疫情防控背景下人臉識別技術(shù)在學(xué)生安全管理中的應(yīng)用

陳鋒 胡春雷

摘要：在國內(nèi)疫情防控形勢逐漸好轉(zhuǎn)，高校復(fù)工復(fù)學(xué)的背景下，如何有效的開展高校學(xué)生的疫情健康管理和教學(xué)安全工作，成為各個高校面臨的重點任務(wù)。本文依托計算機(jī)人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，探討了如何將人臉識別、紅外測溫等新技術(shù)應(yīng)用于該背景下的學(xué)生安全管理，本文將從返校學(xué)生的行為管理、宿舍安全、健康監(jiān)測、課堂考勤等幾個方面進(jìn)行說明。

關(guān)鍵詞：人臉識別;學(xué)生安全管理;疫情防護(hù)

中圖分類號： TP31? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）11-0172-02

Application of Face Recognition Technology in Student Safety Management Under the Background of Epidemic Prevention and Control

CHEN Feng， HU Chun-lei

（Information Engineering Institute， Anhui Vocational and Technical College， Hefei 230000， China）

Abstract： Under the background that the situation of epidemic prevention and control in China is gradually improving， how to effectively carry out the health management and teaching safety of college students has become a key task faced by colleges and universities. Based on computer artificial intelligence and Internet of things technology， this paper discusses how to apply face recognition， infrared temperature measurement and other new technologies to student safety management under this background. This paper will explain from the behavior management of returning students， dormitory safety， health monitoring， class attendance and other aspects.

Key words： face recognition; student safety management; epidemic prevention

2020年初，新冠病毒肺炎席卷全球，給各行各業(yè)帶來了嚴(yán)重的困擾。隨著國內(nèi)疫情防控形勢逐漸好轉(zhuǎn)，防控工作逐步轉(zhuǎn)為常態(tài)化，高校也逐漸開始復(fù)工復(fù)學(xué)。另一方面，隨著人臉識別技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)逐漸取代密碼、指紋等傳統(tǒng)的身份識別方法，得到了廣泛的應(yīng)用。在此疫情防控大工作背景下，如何利用人臉識別技術(shù)對返校學(xué)生進(jìn)行智能化安全管理，提出了新的挑戰(zhàn)。

1? 概述

1.1 疫情防護(hù)分析

新冠肺炎具有傳染性較強(qiáng)的特點，群體普遍缺乏免疫力，且無針對性的疫苗藥物，各個年齡階段都有被感染的風(fēng)險，其防控和治療難度都較大。高校復(fù)工復(fù)學(xué)后，大學(xué)生作為主要流動人口，其校園活動數(shù)量多、頻率高，一旦有感染者，很容易發(fā)生聚集性感染事件。目前對高校學(xué)生新冠肺炎的預(yù)防主要是每日健康檢查，根據(jù)學(xué)生填報的信息及時掌握學(xué)生的健康狀況，做好防患預(yù)防。

1.2 人臉識別技術(shù)

人臉識別作為近幾年快速發(fā)展的一種生物識別方法，具有采集簡單，特征穩(wěn)定，短期內(nèi)人臉結(jié)構(gòu)不會發(fā)生太大變化，重復(fù)率高不易仿制的特點。已經(jīng)逐漸成為各領(lǐng)域識別應(yīng)用中的最優(yōu)選擇。

在一次人臉識別過程中，首先進(jìn)行人臉檢測，利用攝像頭采集人臉不同狀態(tài)、位置、形態(tài)等圖像信息，并在圖片上定位人臉;其次通過直方圖均衡、中值濾波和幾何歸一化等方法對圖像進(jìn)行預(yù)處理;對處理后的人臉圖像信息進(jìn)行特征提取，將提取出的人臉信息作為人員信息保存到人臉庫中，后期用于人臉識別驗證。

2? 人臉識別在疫情環(huán)境下學(xué)生安全管理中的應(yīng)用

2.1 體溫檢測預(yù)警

疫情期間對在校生的健康登記管理是學(xué)生復(fù)學(xué)工作管理的重中之重，及時排查體溫異常人員是最行之有效的手段。搭建人臉識別和紅外熱像儀體溫檢測的硬件系統(tǒng)部署在宿舍、辦公樓、實訓(xùn)教學(xué)樓入口處，可以對出入的人員進(jìn)行面部識別，對識別出的學(xué)生信息實時向云端傳輸，同時利用紅外熱像儀測量學(xué)生體溫，對異常體溫報警處理，同時在云端記錄異常體溫數(shù)據(jù)。用于疫情期間學(xué)生健康狀況的在線實時檢查和管理，相較于每日健康登記，更加高效＼準(zhǔn)確。

2.2 學(xué)生行為管理

對于校園安全的管理主要在于約束學(xué)生的行為規(guī)范，按時上下課，以及及時返校歸寢，但由于學(xué)校相關(guān)管理人手不足，往往造成學(xué)生管理工作上的疏忽，通過在校園主要場所安裝人臉識別系統(tǒng)，可以對該場所的學(xué)生出入情況進(jìn)行自動登記，后臺記錄數(shù)據(jù)，模擬學(xué)生校園活動軌跡，通過連接學(xué)校教務(wù)和宿舍管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，可以對學(xué)生的上課考勤情況進(jìn)行登記，每節(jié)課后自動計算缺勤學(xué)生名單，宿舍關(guān)門后自動輸出不在宿舍學(xué)生名單，方便班主任對學(xué)生疫情期間的行為軌跡進(jìn)行監(jiān)察和管理。

3 應(yīng)用效果分析

3.1 學(xué)生人臉狀態(tài)特征采集

學(xué)生在校大部分時間在宿舍和教室，疫情背景下，學(xué)校會嚴(yán)格限制學(xué)生的活動場所和范圍，需要管理者對學(xué)生進(jìn)行管理，因此，在校園宿舍閘機(jī)通道和教學(xué)樓進(jìn)出入通道加裝人臉識別裝置和紅外測溫裝置。學(xué)生通過需要刷臉測溫才能通過，提前對入校新生進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如圖1所示，客戶端查詢學(xué)生個人信息及人臉特征參數(shù)。

3.2 學(xué)生體溫檢測與管理

當(dāng)前防疫背景下，對學(xué)生的體溫及時有效的檢測工作是防控工作的重中之重，利用人臉識別技術(shù)和紅外測溫傳感器，對出入學(xué)生先進(jìn)行人臉識別，檢測結(jié)束后，啟動測溫模塊，如圖2所示，將數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫。管理軟件通過排查異常數(shù)據(jù)，迅速定位學(xué)生，在疫情防控背景下，對學(xué)生健康的管理和排查工作，能夠發(fā)揮重要的作用，如圖3所示。

3.3 人員出入安防管理

利用人臉識別技術(shù)可以保證校園各場所處出入人員處于統(tǒng)一管理之下，保證安全。警示燈報警功能對外來人員起到了很好的警示和監(jiān)督，通過在宿舍閘機(jī)通道設(shè)置人臉識別裝置，檢測進(jìn)入人員是否為校內(nèi)學(xué)生和教職工，通過電子屏和報警燈裝置顯示外來人員并警報給宿舍管理人員，如圖4所示，從而避免了外來人員進(jìn)入宿舍，造成安全隱患。

3.4 學(xué)生考勤管理

將學(xué)生課程與系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接，通過無線網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互動，形成一種全新的教學(xué)模式，可以通過學(xué)生的刷臉記錄自動生成考勤報表，如圖5所示，節(jié)約了輔導(dǎo)員和老師對課堂的了解流程，節(jié)省了上課時間，提高了上課效率，課后輔導(dǎo)員也可以通過考勤管理了解學(xué)生上課信息。

4 總結(jié)

本文在疫情防控學(xué)生返校復(fù)學(xué)的大背景下，探討了人臉識別技術(shù)在高校學(xué)生安全管理工作上的一些應(yīng)用，能夠有效地記錄并監(jiān)控疫情期間學(xué)生的行為軌跡以及健康狀況，為高校的學(xué)生管理工作提供有效的大數(shù)據(jù)支持，為學(xué)校的學(xué)生安全工作帶來切實的保障。

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【通聯(lián)編輯：梁書】