人臉識(shí)別系統(tǒng)同樣擁有安全性的特征，現(xiàn)代技術(shù)雖然為生活提供便捷，但同時(shí)也會(huì)通過(guò)bug泄露隱私，而人臉識(shí)別系統(tǒng)具有綜合參數(shù)性質(zhì)的加密處理，無(wú)論是考生的信息查詢，還是考生信息的傳輸比對(duì)，抑或是考生個(gè)人信息的資源庫(kù)建設(shè)都有多位加密設(shè)置，在系統(tǒng)識(shí)別的過(guò)程中，數(shù)據(jù)不會(huì)被盜取，考生的個(gè)人信息和面部信息都會(huì)得到安全保證。

3 人臉識(shí)別技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)的運(yùn)用

3.1 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)發(fā)展各種大型考試越來(lái)越多，不僅有線下考試，還有線上考試類(lèi)型。面對(duì)復(fù)雜的考試形式，監(jiān)考人員無(wú)法在考試認(rèn)證過(guò)程中對(duì)每位考生進(jìn)行全方位的圖像鑒定，因此，人臉識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就凸顯出來(lái)。人臉識(shí)別技術(shù)可以結(jié)合系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，將考生的人臉和個(gè)人信息與服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，而人臉識(shí)別系統(tǒng)的外部可以安裝監(jiān)考預(yù)警平臺(tái)、考試攝像頭，利用內(nèi)外部系統(tǒng)的配合，降低考試驗(yàn)證的難度。除了系統(tǒng)設(shè)計(jì)之外，還可以根據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)的實(shí)際需求，拍攝高科技的人臉識(shí)別檢測(cè)儀，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉識(shí)別算法，更精準(zhǔn)的完成考生身份驗(yàn)證。例如可以在外部檢測(cè)時(shí)采用高科技型的人臉識(shí)別檢測(cè)儀，利用檢測(cè)儀器提高人臉識(shí)別系統(tǒng)的性能，提升人臉識(shí)別系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在考試之前，監(jiān)考人員可以根據(jù)考場(chǎng)內(nèi)的考生號(hào)、考生座位和考生的有效圖片，形成考生個(gè)人的身份識(shí)別模板，建立對(duì)應(yīng)的座位號(hào)和身份認(rèn)證終端。在考生身份認(rèn)證通過(guò)后，系統(tǒng)可以及時(shí)提醒考生對(duì)應(yīng)的考試座位，一來(lái)可以杜絕考生替考現(xiàn)象，二來(lái)可以方便考生快速找到考試座位。這種方式不僅可以應(yīng)用到線下考試認(rèn)證之中，還可以加入監(jiān)考預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線上考試的安全性和公平性。

3.2 判斷考生的生理信息

在硬件設(shè)施更新的基礎(chǔ)上，人臉識(shí)別技術(shù)可以采用活體檢測(cè)方式，通過(guò)判斷考生的生理信息，提高考試的公平性。這種人臉識(shí)別系統(tǒng)可以有效檢測(cè)出生命特征，考生可以根據(jù)人臉識(shí)別系統(tǒng)的相關(guān)提示，例如通過(guò)眨眼睛、張開(kāi)閉合嘴巴等方式，檢測(cè)人臉的活體特征，這種方式可以有效區(qū)分人臉和人臉照片之間的區(qū)別，判斷真實(shí)的人臉。在監(jiān)考時(shí)，監(jiān)考人員可以根據(jù)考生的信息，在考生入場(chǎng)時(shí)將數(shù)據(jù)庫(kù)圖像與現(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)判斷考生的生理信息，減少考生利用視頻或照片進(jìn)行替考的現(xiàn)象。

3.3 分發(fā)試卷，提高考試效率

考試過(guò)程中的核心之一就是試題，在整個(gè)考試過(guò)程中，監(jiān)考教師可以根據(jù)考生的號(hào)碼、人臉識(shí)別信息等選擇個(gè)性化的組卷策略，人臉識(shí)別系統(tǒng)在接收到考生的人臉圖像之后，可以根據(jù)考生的個(gè)人信息組成不同題型、不同難度的試卷，結(jié)合系統(tǒng)中的考試計(jì)劃，自動(dòng)分析參加本次考試的考生信息，并將考生的個(gè)人信息和人像信息、考試科目信息等導(dǎo)入服務(wù)處理器中，針對(duì)不同的考生考試信息確定考試科目、確定考生數(shù)量，并一次性地將所有相關(guān)信息導(dǎo)入識(shí)別系統(tǒng)之中。利用自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)對(duì)考生的身份信息和準(zhǔn)考信息、考試科目信息等進(jìn)行判定，并自動(dòng)分發(fā)試卷，可以有效提高考試效率，提高的考試身份認(rèn)證的能力，也可以有效降低監(jiān)考教師的工作強(qiáng)度，由于人臉識(shí)別技術(shù)的實(shí)用性比較強(qiáng)，因此可以有效改變傳統(tǒng)考試缺卷、漏卷，或者發(fā)錯(cuò)卷的現(xiàn)象。

3.4 隨機(jī)采取考試畫(huà)面，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

在整個(gè)考試過(guò)程中，人臉識(shí)別系統(tǒng)可以隨機(jī)采取考試畫(huà)面，隨機(jī)針對(duì)考生的考試畫(huà)面和考生的個(gè)人圖像進(jìn)行采樣比對(duì)，在攝像頭檢測(cè)到人像信息不匹配的問(wèn)題時(shí)，會(huì)通過(guò)考試界面發(fā)出警示信號(hào)，利用警示信號(hào)提示監(jiān)考人員存在的問(wèn)題。另外，考試全程都有全方位攝像頭的監(jiān)督和管控，采用全程閉環(huán)監(jiān)控既能保證考生的特征與數(shù)據(jù)庫(kù)特征相匹配，也能防止考生在考試過(guò)程中舞弊。利用人臉識(shí)別系統(tǒng)，在考試之后也可以對(duì)異常人像進(jìn)行判斷，根據(jù)異常人像的圖像信息進(jìn)行考試違紀(jì)判定，將考試違禁判定書(shū)上傳至監(jiān)考教師客戶端，由監(jiān)考教師結(jié)合考生的考試情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，這樣做既不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，也可以保證考生的公平。

3.5 利用人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行考試備案

人臉識(shí)別系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行考生的身份信息認(rèn)證，還可以由人臉識(shí)別系統(tǒng)采集考試的相關(guān)信息，對(duì)試卷進(jìn)行提交檢測(cè)，在人臉識(shí)別系統(tǒng)中設(shè)置考試自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，考試系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)取學(xué)生的二代身份證信息和人臉識(shí)別信息，對(duì)考生的考試試卷內(nèi)容和考試照片以及相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至自動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便考生之后的考試。在考試結(jié)束之后，會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合認(rèn)定，對(duì)考生的考試個(gè)人信息和報(bào)名階段、考前驗(yàn)證階段的照片信息進(jìn)行比對(duì)，在比對(duì)成功后提交考生的考試信息，在界面顯示出考試成功之后，考生的個(gè)人信息和試卷信息都可以上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)中；而一旦顯示考試失敗則會(huì)取消考試資格，而且該考生會(huì)直接進(jìn)入系統(tǒng)名單，作為日后的重點(diǎn)檢查對(duì)象。但需要注意的是為防止系統(tǒng)誤判，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)考生的科目信息和準(zhǔn)考證照片、考生的所有信息進(jìn)行人工確認(rèn)，也就是說(shuō)，監(jiān)考教師需要通過(guò)客戶端，對(duì)系統(tǒng)捕捉的人臉和自動(dòng)識(shí)別的人臉進(jìn)行比對(duì)，在比對(duì)的基礎(chǔ)上再判定考生的考試有效性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，人臉識(shí)別技術(shù)會(huì)伴隨著生物工程的發(fā)展而逐漸變得成熟，由于人臉識(shí)別技術(shù)在大型考試中的作用非常突出。因此，在未來(lái)的考試身份驗(yàn)證中，都可以采用人臉識(shí)別技術(shù)減弱傳統(tǒng)考試的弊端，相關(guān)人員還可以根據(jù)考試的特點(diǎn)，設(shè)置個(gè)性化的人臉識(shí)別技術(shù)，提高考試的公平性和公開(kāi)性。