[发明专利]基于人脸识别算法的幼儿园智能签到方法

说明书

本发明公开了一种基于人脸识别算法的幼儿园智能签到方法，属于机器视觉与模式识别领域。首先对孩子家长的信息进行录入和头像进行采集和特征提取，并且建立特征库；其后在实时状态下，对进出校门的人员通过基于深度神经网络的人脸识别进行身份识别；然后对于识别出来的人员，显示出身份信息，同时发送指令到闸机，进行闸机的开启；最后把身份信息和幼儿园的班级信息关联起来，形成幼儿园的智能签到。该项研究为幼儿园的人员管控和签到提供了新思路，也为进一步探索幼儿园的智能化管理等奠定了基础。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术与深度学习技术，具体涉及一种基于人脸识别算法的幼儿园智能签到方法。

背景技术

智慧校园视觉分析系统主要是以网络摄像头作为校园物联网的前端采集器，后端配以人脸识别、行为分析等核心技术，达到智能签到、人员出入管控、个性化行为分析等目的，是智慧校园发展的高级阶段。

我们注意到，随着社会各界对教育安全的重视，一些幼儿园、小学、培训机构等单位采用家长接送刷卡或者指纹的形式进行登记和管理，但这些技术措施都难以真正有效管控学生安全。

目前校园里面由于安防的需要，基本上部署了大量的摄像头和网络设施，但是除了一般的对车辆牌照进行分析以外，更深层的对人员身份识别，目前在无论在市场还是产品技术上，基本上是空白。

考虑到图像识别和人脸识别技术的发展，基本达到了实战的效果，把相关的技术用于幼儿园智能签到成为必然。

发明内容

本发明的目的是对幼儿园进出校门的家长身份进行识别，为此提出一种基于人脸识别算法的幼儿园智能签到方法。

本发明采用的技术方案是：基于人脸识别算法的幼儿园智能签到方法包括以下步骤：

步骤1，系统软硬件的搭建，幼儿园家长身份信息的录入和家长人像数据的采集、提取特征、建库；步骤2，进出幼儿园校门家长身份的实时识别，包括初始化库容，摄像机实时捕捉信息，对视频帧的人脸进行检测，并提取特征，与库容内的人脸特征进行比对，找出对应的人员；步骤3，幼儿园门口闸机的控制，如果在步骤里面正确从库里面识别出了人员，对应的闸机自动启动，放行家长和孩子进入；步骤4，幼儿园智能签到，数据库记录孩子签到信息，根据班级预录的信息，定期自动形成签到报表；

进一步，所述步骤1具体包括：

首先在校园门口架设网络摄像机和闸机，并在门卫的值班室配置电脑硬件，安装人脸识别软件，电脑通过网络连接闸机，以便控制；然后利用人脸识别软件的注册功能，对家长进行现场拍摄，并注册信息到系统内；

进一步，对家长的人像进行注册建库的具体方法是：

步骤1.1，通过RTSP协议，从网络摄像机内提取一帧图像，利用滑动窗口算法，提取出图像块，并送入基于LBP特征的分类器，判断当前的图像块是否为人脸，并对同一区域检测出的人脸进行融合，最终提取出人脸；

步骤1.2，把提取出的人脸图像块送入人脸特征提取器，进行特征提取。我们的人脸特征提取器是基于类似于VGG网络的深度学习网络架构；

步骤1.3，把提取出的人脸特征进行归一化，并用局部敏感哈希(Locality-Sensitive Hashing,LSH)对特征进行散列化，用序列化方法存储到硬盘。建立索引过程如下：

(1)选取满足(d1,d2,p1,p2)-sensitive的LSH hash functions；

(2)根据对查找结果的准确率(即相邻的数据被查找到的概率)确定hash table的个数L，每个table内的hash functions的个数K，以及跟LSH hash function自身有关的参数；