摘要：在当前国内互联网应用大环境下，人脸识别技术属于比较成熟的机器学习应用领域。在市政道路监管、公安部“天眼”系统，尤其是移动支付领域上都能得到很好的体现。“天眼”系统可以在一秒钟内完成数据库的数据比对，达到AI预警的效果。基于学校的教学环境，考虑到课堂考勤的重要性，但传统的课堂点名考勤方式太过低效，极易消耗时间，容易出现他人代签到的行为。为了改善这种情况，本系统决定在课堂中使用人脸识别技术来达到考勤的目的。

本系统基于TensorFlow+MXNet框架，通过Python语言调用OpenCV视觉库、采用Mctnn算法实现人脸检测，结合Qt框架搭建人脸识别图形用户界面，通过PHP语言实现后台考勤统计。从功能实现路线来说，通过视频采集模块、人脸图像训练模块、人脸识别模块来实现后端数据处理，通过软件界面展示模块、考勤数据网页展示模块来实现前端数据展现的功能。达到可以使用摄像头实时采集人脸，结合人脸识别固定流程实时识别人脸，然后与后台数据库比对学生信息，最后在网页端显示学生签到信息表的效果。

本系统旨在创造一个更为高效的教学课堂考勤环境，将人脸识别技术应用于学生的课堂考勤中。主要目的是改善课堂上老师点名带来的时间浪费、学生到课情况较难控制的情况。为了更好的利用历史考勤记录且杜绝代为签到的恶习，本系统结合人脸识别技术，开发可以识别人脸的课堂考勤系统，大大节省了考勤所占用的上课时间，提高了上课的效率。

关键词：Python语言；Mctnn算法；人脸识别；课堂考勤

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 前言- 1 -

1.1研究背景- 1 -

1.2国内外研究现状- 1 -

1.3研究目的和意义- 2 -

1.3.1研究目的- 2 -

1.3.2研究意义- 2 -

1.4全文组织结构- 2 -

第2章 系统开发环境与关键技术- 4 -

2.1开发语言- 4 -

2.1.1 Python语言介绍- 4 -

2.1.2 PHP语言介绍- 4 -

2.2开发技术- 4 -

2.2.1 Bootstrap框架介绍- 4 -

2.2.2 TensorFlow+MXNet框架介绍- 4 -

2.2.3 OpenCV视觉库介绍- 4 -

2.2.4 PyQt工具包介绍- 5 -

2.3开发工具- 5 -

2.3.1 PyCharm简介- 5 -

2.3.2 Qt Creator简介- 5 -

2.4主要研究内容- 5 -

2.5系统体系结构- 6 -

第3章 基于人脸识别技术的课堂考勤系统需求分析- 8 -

3.1系统定义- 8 -

3.2需求分析- 8 -

3.2.1功能需求分析- 8 -

3.2.2性能需求分析- 8 -

3.2.3开发环境需求分析- 9 -

3.3可行性分析- 9 -

3.3.1技术可行性- 9 -

3.3.2经济可行性- 9 -

3.3.3操作可行性- 9 -

第4章 基于人脸识别技术的课堂考勤系统设计- 10 -

4.1系统功能模块概要设计- 10 -

4.2系统功能模块详细设计- 10 -

4.2.1视频采集模块设计- 10 -

4.2.2人脸图像训练模块设计- 11 -

4.2.3人脸识别模块设计- 11 -

4.2.4考勤数据网页展示模块设计- 12 -

4.3 SQLite3数据库设计- 12 -

第5章 Mtcnn人脸检测的卷积神经网络- 14 -

5.1 Mtcnn算法介绍- 14 -

5.2 mobileFacenet模型介绍- 16 -

5.3数据集介绍- 17 -

5.3.1 MS-Celeb-1M数据集- 17 -

5.3.2 LFW数据集- 17 -

5.4人脸模型训练效果- 17 -

第6章 基于人脸识别技术的课堂考勤系统实现- 18 -

6.1视频采集功能实现- 18 -

6.2人脸图像训练功能实现- 19 -

6.3人脸识别功能实现- 20 -

6.3.1人脸识别流程- 20 -

6.3.2人脸识别实现- 22 -

6.4 SQLite3数据库实现- 26 -

第7章 基于人脸识别技术的课堂考勤系统测试- 29 -

7.1测试目标- 29 -

7.2运行环境- 29 -

7.3测试方法- 29 -

7.4功能测试- 29 -

7.4.1视频采集测试模块- 29 -

7.4.2人脸识别用例测试模块- 30 -

7.4.3考勤测试模块- 32 -

7.4.4读取视频流测试模块- 35 -

7.4.5多目标人脸检测测试模块- 35 -

7.5系统测试- 36 -

7.5.1内存泄漏- 36 -

7.5.2完整性测试- 36 -

第8章 总结与展望- 37 -

8.1总结- 37 -

8.2展望- 37 -

参 考 文 献- 38 -

致  谢- 39 -