摘要伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖形學(xué)技術(shù)的成熟，人臉識(shí)別技術(shù)愈發(fā)普遍地應(yīng)用在各個(gè)不同的領(lǐng)域。在簽到方面，人臉識(shí)別更是以其快速高效率的特點(diǎn)廣泛地運(yùn)用于各種不同地場(chǎng)合。本文以人臉識(shí)別的方式實(shí)現(xiàn)上課簽到的智能化。該人臉識(shí)別簽到系統(tǒng)是基于MFC和虹軟人臉識(shí)別引擎的一套功能完整、方便實(shí)用的簽到系統(tǒng)。在Visualstudio2013的平臺(tái)下，利用MFC和虹軟人臉識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)一個(gè)人臉簽到客戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)各種考勤功能，所用的語(yǔ)言是c++。該系統(tǒng)分為四大主要模塊，分別是：導(dǎo)入人臉圖片，從攝像頭識(shí)別人臉，從視頻識(shí)別人臉，攝像頭注冊(cè)人臉。關(guān)鍵詞：人臉識(shí)別，虹軟，MFC，c++

AbstractWiththematurityofcomputertechnologyandgraphicstechnology,thetechnologyoffacerecognitionismorewidelyandincreasinglyusedindifferentfields.Intermsofsign-in,facerecognitioniswidelyusedinavarietyofdifferentsituationswithitsfastandefficientfeatures.Inthispaper,thefacerecognitionisusedtorealizetheintelligenceofattendingclasses.Thefacesign-insystemisacomplete,convenientandpracticalsign-insystembasedonMFCandArcSoftfacerecognitionengine.UndertheplatformofVisualStudio2013,MFCandArcSoftfacerecognitiontechnologyareusedtodevelopafacesign-inclienttorealizevariousattendancefunctions.Thelanguageusedisc++.Thesystemisdividedintofourmainmodules,namely:importingfaceimages,recognizingfacesfromthecamera,recognizingfacesfromvideos,andregisteringfaceswithcameras.Key：facerecognition,ArcSoft,MFC,C++

目錄摘要 緒論研究的背景及意義為了督促學(xué)生準(zhǔn)時(shí)上課學(xué)習(xí)，經(jīng)常會(huì)有老師采用簽到制度，并對(duì)未到的同學(xué)進(jìn)行懲罰。傳統(tǒng)的簽到方式是逐個(gè)進(jìn)行點(diǎn)名，對(duì)于人數(shù)較多的班級(jí)，這種方式常常會(huì)占用較多的時(shí)間，形成更大的浪費(fèi)，且容易出現(xiàn)紕漏?；谌四樧R(shí)別的上課簽到系統(tǒng)則可以在實(shí)現(xiàn)簽到監(jiān)督的同時(shí)，節(jié)省大量的簽到時(shí)間，實(shí)現(xiàn)上課簽到的智能化和效率化。本系統(tǒng)使用人臉識(shí)別的方式實(shí)現(xiàn)上課簽到。人臉簽到系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)解決傳統(tǒng)簽到方式所存在的問(wèn)題，讓簽到更加準(zhǔn)確、高效，方便教師進(jìn)行考勤。運(yùn)行環(huán)境要求操作系統(tǒng)：windows操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：c++所用引擎：虹軟人臉識(shí)別引擎開(kāi)發(fā)環(huán)境：VisualStdio2013，MFC關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介MFCMFC是MicrosoftFoundationClasses的縮寫(xiě)，中文名叫微軟基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)，是由微軟設(shè)計(jì)的C++類(lèi)庫(kù)，里面封裝了絕大多數(shù)的windowsAPI函數(shù)。MFC中將各種類(lèi)結(jié)合起來(lái)形成了一個(gè)應(yīng)用程序框架，旨在創(chuàng)造一種比SDK更容易更快速的方法，讓開(kāi)發(fā)者在此框架的基礎(chǔ)上更高效地開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序。從總體上看，MFC定義了應(yīng)用程序的外形，并且給出了用戶(hù)接口的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)者需要做的就是使用MFC給出的預(yù)定義接口在這架子中添加應(yīng)用程序的需求功能。在MicrosoftVisualC++中，用戶(hù)可以很方便地完成這個(gè)任務(wù)：使用AppWizard生成初步的框架文件，包括代碼和資源等；使用資源編輯器可視化地設(shè)計(jì)和管理用戶(hù)接口；使用ClassWizard將代碼添加到框架文件；最終通過(guò)編譯把應(yīng)用程序和類(lèi)庫(kù)鏈接起來(lái)完成功能的實(shí)現(xiàn)。人臉識(shí)別概述人臉識(shí)別系統(tǒng)大致有以下四個(gè)組成部分：人臉圖像采集及檢測(cè)、人臉圖像預(yù)處理、人臉圖像特征提取、人臉匹配與識(shí)別。圖1.1概述人臉圖像采集及檢測(cè)人臉圖像采集：人臉圖像可以從圖片、視頻或者攝像頭等捕捉設(shè)備中獲取。從不同角度、不同表情來(lái)對(duì)同一個(gè)人的人臉進(jìn)行圖像采集能訓(xùn)練出更精確的人臉模型，從而提高人臉識(shí)別的成功率和準(zhǔn)確率。人臉檢測(cè)：在人臉圖像收集完成后，首先要做的就是人臉檢測(cè)。人臉具有復(fù)雜多樣的特征信息，如輪廓、紋理、各種器官的大小和距離、直方圖特征等等，該過(guò)程就是在這些特征信息的基礎(chǔ)上，使用Adaboost等分類(lèi)算法，對(duì)采集的人臉圖像進(jìn)行人臉?biāo)阉?，找出人臉在圖像中的位置和大小。人臉圖像預(yù)處理人臉圖像的預(yù)處理是人臉識(shí)別過(guò)程中至關(guān)重要的一個(gè)步驟。由于種種因素的影響，如人臉被部分遮擋、拍攝場(chǎng)景的光線(xiàn)的明暗程度，拍攝的距離以及拍攝設(shè)備的性能優(yōu)劣帶來(lái)的圖片質(zhì)量的不同等，原始的人臉圖像往往不能直接應(yīng)用于后續(xù)的人臉識(shí)別過(guò)程。對(duì)人臉圖像進(jìn)行預(yù)處理就是為了得到規(guī)范統(tǒng)一的圖像，消除這些因素對(duì)識(shí)別結(jié)果的影響，從而更好地進(jìn)行特征提取。常用的人臉圖像預(yù)處理方法有:濾波去噪、灰度變換(灰度歸一化)、圖像二值化、直方圖均衡化、邊緣檢測(cè)、尺寸歸一化、濾波以及銳化等。人臉圖像特征提取人臉識(shí)別系統(tǒng)可使用的特征通常分為像素統(tǒng)計(jì)特征、人臉圖像代數(shù)特征、視覺(jué)特征、人臉圖像變換系數(shù)特征、人臉圖像代數(shù)特征等。人臉特征提取就是基于人臉的某些特征來(lái)進(jìn)行的。人臉特征提取是人臉特征建模的過(guò)程。人臉特征提取的方法可分為兩大類(lèi)：基于知識(shí)的表征方法和基于代數(shù)特征或統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的表征方法。圖1.2人臉特征提取和識(shí)別人臉圖像匹配與識(shí)別人臉圖像的匹配與識(shí)別其實(shí)就是人臉特征信息的匹配與識(shí)別。該過(guò)程將從待識(shí)別的人臉圖像提取出的人臉特征信息與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉特征模板一一進(jìn)行比較，每一次的比較都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相似值，用以衡量?jī)蓮埲四樀南嗨瞥潭龋?dāng)相似值大于事先設(shè)定的相似閾值時(shí)，則可以斷定兩張人臉出自同一個(gè)人，從而得出識(shí)別結(jié)果。虹軟人臉識(shí)別引擎虹軟簡(jiǎn)介虹軟在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中擁有不可撼動(dòng)的地位，為全球各地的用戶(hù)供應(yīng)卓越的算法服務(wù)和優(yōu)秀的解決方案，商業(yè)化地將先進(jìn)的人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用在了不同的領(lǐng)域，包括智能手機(jī)、智能汽車(chē)、智能家具等，并且仍在不斷探索新的領(lǐng)域和方向。功能和優(yōu)點(diǎn)虹軟人臉識(shí)別引擎是離線(xiàn)版的獨(dú)立SDK，擁有人臉檢測(cè)、人臉比對(duì)、人臉跟蹤等功能。相比于其他如face++等的云平臺(tái)識(shí)別引擎，虹軟人臉識(shí)別引擎不需要將人臉圖片傳輸?shù)皆破脚_(tái)上做人臉識(shí)別操作并從服務(wù)器返回結(jié)果，所有操作均可以在本地離線(xiàn)完成，不會(huì)受限于網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，如此一來(lái)還可以把人臉特征信息保存在本地，在使用時(shí)直接進(jìn)行對(duì)比，這樣可以大大提高識(shí)別的速度和效率。同時(shí)官網(wǎng)承諾該引擎將永久免費(fèi)使用，無(wú)需擔(dān)憂(yōu)使用過(guò)程中因?yàn)橘M(fèi)用問(wèn)題而使程序無(wú)法正常運(yùn)行。在本系統(tǒng)中，主要使用到該引擎的人臉檢測(cè)和人臉對(duì)比功能：人臉檢測(cè):功能簡(jiǎn)介：人臉檢測(cè)是識(shí)別技術(shù)的第一步和基礎(chǔ)。虹軟人臉識(shí)別引擎可以在圖片或視頻中檢測(cè)到人臉并記錄人臉?biāo)诘奈恢?。?yōu)勢(shì)：虹軟的人臉識(shí)別技術(shù)能夠極大程度地減少環(huán)境因素對(duì)檢測(cè)過(guò)程的干擾，即使在強(qiáng)光、弱光、背光、黑夜等這些極端的復(fù)雜環(huán)境下，也能準(zhǔn)確地檢測(cè)到影像中的人臉，同時(shí)對(duì)不同角度的人臉也能準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)。人臉對(duì)比：功能簡(jiǎn)介：通過(guò)對(duì)比從兩張人臉提取出來(lái)的人臉特征信息，用特定的算法計(jì)算出兩張人臉的相似度，以該相似度是否超過(guò)預(yù)定的閾值來(lái)判定是否為同一個(gè)人。優(yōu)勢(shì)：虹軟的人臉對(duì)比技術(shù)在許多復(fù)雜的情況下都有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，在不同角度，不同表情，人臉被部分遮擋，歲數(shù)變化帶來(lái)相貌變化等等情況下，都能對(duì)兩張人臉進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)對(duì)比和評(píng)估。需求分析引言本環(huán)節(jié)是為后面的詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)，測(cè)試，以及最后的驗(yàn)收提供參考，也為評(píng)價(jià)系統(tǒng)的功能和性能提供標(biāo)準(zhǔn)，本過(guò)程適合用戶(hù)，開(kāi)發(fā)人員，系統(tǒng)分析人員，程序設(shè)計(jì)人員以及系統(tǒng)測(cè)試人員閱讀和提供參考。可行性研究用戶(hù)分析及可行性操作本系統(tǒng)的使用對(duì)象是老師和學(xué)生。在本系統(tǒng)中，界面要簡(jiǎn)潔大方，要有良好的人機(jī)交互界面，有適當(dāng)?shù)牟僮魈崾荆僮骱褪褂帽容^簡(jiǎn)便，讓用戶(hù)體驗(yàn)到良好的人機(jī)交互界面。老師能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的操作進(jìn)行學(xué)生信息的錄入，而學(xué)生也可以準(zhǔn)確快速地進(jìn)行簽到。性能需求方便、快捷、有效的實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的需求，識(shí)別速度要快，識(shí)別準(zhǔn)確率要高。技術(shù)可行性此系統(tǒng)是一個(gè)涉及人臉識(shí)別的應(yīng)用程序，利用相對(duì)成熟的虹軟人臉識(shí)別引擎可以達(dá)到各方面的要求。經(jīng)濟(jì)可行性完全可以利用現(xiàn)有的設(shè)備，不需要增加新的硬件設(shè)備，只需一臺(tái)帶有攝像頭的筆記本電腦就可以運(yùn)行軟件實(shí)現(xiàn)功能，基本不需要費(fèi)用支出，只需要花費(fèi)較短的時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程，可以積累一些相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)后，可以方便上課的簽到，所以經(jīng)濟(jì)上是可行的。操作可行性該系統(tǒng)操作比較簡(jiǎn)便，可能使用上的用戶(hù)基本上都可以很快就可以上手使用。需求分析系統(tǒng)的需求分析實(shí)現(xiàn)一個(gè)圖形界面的人臉簽到系統(tǒng)。功能：將人臉照片導(dǎo)入人臉庫(kù)?？梢酝ㄟ^(guò)選擇圖片文件夾或者選擇單張圖片的方式進(jìn)行錄入，程序會(huì)從選擇文件夾中的所有照片或者選擇的單張照片中對(duì)人臉特征進(jìn)行提取，存入人臉數(shù)據(jù)文件中，人臉對(duì)應(yīng)的名字為圖片的名字。手動(dòng)從攝像頭中進(jìn)行人臉注冊(cè)。通過(guò)從攝像頭中獲取幀畫(huà)面數(shù)據(jù)，對(duì)幀畫(huà)面識(shí)別出的人臉進(jìn)行名字信息的填寫(xiě)，然后把人臉數(shù)據(jù)和名字存入相應(yīng)的文件完成注冊(cè)，并保存注冊(cè)時(shí)的照片。識(shí)別圖片。選擇一張圖片進(jìn)行人臉識(shí)別，通過(guò)提取圖片的人臉特征，與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉依次進(jìn)行比對(duì)，找出相似度最高的人臉，然后得出名字。圖片中識(shí)別出的人臉會(huì)有紅框標(biāo)注，匹配成功的人臉上的紅框還會(huì)有對(duì)應(yīng)的名字。從攝像頭中識(shí)別人臉?？梢酝ㄟ^(guò)選擇本地?cái)z像頭或者遠(yuǎn)程攝像頭的方式(通過(guò)rtsp協(xié)議進(jìn)行幀畫(huà)面的獲取，需要填寫(xiě)攝像頭ip地址和端口號(hào))進(jìn)行識(shí)別工作，通過(guò)提取從攝像頭中獲取的幀畫(huà)面數(shù)據(jù)中的人臉特征，與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉依次進(jìn)行比對(duì)，找出相似度最高的人臉，然后得出名字。幀畫(huà)面中識(shí)別出的人臉會(huì)有紅框標(biāo)注，匹配成功的人臉上的紅框還會(huì)有對(duì)應(yīng)的名字且名字會(huì)被記錄進(jìn)簽到表，畫(huà)面中可以同時(shí)出現(xiàn)多張人臉。從視頻中識(shí)別人臉。類(lèi)似攝像頭識(shí)別功能，該功能是對(duì)視頻中的每一幀進(jìn)行人臉識(shí)別，除了利用識(shí)別匹配到的人臉信息更新簽到表外，還會(huì)將匹配人臉出現(xiàn)的視頻幀保存下來(lái)，圖片名字為人臉對(duì)應(yīng)的名字，以供查看。打開(kāi)，保存，重置簽到表。 用戶(hù)界面：界面上包括課程名稱(chēng)輸入框，時(shí)間信息，攝像頭的畫(huà)面框，識(shí)別視頻時(shí)的播放界面，簽到名單的信息框，讀取圖片錄入人臉數(shù)據(jù)時(shí)的進(jìn)程顯示以及操作按鈕和菜單。系統(tǒng)的功能分析該系統(tǒng)的角色一般分為管理員（老師）和用戶(hù)（學(xué)生）,管理員負(fù)責(zé)將本次課程學(xué)生的人臉照片導(dǎo)入到人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后可以選擇本地?cái)z像頭或者遠(yuǎn)程攝像頭開(kāi)啟人臉識(shí)別簽到功能，同時(shí)也可以選擇識(shí)別視頻的功能對(duì)錄像視頻里面的人臉進(jìn)行識(shí)別簽到。學(xué)生則可以通過(guò)站在識(shí)別設(shè)備面前進(jìn)行人臉識(shí)別簽到，如果長(zhǎng)時(shí)間未能識(shí)別成功可以手動(dòng)進(jìn)行人臉注冊(cè)并完成簽到。用例圖圖2.1用例圖導(dǎo)入人臉圖片：選擇圖片文件夾或者單張圖片載入人臉庫(kù)。開(kāi)啟視頻識(shí)別模式：選擇識(shí)別視頻的功能對(duì)錄像視頻里面的人臉進(jìn)行識(shí)別簽到。開(kāi)啟攝像頭識(shí)別模式：選擇開(kāi)啟本地?cái)z像頭或者遠(yuǎn)程攝像頭進(jìn)行人臉識(shí)別簽到功能。簽到表管理：對(duì)簽到表進(jìn)行查看，保存和重置。識(shí)別簽到：學(xué)生站在識(shí)別設(shè)備面前進(jìn)行人臉識(shí)別簽到。注冊(cè)人臉：手動(dòng)進(jìn)行人臉注冊(cè)，錄入人臉數(shù)據(jù)，填寫(xiě)學(xué)生信息。用例分析導(dǎo)入人臉圖片表2.1導(dǎo)入人臉圖片用例分析用例名稱(chēng)導(dǎo)入人臉圖片簡(jiǎn)要描述選擇圖片文件夾或者單張圖片載入人臉庫(kù)執(zhí)行者老師前置條件開(kāi)啟程序，進(jìn)入軟件界面主要事件流打開(kāi)軟件點(diǎn)擊“選擇圖片文件夾載入人臉庫(kù)”或者點(diǎn)擊“選擇圖片載入人臉庫(kù)”按鈕進(jìn)入選擇界面選擇圖片文件夾或者單張圖片程序進(jìn)行人臉信息錄入操作后置條件按取消鍵，關(guān)閉此窗體，回到軟件主界面開(kāi)啟視頻識(shí)別模式表2.2開(kāi)啟視頻識(shí)別模式用例分析用例名稱(chēng)開(kāi)啟視頻識(shí)別模式簡(jiǎn)要描述選擇識(shí)別視頻的功能對(duì)錄像視頻里面的人臉進(jìn)行識(shí)別簽到。執(zhí)行者老師前置條件已經(jīng)把人臉圖片導(dǎo)入到了人臉庫(kù)中主要事件流打開(kāi)軟件點(diǎn)擊“識(shí)別視頻”進(jìn)入視頻選擇界面選擇視頻程序開(kāi)始對(duì)視頻逐幀進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別完成后展示識(shí)別成功的人臉的截圖后置條件按取消鍵，關(guān)閉此窗體，回到軟件主界面開(kāi)啟攝像頭識(shí)別模式表2.3開(kāi)啟攝像頭識(shí)別模式用例分析用例名稱(chēng)開(kāi)啟攝像頭識(shí)別模式簡(jiǎn)要描述選擇本地?cái)z像頭或者遠(yuǎn)程攝像頭開(kāi)啟人臉識(shí)別簽到功能。執(zhí)行者老師前置條件已經(jīng)把人臉圖片導(dǎo)入到了人臉庫(kù)中，且已經(jīng)配備攝像頭主要事件流打開(kāi)軟件點(diǎn)擊“開(kāi)始簽到”按鈕選擇本地?cái)z像頭或者遠(yuǎn)程攝像頭選擇本地?cái)z像頭會(huì)直接開(kāi)啟電腦自帶的攝像頭進(jìn)行識(shí)別簽到；選擇遠(yuǎn)程攝像頭會(huì)彈出新窗口，要求填寫(xiě)遠(yuǎn)程攝像頭的用戶(hù)名，密碼，ip地址以及端口號(hào)，填寫(xiě)正確后會(huì)開(kāi)啟遠(yuǎn)程攝像頭進(jìn)行識(shí)別簽到后置條件點(diǎn)擊停止按鈕，停止簽到簽到表管理表2.4簽到表管理用例分析用例名稱(chēng)簽到表管理簡(jiǎn)要描述對(duì)簽到表進(jìn)行查看，保存和重置執(zhí)行者老師前置條件已經(jīng)把人臉圖片導(dǎo)入到了人臉庫(kù)中主要事件流打開(kāi)軟件點(diǎn)擊“打開(kāi)簽到表”可以查看簽到情況點(diǎn)擊“保存簽到表”可以保存簽到表點(diǎn)擊“重置簽到表”可以重置簽到表后置條件點(diǎn)擊取消退出保存界面或者點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕關(guān)閉簽到表，回到主界面。識(shí)別簽到表2.5識(shí)別簽到用例分析用例名稱(chēng)識(shí)別簽到簡(jiǎn)要描述學(xué)生站在識(shí)別設(shè)備面前進(jìn)行人臉識(shí)別簽到。執(zhí)行者學(xué)生前置條件軟件已經(jīng)開(kāi)啟攝像頭識(shí)別模式主要事件流保持不動(dòng)的姿勢(shì)站在攝像頭面前等待識(shí)別成功完成簽到如果長(zhǎng)時(shí)間未能識(shí)別成功，彈出對(duì)話(huà)框是否要注冊(cè)人臉若選擇否，返回步驟2，若選擇是，進(jìn)入步驟4彈出信息填寫(xiě)對(duì)話(huà)框，學(xué)生填寫(xiě)個(gè)人信息，完成注冊(cè)，進(jìn)而完成簽到后置條件無(wú)注冊(cè)人臉表2.6注冊(cè)人臉用例分析用例名稱(chēng)注冊(cè)人臉簡(jiǎn)要描述手動(dòng)進(jìn)行人臉注冊(cè)，填寫(xiě)學(xué)生信息，錄入人臉數(shù)據(jù)執(zhí)行者學(xué)生前置條件學(xué)生的人臉數(shù)據(jù)未錄入人臉庫(kù)主要事件流點(diǎn)擊“手動(dòng)注冊(cè)人臉”選擇開(kāi)啟本地?cái)z像頭或者遠(yuǎn)程攝像頭進(jìn)行注冊(cè)填寫(xiě)學(xué)生信息完成注冊(cè)后置條件點(diǎn)擊“停止”按鈕退出注冊(cè)

概要設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)需要先導(dǎo)入人臉圖片到人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中，然后才能進(jìn)行攝像頭識(shí)別，視頻識(shí)別，注冊(cè)人臉以及簽到表管理等功能。在沒(méi)有導(dǎo)入圖片的情況下操作其他功能會(huì)有警告對(duì)話(huà)框彈出提示并阻止相應(yīng)功能的進(jìn)行。 圖3.1系統(tǒng)流程圖 功能模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)分為五個(gè)主要模塊，分別是導(dǎo)入人臉圖片模塊，識(shí)別視頻模塊，攝像頭識(shí)別模塊，注冊(cè)人臉模塊和簽到表管理模塊，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)若干個(gè)子功能。圖3.2功能模塊設(shè)計(jì)界面模塊設(shè)計(jì)界面主要包括用于播放攝像頭畫(huà)面或者視頻畫(huà)面的圖片控件，用于顯示簽到名單的列表，以及各個(gè)功能按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊任意一個(gè)功能按鈕時(shí)，其他功能按鈕都會(huì)呈現(xiàn)淡灰色的不可用狀態(tài)，直到該功能運(yùn)行完畢或者點(diǎn)擊停止按鈕結(jié)束功能為止。圖3.3界面模塊設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)是在概要設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)概要設(shè)計(jì)中的各個(gè)功能模塊的細(xì)化說(shuō)明，旨在簡(jiǎn)單明了地把各個(gè)功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)邏輯用圖形或文字的方式描述出來(lái)。一份合格的詳細(xì)設(shè)計(jì)可以為軟件測(cè)試提供充分的參考，從而增加軟件測(cè)試的效率和質(zhì)量；也可以讓團(tuán)隊(duì)的其他成員更快速清晰地了解程序的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)邏輯，從而更好地對(duì)軟件進(jìn)行維護(hù)，保證軟件的質(zhì)量和延長(zhǎng)軟件的使用期。針對(duì)本人臉識(shí)別簽到系統(tǒng)，要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)的功能模塊有：導(dǎo)入人臉圖片模塊，識(shí)別視頻模塊，攝像頭識(shí)別模塊，注冊(cè)人臉模塊和簽到表管理模塊。本文以程序流程圖的方式來(lái)描述各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)邏輯。主要功能設(shè)計(jì)導(dǎo)入圖片導(dǎo)入圖片的大致步驟為選擇圖片文件夾->依次提取文件夾中的圖片的人臉信息并存入人臉信息庫(kù)中->展示錄入失敗的圖片名稱(chēng)，具體流程圖如下：圖4.1導(dǎo)入圖片流程圖攝像頭識(shí)別攝像頭識(shí)別大致步驟為選擇攝像機(jī)類(lèi)型->開(kāi)啟攝像頭->對(duì)攝相頭中的畫(huà)面進(jìn)行人臉撿測(cè)->對(duì)撿測(cè)出的人臉與人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中的人臉信息進(jìn)行比對(duì)得出結(jié)果->更新簽到表。具體流程圖如下。圖4.2攝像頭識(shí)別流程圖識(shí)別視頻識(shí)別視頻的大致步驟為選擇視頻文件->視頻播放->對(duì)視頻文件逐幀提取畫(huà)面并進(jìn)行人臉檢測(cè)和識(shí)別->更新簽到表->視頻結(jié)束展示人臉截圖。具體流程圖如下：圖4.3識(shí)別視頻流程圖注冊(cè)人臉注冊(cè)人臉的大致步驟為選擇攝像機(jī)類(lèi)型->開(kāi)啟攝像頭->對(duì)攝像頭畫(huà)面進(jìn)行人臉檢測(cè)->為檢測(cè)出的人臉填寫(xiě)名字信息->保存注冊(cè)時(shí)的人臉畫(huà)面->注冊(cè)成功。具體流程圖如下：圖4.4注冊(cè)人臉流程圖主要api介紹人臉檢測(cè)原型：MRESULTAFD_FSDK_StillImageFaceDetection(MHandlehEngine,LPASVLOFFSCREENpImgData,LPAFD_FSDK_FACERESpFaceRes);描述：根據(jù)輸入的圖像檢測(cè)出人臉位置，一般用于靜態(tài)圖像檢測(cè)。參數(shù)：hEngine[in]引擎handlepImgData[in]帶檢測(cè)圖像信息pFaceRes[out]人臉檢測(cè)結(jié)果返回值：成功返回MOK，否則返回失敗code。MERR_INVALID_PARAM參數(shù)輸入非法MERR_NO_MEMORY內(nèi)存不足人臉對(duì)比原型MRESULTAFR_FSDK_ExtractFRFeature(MHandlehMemMgr,MHandlehEngine,LPASVLOFFSCREENpInputImage,LPAFR_FSDK_FACEINPUTpFaceRes,LPAFR_FSDK_FACEMODELpFaceModels);功能描述：獲取臉部特征。參數(shù)：hEngine[in]引擎handlepInputImage[in]輸入的圖像數(shù)據(jù)pFaceRes[in]已檢測(cè)到到的臉部信息pFaceModels[out]提取的臉部特征信息返回值：成功返回MOK，否則返回失敗code。失敗codes如下所列:MERR_INVALID_PARAM參數(shù)輸入非法MERR_NO_MEMORY內(nèi)存不足MRESULTAFR_FSDK_FacePairMatching(MHandlehEngine,AFR_FSDK_FACEMODEL*reffeature,AFR_FSDK_FACEMODEL*probefeatureMd,MFloat*pfSimilScoreMF);功能描述：臉部特征比較.參數(shù)：hEngine[in]引擎handlereffeature[in]已有臉部特征信息probefeatureMd[in]被比較的臉部特征信息pfSimilScoreMF[out]相似程度數(shù)值返回值：成功返回MOK，否則返回失敗code。失敗codes如下所列:MERR_INVALID_PARAM參數(shù)輸入非法MERR_NO_MEMORY內(nèi)存不足實(shí)現(xiàn)/調(diào)試過(guò)程中遇到的困難及相應(yīng)解決方法界面問(wèn)題問(wèn)題描述：如果在主函數(shù)中的while循環(huán)內(nèi)進(jìn)行攝像頭畫(huà)面讀取和識(shí)別操作的話(huà)，程序界面會(huì)卡著不動(dòng)。解決方法：采用計(jì)數(shù)器1秒60幀地對(duì)攝像頭進(jìn)行讀取，同時(shí)開(kāi)啟一個(gè)線(xiàn)程對(duì)幀畫(huà)面進(jìn)行識(shí)別操作。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題問(wèn)題描述：如果把所有人臉數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在內(nèi)存中的話(huà)，雖然識(shí)別速度會(huì)快很多，但是因?yàn)橐粋€(gè)人臉數(shù)據(jù)就要占據(jù)22kb的空間，隨著人臉庫(kù)中的人臉數(shù)量的增多，程序占用的內(nèi)存會(huì)不斷增大，對(duì)電腦造成負(fù)擔(dān)。解決方法：把所有的人臉數(shù)據(jù)都存入一個(gè)txt文件中，識(shí)別人臉時(shí)依次順序地從txt文件中讀取一個(gè)人臉數(shù)據(jù)到內(nèi)存中與待識(shí)別的人臉進(jìn)行比對(duì)，直到文件結(jié)尾。

UI設(shè)計(jì)主要功能展示主界面界面主要包括用于播放攝像頭畫(huà)面或者視頻畫(huà)面的圖片控件，用于顯示簽到名單的列表，以及各個(gè)功能按鈕。當(dāng)點(diǎn)擊任意一個(gè)功能按鈕時(shí)，其他功能按鈕都會(huì)呈現(xiàn)淡灰色的不可用狀態(tài)，直到該功能運(yùn)行完畢或者點(diǎn)擊停止按鈕結(jié)束功能為止。圖5.1主界面選擇圖片導(dǎo)入人臉庫(kù)用戶(hù)可以通過(guò)點(diǎn)擊“選擇圖片文件夾載入人臉庫(kù)”或者點(diǎn)擊“選擇圖片載入人臉庫(kù)”按鈕進(jìn)入導(dǎo)入人臉圖片功能模塊。點(diǎn)擊后會(huì)出現(xiàn)文件瀏覽窗口供用戶(hù)選擇需要導(dǎo)入的人臉圖片或者文件夾。圖5.2選擇文件夾 在圖片載入的過(guò)程中會(huì)有進(jìn)度條提示當(dāng)前進(jìn)度，便于用戶(hù)知曉大概的等待時(shí)間，防止用戶(hù)以為程序卡死強(qiáng)制關(guān)閉程序以致無(wú)法完成功能。加載完畢后會(huì)有對(duì)話(huà)框提示。圖5.3加載界面開(kāi)啟攝像頭簽到模式用戶(hù)可以通過(guò)點(diǎn)擊“開(kāi)始簽到”進(jìn)入攝像頭識(shí)別簽到功能。在這里用戶(hù)可以選擇使用本地?cái)z像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)兩種方式開(kāi)啟簽到功能，其中本地?cái)z像頭能夠開(kāi)啟軟件所在的計(jì)算機(jī)自帶的攝像頭，而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)則可以開(kāi)啟連在同一局域網(wǎng)內(nèi)的遠(yuǎn)程攝像頭。選擇本地?cái)z像頭會(huì)直接開(kāi)啟攝像頭進(jìn)入簽到功能，而選擇網(wǎng)絡(luò)攝像頭時(shí)需要填寫(xiě)遠(yuǎn)程攝像頭的用戶(hù)名、密碼、ip地址和端口號(hào)。如圖：圖5.4選擇攝像頭圖5.5選擇網(wǎng)絡(luò)攝像頭 成功開(kāi)啟攝像頭后，就會(huì)進(jìn)入簽到流程，對(duì)攝像頭中檢測(cè)成功的人臉與人臉庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比并將結(jié)果進(jìn)行標(biāo)注并完成簽到，同時(shí)更新簽到列表名單。如圖：圖5.6識(shí)別界面如果連續(xù)10次檢測(cè)不到結(jié)果，則程序會(huì)認(rèn)為人臉庫(kù)中沒(méi)有相應(yīng)的人臉數(shù)據(jù)，會(huì)彈出對(duì)話(huà)框詢(xún)問(wèn)用戶(hù)是否需要錄入新人臉數(shù)據(jù)，選擇是的話(huà)會(huì)進(jìn)入注冊(cè)人臉流程。圖5.7提示是否錄入新人臉人臉注冊(cè)用戶(hù)可以點(diǎn)擊“手動(dòng)注冊(cè)人臉”進(jìn)入攝像頭注冊(cè)人臉功能，同樣可以選擇兩種攝像頭，步驟跟開(kāi)啟攝像頭簽到功能一樣，這里就不再重復(fù)。圖5.8選擇攝像頭開(kāi)啟攝像頭后會(huì)對(duì)攝像頭中檢測(cè)到的人臉進(jìn)行錄入流程，這里用戶(hù)需要為這張人臉填寫(xiě)名字信息，然后點(diǎn)擊確定便可以完成注冊(cè)。圖5.9注冊(cè)界面 完成注冊(cè)后程序會(huì)把注冊(cè)時(shí)的人臉照片保存在程序根目錄的“注冊(cè)時(shí)生成的圖片”文件夾里面，以便下次錄入人臉庫(kù)。圖5.10注冊(cè)時(shí)的圖片被保存識(shí)別視頻用戶(hù)可以通過(guò)點(diǎn)擊“識(shí)別視頻”按鈕進(jìn)入視頻識(shí)別功能模塊。這時(shí)會(huì)彈出文件瀏覽窗口供用戶(hù)進(jìn)行視頻文件的選擇。圖5.11選擇視頻文件 選擇視頻后程序會(huì)對(duì)視頻進(jìn)行2倍速的播放，并且在播放過(guò)程中會(huì)對(duì)畫(huà)面中出現(xiàn)的人臉進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，匹配成功的人臉會(huì)自動(dòng)進(jìn)行簽到并會(huì)有相應(yīng)的姓名標(biāo)注，且匹配成功的人臉畫(huà)面會(huì)被保存在程序根目錄下的“識(shí)別視頻生成的截圖”文件夾中。圖5.12視頻識(shí)別界面 視頻播放結(jié)束或者點(diǎn)擊停止后會(huì)展示人臉截圖。圖5.13視頻人臉截圖簽到表管理點(diǎn)擊“打開(kāi)簽到表”按鈕可以打開(kāi)只顯示已簽到人員的名單。點(diǎn)擊“打開(kāi)姓名列表”可以打開(kāi)顯示所有人臉姓名的名單，其中0代表未簽到，1代表已簽到。圖5.14查看簽到情況圖5.15簽到表界面測(cè)試系統(tǒng)軟件測(cè)試概述軟件測(cè)試是在軟件即將驗(yàn)收與運(yùn)作前對(duì)已完成的軟件生命周期階段（包括需求分析、設(shè)計(jì)和編碼）進(jìn)行的最終審核。從表面上來(lái)看，軟件工程的其他階段都是建設(shè)性的，而軟件測(cè)試則是摧毀性的。然而，軟件測(cè)試是建立一個(gè)可靠性高的軟件系統(tǒng)和保證軟件質(zhì)量至為關(guān)鍵的一個(gè)步驟。它是為了找出程序中的bug而進(jìn)行的過(guò)程。測(cè)試方法分為兩大類(lèi)，分別是動(dòng)態(tài)測(cè)試和靜態(tài)測(cè)試，而動(dòng)態(tài)測(cè)試又分為白盒測(cè)試和黑盒測(cè)試。本系統(tǒng)采取黑盒測(cè)試方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。黑盒測(cè)試又稱(chēng)為功能測(cè)試或基于需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)的測(cè)試，顧名思義，黑盒測(cè)試就是將被測(cè)試的對(duì)象看作一個(gè)不透明的黑盒子，測(cè)試人員無(wú)需知道程序內(nèi)部的具體實(shí)現(xiàn)邏輯和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，僅僅需要在程序的用戶(hù)界面和程序接口上進(jìn)行測(cè)試，以檢驗(yàn)程序是否符合需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)中的各種需求，能否在接收正確或錯(cuò)誤的輸入的時(shí)候給出正確的輸出。針對(duì)本系統(tǒng)，黑盒測(cè)試主要是為了發(fā)現(xiàn)程序中是否存在以下錯(cuò)誤：（1）界面上是否有功能的紕漏；（2）功能是否能正常使用；（3）功能是否能在接受正確或錯(cuò)誤的輸入的時(shí)候給出正確的輸出；（4）性能是否符合需求。具體測(cè)試步驟測(cè)試導(dǎo)入圖片功能測(cè)試內(nèi)容：檢查導(dǎo)入圖片按鈕是否可以正常使用；檢查圖片人臉信息是否成功錄入。測(cè)試方法：點(diǎn)擊按鈕；導(dǎo)入人臉圖片；觀(guān)察姓名列表是否有相應(yīng)的名字加入。測(cè)試攝像頭簽到功能測(cè)試內(nèi)容：檢查開(kāi)始簽到按鈕是否可以正常使用；檢查本地?cái)z像頭和遠(yuǎn)程攝像頭是否可以成功開(kāi)啟；檢查是否可以成功檢測(cè)到人臉并成功識(shí)別；檢查對(duì)同一人臉識(shí)別失敗數(shù)次后會(huì)不會(huì)彈出對(duì)話(huà)框提示錄入新人臉；檢查是否可以錄入新人臉數(shù)據(jù)；檢查簽到表是否會(huì)自動(dòng)更新。測(cè)試方法：點(diǎn)擊開(kāi)始簽到按鈕；打開(kāi)本地?cái)z像頭，或者填寫(xiě)遠(yuǎn)程攝像頭信息后開(kāi)啟遠(yuǎn)程攝像頭；在沒(méi)有錄入測(cè)試者人臉信息時(shí)進(jìn)行簽到，檢查會(huì)不會(huì)提示是否錄入新人臉；在錄入測(cè)試者人臉信息后進(jìn)行簽到，檢查是否能成功簽到；檢查簽到表是否更新。測(cè)試注冊(cè)人臉功能測(cè)試內(nèi)容：檢查手動(dòng)注冊(cè)人臉按鈕是否可以正常使用；檢查本地?cái)z像頭和遠(yuǎn)程攝像頭是否可以成功開(kāi)啟；檢查是否可以成功檢測(cè)到人臉并彈出對(duì)話(huà)框要求用戶(hù)輸入名字；檢查人臉信息是否成功注冊(cè)；檢查人臉照片是否被保存。測(cè)試方法：點(diǎn)擊手動(dòng)注冊(cè)人臉按鈕；打開(kāi)本地?cái)z像頭，或者填寫(xiě)遠(yuǎn)程攝相頭信息后開(kāi)啟遠(yuǎn)程攝相頭；輸入名字信息進(jìn)行人臉注冊(cè)；觀(guān)察姓名列表是否有相應(yīng)的名字加入；觀(guān)察“注冊(cè)時(shí)生成的照片”里是否有新的照片。測(cè)試識(shí)別視頻功能測(cè)試內(nèi)容：檢查識(shí)別視頻按鈕是否可以正常使用；檢查視頻是否可以正常播放；檢查播放過(guò)程中是否能檢查并識(shí)別人臉；檢查簽到表是否更新；檢查播放結(jié)束后有沒(méi)有人臉截圖。測(cè)試方法：點(diǎn)擊識(shí)別視頻按鈕，并選擇視頻文件；播放視頻；播放結(jié)束后檢查簽到表和截圖。

結(jié)論通過(guò)本次設(shè)計(jì)，學(xué)到了不少東西。最重要的是對(duì)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)流程及思維方法有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。在期間，發(fā)現(xiàn)的許多問(wèn)題都源于沒(méi)有認(rèn)真的按步驟進(jìn)