基于人脸识别的智能教育管理平台的设计与实现

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:herangxu
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近年来,人工智能的发展极大的改变了人们的工作生活方式,智能化在各个领域纷纷出现,为人们带来了极大的便利。而教育被认为是一个家庭最重要的课题之一,随着国家和家庭对教育的重视,学生的数量在逐年上升,随之而来的是教师数量和学生数量的严重不均衡,教师无法在保证教育质量的同时兼顾到所有学生的课堂状态,通过人工智能辅助教育有助于实现教育的公平化。近年来,人脸识别技术在安保、考勤等领域都取得了显著的成效,为智能化教育提供了思路。本文所描述的基于人脸识别的智能教育管理系统的设计原则就是人工智能与教师协同,将人脸识别技术应用于课堂考勤以及学生状态监测来提高学生学习质量,形成人机协同的决策模式。作者参与设计与实现的基于人脸识别的智能教育管理系统包括课前考勤、课中状态监测、课堂报告分析、后台管理四个主模块,系统中课前考勤模块主要功能是上课开始前半小时,摄像头开始30s捕捉一次学生视频信息并传回算法所在服务器,使用多任务卷积神经网络对图像进行人脸检测,之后将图片送入FaceNet模型中进行人脸识别处理,对识别到的学生信息进行入库处理;课中状态检测模块主要基于表情识别和人脸识别同时进行分析,表情识别模块摄像头30s捕捉一次学生视频信息,进行表情识别,对学生两次抓拍的表情进行对比,判断学生状态;并通过人脸识别检测学生人脸信息,如果长期未发现学生人脸,则设置其专注度为非专注,并向系统发送通知,提示教师查看;课堂报告分析模块则是对学生整个课堂的考勤、表情以及课前测评信息整体分析,绘制学生课堂学习报告并发送至家长短信或者邮箱,并对班级、教师每日的课堂情况进行统计,为学校提供教学参考。后台管理模块则是对系统中的学生、班级、教师以及课程的基本信息进行管理维护。本系统在人脸识别的基础上进行表情的识别,并实现了对学生教育质量的监测,并通过了功能测试以及性能测试,在一定程度上可提升学生课堂学习质量以及教师对学生课堂质量的监测。
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