人臉識(shí)別技術(shù)在考試系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

范蓉

摘要：基于人臉識(shí)別技術(shù)的考試系統(tǒng)逐漸取代了傳統(tǒng)考試系統(tǒng)，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)如今，為進(jìn)一步展現(xiàn)人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)考試系統(tǒng)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)作用，需要圍繞人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于考試系統(tǒng)中的策略展開分析與思考?；诖?，探究了人臉識(shí)別技術(shù)在考試系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，提出完善系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境、做好總體設(shè)計(jì)工作、考試系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)等人臉識(shí)別技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：人臉識(shí)別技術(shù)?考試系統(tǒng)?身份驗(yàn)證?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391.4

Research?on?the?Application?of?Face?Recognition?Technology?in?the?Examination?System

FAN?Rong

Nanjing?Institute?of?Tourism?&?Hospitality，?Nanjing，?Jiangsu?Province，?211100?China

Abstract：?An?examination?system?based?on?face?recognition?technology?has?gradually?replaced?the?traditional?examination?system?and?showed?a?good?development?trend.?Nowadays，?in?order?to?further?show?the?advantages?of?face?recognition?technology?on?the?examination?system，?it?is?necessary?to?analyze?and?think?about?the?strategy?of?applying?face?recognition?technology?in?the?examination?system.?Based?on?this，?this?paper?explores?the?practical?application?value?of?face?recognition?technology?in?the?examination?system，?and?puts?forward?the?practical?application?strategies?of?face?recognition?technology?such?as?improving?the?development?environment?of?the?system，?and?doing?a?good?job?in?overall?design?and?the?detailed?design?of?the?examination?system.

Key?Words：?Face?recognition?technology;?Test?system;?Authentication;?System?design

近年來(lái)，國(guó)家加大了教育考試違紀(jì)作弊行為的處罰力度，其目的是有效減少國(guó)家考試中的作弊者，確?？荚嚨墓叫院凸?。目前，很多地區(qū)結(jié)合自身的實(shí)際情況快速升級(jí)了作弊系統(tǒng)，并在考試系統(tǒng)中運(yùn)用了人臉識(shí)別、指數(shù)識(shí)別等黑科技，進(jìn)一步確?？荚囅到y(tǒng)的公平與公正。在考試系統(tǒng)中，人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用效果更加顯著，已經(jīng)成為考試系統(tǒng)中應(yīng)用相關(guān)黑科技的首選技術(shù)。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別技術(shù)在考試系統(tǒng)中的應(yīng)用，還需要圍繞這方面的內(nèi)容展開進(jìn)一步探索。

1人臉識(shí)別技術(shù)

“局部人體特征分析”是人臉識(shí)別技術(shù)的主要核心，在實(shí)際應(yīng)用中，人臉識(shí)別技術(shù)可以借助人體面部的各個(gè)器官展開相關(guān)工作。同時(shí)，人臉識(shí)別技術(shù)在獲得人臉器官的相關(guān)識(shí)別參數(shù)和數(shù)據(jù)以后，也會(huì)與原始參數(shù)進(jìn)行比較、判斷，并有效確認(rèn)。一般情況下，人臉識(shí)別技術(shù)的判斷時(shí)間較短，可以獲得更為理想的判斷效果。目前，人臉識(shí)別技術(shù)主要包括人臉檢測(cè)、人臉跟蹤、人臉比對(duì)。

1.1人臉檢測(cè)

從人臉檢測(cè)方面來(lái)說(shuō)，主要指的是在動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中判斷是否有面像的存在，并根據(jù)實(shí)際情況有效分別出相關(guān)面像。在具體應(yīng)用中，主要包括參考模板法、人臉規(guī)則法等。就參考模板法來(lái)說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用中，需要有效設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)人臉的模板，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)將所采集到的樣品和設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)模板之間進(jìn)行匹配。在考試系統(tǒng)和考試檢測(cè)中參考模板法、人臉規(guī)則法等可以綜合使用，進(jìn)而有效提高人臉識(shí)別的效果與水平[1]。

1.2人臉跟蹤

從人臉跟蹤方面來(lái)說(shuō)，人臉跟蹤實(shí)際上就是面貌跟蹤，人臉跟蹤在考生面貌的動(dòng)態(tài)目標(biāo)跟蹤方面具有重要價(jià)值。在實(shí)際應(yīng)用中，可以對(duì)受到檢測(cè)的考生面貌進(jìn)行跟蹤。在這個(gè)過(guò)程中，一般是采用模型方法檢測(cè)相應(yīng)的考生，還會(huì)采用運(yùn)動(dòng)和模型有機(jī)融合的辦法進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，對(duì)人臉跟蹤來(lái)說(shuō)通過(guò)膚色模型展開跟蹤也是一種十分簡(jiǎn)單和有效的方法，具有提高跟蹤效果和檢測(cè)效果的意義，能夠使人臉跟蹤更好地運(yùn)用在考生的相關(guān)面貌跟蹤方面。

1.3人臉對(duì)比

從人臉對(duì)比方面來(lái)說(shuō)，針對(duì)考生的人臉對(duì)比具有重要意義，通過(guò)確認(rèn)所檢測(cè)到的面像身份，可有效了解考生的實(shí)際情況。同時(shí)，在人臉對(duì)比中，通常是將采集到的相關(guān)面像進(jìn)行整理，然后和數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)面像展開比較，以此找到相應(yīng)的匹配對(duì)象。所以，在面像識(shí)別期間，面像描述發(fā)揮重要作用，是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有的描述中，特征向量法等是主要方法。該方法在使用中可以充分確定人的五官輪廓大小，接下來(lái)計(jì)算相關(guān)器官的幾何特征量，進(jìn)而將相應(yīng)的結(jié)果計(jì)算出來(lái)，構(gòu)成能夠描述相關(guān)人群面部特征的向量。如此一來(lái)，就可以有效地提高比對(duì)效果，進(jìn)而發(fā)揮人臉對(duì)比的優(yōu)勢(shì)與作用[2]。

2人臉識(shí)別方法

在人臉識(shí)別技術(shù)不斷發(fā)展背景下，基于外觀人臉識(shí)別、支持向量機(jī)人臉識(shí)別等多種方法是比較常用的方法。在這些方法的具體應(yīng)用中，主要是根據(jù)人類的相關(guān)特征進(jìn)行識(shí)別。總體來(lái)說(shuō)，就是有效地提取和整理人類特征，并在此期間，需要獲得面部結(jié)構(gòu)相關(guān)的知識(shí)，具體有人的五官形狀和特征等，然后在此基礎(chǔ)之上對(duì)面部特征之間的距離以及面積等關(guān)系展開計(jì)算。同時(shí)，在計(jì)算中通常是運(yùn)用歐式算法進(jìn)行相應(yīng)的分類與識(shí)別，該方法的特點(diǎn)較多，主要有操作十分簡(jiǎn)單，光照方面的變化也相對(duì)較強(qiáng)等。但是這種方法在具體應(yīng)用中也存在一定的弊端，例如：在需要被檢測(cè)的人員面部不完善，或者被擋住時(shí)，就會(huì)增加面部特征提取的難度，該方法還對(duì)人臉的表情變化和相關(guān)姿態(tài)要求較高。而對(duì)基于外觀人臉識(shí)別的相關(guān)方法方面來(lái)說(shuō)，這種方法在實(shí)際應(yīng)用中主要是采用面部信息收集的方式展開人臉識(shí)別，這樣的方法操作起來(lái)十分簡(jiǎn)便，也很容易達(dá)到人臉識(shí)別的效果。所以這種方法引起了社會(huì)方面的高度重視，通過(guò)這種方式可以更好地進(jìn)行人臉識(shí)別，提高實(shí)際的工作效果[3]。

3人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于考試系統(tǒng)中的價(jià)值

目前，在考試系統(tǒng)中應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)具有較大的價(jià)值和意義，人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，可以提升考試系統(tǒng)的完整性、有效性。進(jìn)而不斷地保障相關(guān)考試的順利進(jìn)行，也可以通過(guò)相應(yīng)的人臉識(shí)別技術(shù)保障考生在考試中的公平與公正，有效做好針對(duì)考生的人臉識(shí)別，以及在考試期間的人臉識(shí)別監(jiān)督和控制等。從而促進(jìn)考試相關(guān)工作的有序開展，進(jìn)一步發(fā)揮人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)于促進(jìn)考試工作全面開展的帶動(dòng)作用，不斷獲得更為理想的工作效果，提高學(xué)生在考試方面的公平性和有效性。

一方面，在近幾年的發(fā)展中，為更好地預(yù)防打擊考試中的違法行為，提升考試的紀(jì)律性，許多學(xué)校和地區(qū)開始有效運(yùn)用人臉識(shí)別技術(shù)，并將這一技術(shù)應(yīng)用在考試系統(tǒng)中，其目的是有效識(shí)別和了解考生身份，改變了人工主觀識(shí)別的方法，發(fā)揮了計(jì)算機(jī)科技識(shí)別作用。同時(shí)，在考試系統(tǒng)中，人臉識(shí)別技術(shù)的有效使用也呈現(xiàn)出良好的效果，進(jìn)而使全國(guó)的許多重要考試也都加強(qiáng)了對(duì)熱臉識(shí)別技術(shù)的使用。例如：在全國(guó)碩士研究生招生考試中，深圳市就第一次使用了這一技術(shù)來(lái)了解考生的實(shí)際情況，以及對(duì)考生身份展開核驗(yàn)。在具體實(shí)踐中，采用現(xiàn)場(chǎng)刷臉驗(yàn)證的方式讓所有考生在進(jìn)入考場(chǎng)之前進(jìn)行刷臉認(rèn)證，在認(rèn)證成功以后才可以進(jìn)入考場(chǎng)進(jìn)行考試。又如：在2018年，廣西招生考試院首次啟動(dòng)了中小學(xué)教師資格考試中的人臉識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)這一系統(tǒng)來(lái)自主驗(yàn)證考生身份，從而提高身份驗(yàn)證的有效性。由此可見，當(dāng)前人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用在考試系統(tǒng)當(dāng)中，且也取得了很好的應(yīng)用成效。

另一方面，在考試系統(tǒng)中，加強(qiáng)人臉識(shí)別技術(shù)的使用價(jià)值較多，人工智能技術(shù)除了可以在考生進(jìn)入考場(chǎng)時(shí)的人臉識(shí)別方面應(yīng)用以外，還可以在考生進(jìn)入考場(chǎng)進(jìn)行考試期間展開良好的運(yùn)用。在實(shí)際應(yīng)用中可以對(duì)考生是否堅(jiān)守考場(chǎng)紀(jì)律進(jìn)行監(jiān)督，也會(huì)嚴(yán)防考生在考試中的作弊行為發(fā)生，為相關(guān)考試的公平性和公正性提供良好的維護(hù)，進(jìn)一步促進(jìn)考試相關(guān)工作的順利進(jìn)行與開展[4]。

4人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于考試系統(tǒng)中的策略

4.1完善系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

具體而言，加強(qiáng)人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，將其有效地運(yùn)用在考試系統(tǒng)中是應(yīng)對(duì)系統(tǒng)安全性問(wèn)題的有效方法，換而言之，就是有效提升系統(tǒng)的安全性，能更好地應(yīng)對(duì)考試系統(tǒng)中存在的作弊和替考等相關(guān)問(wèn)題。在人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用中，可有效完善系統(tǒng)發(fā)展和開發(fā)的相關(guān)環(huán)境。從系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的方面而言，硬件和軟件方面的環(huán)境是重點(diǎn)，其原因是考試系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)，包含較高像素的攝像頭，以及相應(yīng)的電腦主屏，Windows7?32?位的操作系統(tǒng)。所以，為有效完善系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，就需要圍繞軟件系統(tǒng)的實(shí)際情況，針對(duì)相應(yīng)的軟件系統(tǒng)開發(fā)前臺(tái)、后臺(tái)。并且還要通過(guò)圖像處理系統(tǒng)、視覺函數(shù)庫(kù)進(jìn)行人臉檢測(cè)，從而有效開發(fā)出能夠提取人臉特征的軟件以及識(shí)別軟件。如此一來(lái)，可以更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的優(yōu)化發(fā)展，并進(jìn)一步為人臉識(shí)別技術(shù)在考試系統(tǒng)中的應(yīng)用提供保障和基礎(chǔ)[5]。

4.2做好總體設(shè)計(jì)工作

在考試系統(tǒng)中應(yīng)用人臉識(shí)別技術(shù)需要做好總體設(shè)計(jì)工作，通過(guò)總體設(shè)計(jì)提高技術(shù)應(yīng)用效果。在總體設(shè)計(jì)中，可以結(jié)合人臉識(shí)別技術(shù)將考試系統(tǒng)分為考試子系統(tǒng)和考務(wù)子系統(tǒng)、考生子系統(tǒng)。

在考試子系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間，可以將其分為兩個(gè)方面，一方面是考試界面，另一方面是身份驗(yàn)證界面。并且在設(shè)計(jì)考務(wù)子系統(tǒng)期間，可以將相應(yīng)的題庫(kù)，試卷等管理內(nèi)容融入進(jìn)去，而該系統(tǒng)主要完成教師登錄、增加題庫(kù)等相關(guān)工作。如此一來(lái)，可以讓相應(yīng)的系統(tǒng)更加完善。而在考生子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可有效優(yōu)化相應(yīng)的系統(tǒng)流程?？梢栽O(shè)置如下的流程：在考生進(jìn)入考試所對(duì)應(yīng)的考場(chǎng)之后，需要打開考試機(jī)，輸入進(jìn)去網(wǎng)址，然后進(jìn)入系統(tǒng)頁(yè)面，在頁(yè)面中選擇考試系統(tǒng)進(jìn)行登錄，最后將自己的準(zhǔn)考證號(hào)和密碼輸入進(jìn)去，在完成這一系列的工作以后，相關(guān)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跳到人臉識(shí)別界面，將一些提示提供給考生，讓考生完成人臉識(shí)別。假如考生通過(guò)驗(yàn)證，那么考生亦可以參加考試，相應(yīng)的頁(yè)面就會(huì)發(fā)生變化，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到相關(guān)的界面。進(jìn)而更好達(dá)到對(duì)考生的人臉識(shí)別目的，提高人臉識(shí)別的效果。

值得注意的是，在設(shè)計(jì)考試系統(tǒng)期間，需要將工作基礎(chǔ)放在滿足相關(guān)應(yīng)用需求方面，也要圍繞系統(tǒng)特點(diǎn)做好設(shè)計(jì)工作，從而確保系統(tǒng)的可應(yīng)用性。而且在設(shè)計(jì)期間，還需要加強(qiáng)成熟技術(shù)的使用，進(jìn)而確保系統(tǒng)不發(fā)生相關(guān)故障，為學(xué)生的正?？荚囂峁┍Ｕ稀Ｔ谠O(shè)計(jì)中，也需要做好相應(yīng)的備考工作與方案，以此避免意外問(wèn)題與事件的出現(xiàn)。與此同時(shí)，在做好總體設(shè)計(jì)工作中，可以根據(jù)人臉識(shí)別技術(shù)保持考試系統(tǒng)界面的美觀、簡(jiǎn)潔，并方便考生使用。因?yàn)榭荚囅到y(tǒng)的主要面對(duì)對(duì)象就是考生，而為考生提供更加簡(jiǎn)單和容易操作的界面可以提升考生在實(shí)際操作方面的效果，促進(jìn)考生更好地進(jìn)入考試環(huán)節(jié)，讓考生取得更為理想的考試成效[6]。

4.3考試系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

在基于人臉識(shí)別技術(shù)的考試系統(tǒng)優(yōu)化與創(chuàng)新中，需要加強(qiáng)考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，尤其是要進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，需要讓考試系統(tǒng)的識(shí)別模塊涉及考生報(bào)名階段、考前階段等有關(guān)流程。在報(bào)名階段，考生需要對(duì)自己的身份證進(jìn)行驗(yàn)證，還要展開人臉識(shí)別，同時(shí)，需要基于有關(guān)系統(tǒng)采集考生照片和信息，并將其傳輸?shù)较鄳?yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。并且還要通過(guò)考試系統(tǒng)的自動(dòng)功能，對(duì)考生的有關(guān)信息和照片進(jìn)行整理。考生在進(jìn)入考場(chǎng)之后，需要登錄有關(guān)系統(tǒng)，將人臉識(shí)別界面的人臉識(shí)別要求完成。考生也需要對(duì)準(zhǔn)攝像頭拍照，然后系統(tǒng)保存照片，最后傳送到相應(yīng)的服務(wù)器，并對(duì)考生的照片進(jìn)行對(duì)比。如果比對(duì)成功，那么就會(huì)跳到考試界面，此時(shí)考生就可以有效進(jìn)行考試。如果比對(duì)不成功，則會(huì)將考生確認(rèn)為替考者，最后取消學(xué)生的考試資格，并進(jìn)一步地將這方面學(xué)生納入系統(tǒng)黑名單。以此提升考試系統(tǒng)的公平性和公正性，最大化地規(guī)避替考情況和問(wèn)題發(fā)生，為考生提供一個(gè)更加公平和公正的環(huán)境，進(jìn)而將人臉識(shí)別技術(shù)的真正作用發(fā)揮出來(lái)[7]。

5結(jié)語(yǔ)

目前，為有效促進(jìn)人臉識(shí)別技術(shù)在考試系統(tǒng)中的良好運(yùn)用，需要積極完善系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境。進(jìn)而奠定人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)，提高應(yīng)用效果和水平，有效展現(xiàn)出這一技術(shù)對(duì)考試系統(tǒng)優(yōu)化以及創(chuàng)新的帶動(dòng)作用，強(qiáng)化考試系統(tǒng)的公平性和合理性。還要做好總體設(shè)計(jì)工作、加強(qiáng)考試系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，從而在有效地設(shè)計(jì)中發(fā)揮人臉識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用效果與作用，不斷促進(jìn)考試系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展，進(jìn)一步展現(xiàn)出人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)考試系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)展的推動(dòng)作用。

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