第1章緒論1.1課題背景及意義隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，學(xué)校管理工作面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。其中，學(xué)生簽到管理作為學(xué)校管理的重要組成部分，對(duì)于確保教學(xué)秩序、提高教學(xué)效率以及學(xué)生安全具有重要意義。傳統(tǒng)的學(xué)生簽到方式通常依賴于人工操作，存在著效率低下、易造假等問題，無(wú)法滿足現(xiàn)代化管理的需求。基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有重要意義。該系統(tǒng)可以提高簽到效率和準(zhǔn)確性，減輕教師的管理負(fù)擔(dān)。其次，采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行人臉識(shí)別，能夠有效防止學(xué)生代簽、冒簽等作弊行為，保障了簽到數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。此外，該系統(tǒng)還為學(xué)校提供了數(shù)據(jù)分析和管理決策的支持，通過(guò)對(duì)簽到數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生出勤情況、課堂參與度等信息，為學(xué)校管理提供科學(xué)依據(jù)。基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，不僅可以提高學(xué)校簽到管理的效率和質(zhì)量，還能夠促進(jìn)學(xué)校信息化建設(shè)，推動(dòng)教育管理工作向智能化、現(xiàn)代化方向發(fā)展，具有重要的實(shí)踐意義和應(yīng)用價(jià)值。1.2研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)近年來(lái)人臉識(shí)別被應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域，包括學(xué)生簽到管理中，得到了廣泛應(yīng)用。眾多學(xué)校和機(jī)構(gòu)采用這一技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)的簽到方式，以實(shí)現(xiàn)快速而準(zhǔn)確的學(xué)生身份驗(yàn)證，解決代簽、冒簽等問題，并提升簽到流程的效率與準(zhǔn)確性。近年來(lái)，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的人臉檢測(cè)算法、人臉關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)算法等深度學(xué)習(xí)算法在人臉識(shí)別上取得了顯著進(jìn)展，為學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了可靠技術(shù)支持。1.3研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)本研究旨在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)學(xué)校簽到管理方式存在的效率低下、易造假等問題。具體研究?jī)?nèi)容如下：前端界面開發(fā)：基于Vue3框架，開發(fā)用戶友好的前端界面，包括后臺(tái)管理界面、學(xué)生簽到頁(yè)面、教師管理頁(yè)面等，提供便捷的簽到操作和管理功能。后端服務(wù)搭建：使用Django框架，搭建高效穩(wěn)定的后端服務(wù)，包括學(xué)生信息管理、簽到記錄存儲(chǔ)等功能，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。深度學(xué)習(xí)模型設(shè)計(jì)與優(yōu)化：基于PyTorch深度學(xué)習(xí)框架，設(shè)計(jì)和優(yōu)化適用于學(xué)生人臉簽到的人臉識(shí)別模型。利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）和其他深度學(xué)習(xí)方法，成功地對(duì)學(xué)生的人臉圖像進(jìn)行了精確地鑒別和身份確認(rèn)。系統(tǒng)集成與測(cè)試：將前端界面、后端服務(wù)和深度學(xué)習(xí)模型集成，搭建完整的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)。在部署系統(tǒng)之前還需對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，確保系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求REF_Ref22582\r\h[1]。在本系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)中，通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)添加學(xué)生賬號(hào)，學(xué)生登錄后將能夠通過(guò)上傳其人臉圖片的方式完成人臉信息的錄入。學(xué)生上傳的人臉圖片將由django后端處理，以提取面部特征并轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)。并將該二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，以便后續(xù)的身份驗(yàn)證和簽到操作。隨后，教師可以通過(guò)系統(tǒng)發(fā)布簽到任務(wù)。學(xué)生將在簽到時(shí)使用他們之前注冊(cè)的人臉信息進(jìn)行驗(yàn)證，而不是傳統(tǒng)的手動(dòng)簽到方式。本系統(tǒng)將利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)生人臉注冊(cè)和簽到功能，為學(xué)校簽到管理提供一種高效、準(zhǔn)確、安全的解決方案。

第2章相關(guān)技術(shù)介紹2.1人臉檢測(cè)在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，人臉識(shí)別被視為一個(gè)核心任務(wù)，其主要目標(biāo)是自動(dòng)辨認(rèn)圖片里的人臉特征[2]。一種傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)是采用基于Haar特征的級(jí)聯(lián)分類方法。Viola和Jones在2001年首次提出了這一方法，目的是有效地識(shí)別圖像中的目標(biāo)[3]。它通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)訓(xùn)練，依賴于大量正負(fù)樣本來(lái)教育級(jí)聯(lián)函數(shù)，以便在新的圖像中準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)對(duì)象[4]。在最近的幾年中，深度學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)取得了很大的突破，尤其是那些基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）的策略。在本系統(tǒng)中，采用了MTCNN（Multi-taskCascadedConvolutionalNetworks）REF_Ref29185\r\h[5]作為人臉檢測(cè)的模型如圖2.1(圖片來(lái)源：/20201212225634719.png)。MTCNN是一種流行的人臉檢測(cè)算法，采用串聯(lián)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）模型，以執(zhí)行多重任務(wù)，包括確定人臉位置、調(diào)整人臉尺寸以及定位面部關(guān)鍵特征點(diǎn)。MTCNN的優(yōu)勢(shì)在于能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出圖像中的人臉，并提供其位置、大小和特征點(diǎn)信息。這使得MTCNN在人臉識(shí)別、人臉驗(yàn)證等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。圖2.1MTCNN網(wǎng)絡(luò)（來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）2.2人臉識(shí)別人臉識(shí)別是指在給定一張人臉圖像后，確定圖像中的人是誰(shuí)的過(guò)程。首先根據(jù)人臉檢測(cè)后得到的坐標(biāo)從原圖中將人臉區(qū)域裁剪出來(lái)并調(diào)用特征抽取函數(shù)。特征向量被抽出后，下一步便是將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知人臉特征對(duì)照和識(shí)別。最后，根據(jù)特征匹配的結(jié)果，可以做出決策以確定其身份。設(shè)置閾值來(lái)判斷是否匹配成功，或者利用歷史信息進(jìn)行多幀融合來(lái)提高識(shí)別準(zhǔn)確率。本系統(tǒng)采用了MobileNetv1網(wǎng)絡(luò)。2.2.1MobileNetv1MobileNetV1利用了深度可分卷積這一概念，以實(shí)現(xiàn)在保持準(zhǔn)確度的同時(shí)顯著減少模型的參數(shù)量和計(jì)算量。這個(gè)卷積方法把傳統(tǒng)的卷積操作分解為兩個(gè)階段：一是深度卷積，二是逐點(diǎn)卷積，如圖2.2所示（圖片來(lái)源：/20210305162501432.png）。利用深度可分離卷積技術(shù)，可以明顯地降低模型的大小和復(fù)雜性，同時(shí)確保模型的準(zhǔn)確性REF_Ref29273\r\h[6]。圖2.2深度可分離卷積2.3前端開發(fā)前端開發(fā)涉及用戶界面的構(gòu)建，這包括但不限于網(wǎng)頁(yè)的布局設(shè)計(jì)、用戶交互界面以及頁(yè)面的美觀化處理。在這個(gè)系統(tǒng)里，前端開發(fā)是基于Vue3.js框架，而數(shù)據(jù)交互則是通過(guò)axios.js來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在本系統(tǒng)中，Vue3.js負(fù)責(zé)構(gòu)建用戶友好的前端界面。通過(guò)使用Vue3.js，可以輕松管理組件狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)頁(yè)面動(dòng)態(tài)更新，并提供良好的用戶交互體驗(yàn)。axios.js是一款廣受歡迎的基于Promise平臺(tái)的HTTP客戶端應(yīng)用，主要用于在瀏覽器和Node.js環(huán)境中發(fā)送HTTP請(qǐng)求[7]。該設(shè)備配備了簡(jiǎn)明的API、異步請(qǐng)求支持以及攔截器等多種功能，使得與后端的數(shù)據(jù)交流變得更為便捷。在本系統(tǒng)中，axios.js負(fù)責(zé)與后端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，包括發(fā)送注冊(cè)、登錄、簽到等請(qǐng)求，并處理服務(wù)器返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)。通過(guò)使用axios.js，可以實(shí)現(xiàn)與后端的高效數(shù)據(jù)交換，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。2.4后端開發(fā)后端開發(fā)指的是在服務(wù)器端進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)的流程，該流程負(fù)責(zé)處理來(lái)自前端的請(qǐng)求，執(zhí)行相關(guān)的業(yè)務(wù)邏輯，并返回相應(yīng)的結(jié)果。Django被應(yīng)用于本系統(tǒng)的后端開發(fā)中。Django是一個(gè)建立在Python基礎(chǔ)上的高級(jí)Web架構(gòu)，它為開發(fā)者提供了一系列豐富的功能和庫(kù)，以便他們能夠迅速地開發(fā)出既安全又穩(wěn)定的后端應(yīng)用程序。在此框架下開發(fā)了一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)——移動(dòng)智能電視機(jī)頂盒前端平臺(tái)，并對(duì)其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。這一框架是基于MTV（模型-模板-視圖）的結(jié)構(gòu)模式設(shè)計(jì)的，它通過(guò)將業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)模型與用戶界面進(jìn)行分離，從而確保了代碼的清晰度和可維護(hù)性。MySQL是一款廣受歡迎的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具，其主要功能是儲(chǔ)存和維護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。在人臉簽到系統(tǒng)中，MySQL負(fù)責(zé)持久化存儲(chǔ)用戶的注冊(cè)信息、簽到記錄等數(shù)據(jù)。通過(guò)Django和MySQL，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生信息、簽到記錄等數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)。Django提供了豐富的ORM（Object-RelationalMapping）工具可以方便地定義數(shù)據(jù)模型，并與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。ORM工具將Python對(duì)象映射到數(shù)據(jù)庫(kù)中的表，使得開發(fā)者能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的Python代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的增刪改查操作，而無(wú)需編寫復(fù)雜的SQL查詢語(yǔ)句。2.5深度學(xué)習(xí)框架PyTorchPyTorch是一個(gè)開源的機(jī)器學(xué)習(xí)資源，由Facebook的人工智能研究實(shí)驗(yàn)室（FAIR）負(fù)責(zé)開發(fā)REF_Ref29429\r\h[8]。該框架可快速構(gòu)建和訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型。由于其易用性、靈活性和出色的社區(qū)支持，PyTorch在研究和生產(chǎn)環(huán)境中都得到了廣泛應(yīng)用。該平臺(tái)為用戶提供了一系列豐富的深度學(xué)習(xí)工具和預(yù)訓(xùn)練模型，有助于用戶迅速構(gòu)建出準(zhǔn)確且高效的深度學(xué)習(xí)模型REF_Ref29459\r\h[9]。在這個(gè)系統(tǒng)里，PyTorch主要負(fù)責(zé)人臉識(shí)別模型的構(gòu)建、訓(xùn)練以及實(shí)施。通過(guò)PyTorch提供的各種深度學(xué)習(xí)模型和優(yōu)化算法，能夠訓(xùn)練出準(zhǔn)確、高效的人臉識(shí)別模型。同時(shí)，PyTorch還提供了易于使用的接口和豐富的文檔資料，這使得模型的構(gòu)建和調(diào)整過(guò)程變得更為簡(jiǎn)單和高效。充分利用該框架強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)功能和優(yōu)化算法，為系統(tǒng)提供可靠的人臉識(shí)別功能。PyTorch的高效性和靈活性能夠?yàn)橄到y(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性提供有力保障，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的整體性能和用戶體驗(yàn)。

第3章需求分析與系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1需求分析3.1.1問題陳述近年來(lái)，我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，高校傳統(tǒng)簽到方式逐漸被淘汰。簽到作為學(xué)校管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不可或缺。然而，傳統(tǒng)簽到方式存在學(xué)生代簽、偽造簽到等問題，難以確保簽到數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可信度。人臉，作為一種特殊的生物標(biāo)志，可以被用作生物特征的識(shí)別工具，有助于迅速且方便地鑒別個(gè)體。因此，人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)變成了一個(gè)高效的身份鑒別工具，適用于多種需要進(jìn)行身份確認(rèn)的場(chǎng)合。為了克服傳統(tǒng)簽到方法所帶來(lái)的難題，設(shè)計(jì)了一套基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)。該系統(tǒng)旨在提供高效、準(zhǔn)確、安全的簽到解決方案，確保簽到數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可信度REF_Ref29547\r\h[10]。3.1.2預(yù)期目標(biāo)通過(guò)不斷學(xué)習(xí)和探索新技術(shù)、優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)和代碼結(jié)構(gòu)、關(guān)注用戶體驗(yàn)和性能優(yōu)化等手段來(lái)克服這些難點(diǎn)，打造一個(gè)高效、穩(wěn)定、易用的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)。以通過(guò)優(yōu)化頁(yè)面加載速度、提高響應(yīng)速度、簡(jiǎn)化操作流程等手段來(lái)提升用戶體驗(yàn)3.1.3用戶需求分析學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的用戶需求主要來(lái)自學(xué)校、教師和學(xué)生三方。對(duì)于學(xué)校而言需要一種高效、準(zhǔn)確、安全的簽到方式，以確保學(xué)生的出勤率，同時(shí)減少管理成本。對(duì)于教師而言，系統(tǒng)能夠提供便捷的簽到管理功能，以便能夠更好地掌握學(xué)生的出勤情況。對(duì)于學(xué)生而言系統(tǒng)能夠提供簡(jiǎn)單、快捷的簽到方式，同時(shí)保障他們的個(gè)人隱私?；谝陨闲枨髮⒂脩粜枨蠹?xì)分為以下幾個(gè)方面：（1）準(zhǔn)確性需求：系統(tǒng)需要能夠準(zhǔn)確識(shí)別學(xué)生的人臉，避免代簽、偽造簽到等問題，確保簽到數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可信度。（2）高效性需求：系統(tǒng)需要能夠快速完成人臉識(shí)別和簽到操作，避免學(xué)生在簽到時(shí)排隊(duì)等待，提高簽到效率。（3）安全性需求：系統(tǒng)需要保障學(xué)生的個(gè)人隱私，避免人臉數(shù)據(jù)被泄露或?yàn)E用。同時(shí)，系統(tǒng)也需要防止非法用戶訪問和攻擊。3.1.4系統(tǒng)可行性分析系統(tǒng)可行性分析是一項(xiàng)評(píng)估計(jì)劃、項(xiàng)目或業(yè)務(wù)的潛在成功和可行性的過(guò)程。這類分析一般涵蓋了對(duì)技術(shù)需求在技術(shù)、運(yùn)營(yíng)和財(cái)務(wù)方面的可行性評(píng)估等多個(gè)方面REF_Ref29508\r\h[11]。（1）技術(shù)可行性分析基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)所使用的技術(shù)有人臉識(shí)別、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等方面。人臉識(shí)別技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，有許多經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的算法和開源框架可供選擇。這些技術(shù)可以在不同場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)高精度的人臉識(shí)別，為學(xué)生簽到提供可靠的認(rèn)證。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)也是成熟可靠的，可以有效管理學(xué)生信息和簽到記錄。因此，從技術(shù)角度來(lái)看，開發(fā)該系統(tǒng)是可行的。（2）經(jīng)濟(jì)可行性分析開發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)需要一定的投入，包括硬件設(shè)備、軟件開發(fā)、人員培訓(xùn)等成本。但是，與傳統(tǒng)的簽到方式相比，該系統(tǒng)可以提高簽到的準(zhǔn)確性和效率，減少人工管理和核對(duì)的工作量，從而節(jié)省人力成本。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以提高學(xué)校的管理水平和效率，為學(xué)校的長(zhǎng)期發(fā)展帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，開發(fā)該系統(tǒng)也是可行的。（3）運(yùn)行可行性分析基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)需要穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，包括硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。然而，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，這些基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)得到了廣泛普及和不斷優(yōu)化，為系統(tǒng)的運(yùn)行提供了良好的條件。此外，該系統(tǒng)只需通過(guò)瀏覽器即可進(jìn)行訪問和操作，大大降低了系統(tǒng)的運(yùn)行門檻REF_Ref29616\r\h[12]。同時(shí)，系統(tǒng)還采用了加密傳輸和訪問控制等。從操作的視角出發(fā)，對(duì)該系統(tǒng)的開發(fā)也是完全切實(shí)可行的[13]。3.2系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它包含了系統(tǒng)各個(gè)部分之間的關(guān)系與交互方式。下面將介紹學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)模塊劃分和功能描述以及各個(gè)角色的功能描述。3.2.1模塊功能描述前端模塊：提供用戶友好的界面，包括用戶身份驗(yàn)證、學(xué)生簽到、管理員管理等功能。在與用戶互動(dòng)的過(guò)程中，也會(huì)把用戶的請(qǐng)求傳送到后端的服務(wù)模塊以進(jìn)行進(jìn)一步的處理。后端模塊：根據(jù)前端請(qǐng)求調(diào)用相應(yīng)處理代碼，調(diào)用人臉識(shí)別模塊進(jìn)行學(xué)生簽到操作，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作。人臉識(shí)別模塊：接收?qǐng)D片數(shù)據(jù)，進(jìn)行圖片特征提取。轉(zhuǎn)換特征向量為二進(jìn)制數(shù)據(jù)并返回。數(shù)據(jù)庫(kù)模塊：負(fù)責(zé)定義數(shù)據(jù)庫(kù)模型，并對(duì)學(xué)生的個(gè)人信息以及簽到記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和檢索管理。圖3.1系統(tǒng)架構(gòu)圖3.2.2角色功能結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)管理員功能結(jié)構(gòu)圖圖3.2系統(tǒng)管理員功能結(jié)構(gòu)圖（2）學(xué)院管理員功能結(jié)構(gòu)圖圖3.3學(xué)院管理員功能結(jié)構(gòu)圖（3）班級(jí)管理員功能結(jié)構(gòu)圖圖3.4班級(jí)管理員功能結(jié)構(gòu)圖（4）教師功能結(jié)構(gòu)圖圖3.5教師功能結(jié)構(gòu)圖（5）學(xué)生功能結(jié)構(gòu)圖圖3.6學(xué)生功能結(jié)構(gòu)圖3.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)3.3.1數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的主要實(shí)體有用戶、學(xué)院、教師、學(xué)生，班級(jí)、角色、課程、簽到發(fā)布記錄和簽到記錄等實(shí)體，實(shí)體E-R圖如下所示：圖3.7用戶實(shí)體E-R圖圖3.8學(xué)院實(shí)體E-R圖圖3.9班級(jí)實(shí)體E-R圖圖3.10課程實(shí)體E-R圖圖3.11課程簽到記錄實(shí)體E-R圖圖3.12簽到記錄實(shí)體E-R圖圖3.13總體E-R圖3.3.2數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中角色表可以管理系統(tǒng)中對(duì)角色進(jìn)行有效管理和權(quán)限控制、請(qǐng)參考表3.1。用戶表的主要功能是保存系統(tǒng)中用戶的私人資料。字段涵蓋了用戶id、角色id、用戶名、密碼、頭像以及人臉特征等信息，詳見表3.2。學(xué)院的表格被用來(lái)保存學(xué)院的相關(guān)資料，請(qǐng)參考表格3.3。班級(jí)表被設(shè)計(jì)來(lái)保存班級(jí)的相關(guān)信息，例如表3.4所示。課程表是用來(lái)保存與課程有關(guān)的資料，例如表3.5所示。課程簽到發(fā)布記錄表是用來(lái)保存課程簽到發(fā)布的記錄的，如表3.6所示。簽到記錄表的主要功能是保存學(xué)生的簽到歷史，如表3.7。網(wǎng)絡(luò)模型表用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型信息及管理模型是否啟用，如表3.8。為了加快數(shù)據(jù)的檢索速度，設(shè)置主鍵為索引來(lái)優(yōu)化查詢性能。創(chuàng)建視圖通后，只需簡(jiǎn)單查詢便能得到所需的數(shù)據(jù)，且視圖可以保證數(shù)據(jù)的一致性，避免數(shù)據(jù)的冗余和不一致。表3.1角色表（role_table）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1role_idint是否角色id2role_namevarchar(255)否否角色名3permissionvarchar(255)否否角色權(quán)限4role_pathvarchar(255)否否角色路由配置信息表3.2用戶實(shí)體表格（user_table）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1user_idint是否用戶id2role_idint否否角色id3user_namevarchar(255)否是用戶名4photovarchar(255)否是頭像5currentDatevarchar(255)否是生日6synopsislongtext否是簡(jiǎn)介7phonevarchar(15)否是電話8namevarchar(255)否是真實(shí)姓名9passwordvarchar(128)否否密碼10gendervarchar(10)否是性別11facelongblob否否人臉特征表3.3學(xué)院實(shí)體表格（college_table）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1college_idint是否學(xué)院id2college_namevarchar(255)否否學(xué)院名3established_datedate否否創(chuàng)辦日期4addressvarchar(255)否否地址5phonevarchar(15)否否電話6emailvarchar(255)否否郵箱7directorint否否主管8college_typevarchar(255)否否學(xué)院類型9noteslongtext否否簡(jiǎn)介表3.4班級(jí)實(shí)體表格（class_table）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1class_idint是否班級(jí)id2class_namevarchar(255)否否班級(jí)名3class_teachervarchar(255)否否負(fù)責(zé)人4major_typevarchar(255)否否專業(yè)類型5noteslongtext否否備注6college_idint否否學(xué)院id表3.5課程實(shí)體表格（courses）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1course_idint是否課程id2namevarchar(255)否否課程名3teacher_idint否否教師id4class_idint否否班級(jí)id5is_check_instinyint否否簽到狀態(tài)6stu_sumint否否總?cè)藬?shù)7log_idint否是簽到記錄id表3.6課程簽到發(fā)布記錄實(shí)體表格（courses_log）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1log_idint是否發(fā)布記錄id2course_idint否否課程id3start_timedatetime否是開始時(shí)間4end_timedatetime否否結(jié)束時(shí)間5check_in_sumint否否簽到人數(shù)6log_idint是否課程簽到記錄id表3.7簽到記錄實(shí)體表（checkins_table）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1idint是否簽到記錄id2stu_idint否否學(xué)生id3course_idint否否課程id4timedatetime否否簽到時(shí)間5addresslongtext否否簽到地點(diǎn)6log_idint否否簽到發(fā)布記錄id表3.8網(wǎng)絡(luò)模型表（network_model）序號(hào)字段名數(shù)據(jù)類型（長(zhǎng)度）是否主鍵是否允許為空說(shuō)明1model_idint是否模型id2thresholddecimal(4)否否模型閾值3accuracydecimal(4)否否模型準(zhǔn)確率4pathdarchar(255)否否模型路徑5stateTinyint(1)否否模型狀態(tài)6namedarchar(255)否否模型名稱3.4技術(shù)架構(gòu)及難點(diǎn)分析3.4.1人臉檢測(cè)與定位模塊在本模塊中，利用MTCNN實(shí)現(xiàn)了人臉檢測(cè)與定位功能。用戶上傳的圖像被作為輸入，經(jīng)過(guò)MTCNN模型處理后，將得到的人臉坐標(biāo)作為關(guān)鍵對(duì)原圖進(jìn)行截取，可以從原始圖像中裁剪出僅包含人臉的圖像數(shù)據(jù)。這樣的處理可以提高后續(xù)人臉識(shí)別或其他人臉相關(guān)任務(wù)的準(zhǔn)確性和效率，因?yàn)閷⒔裹c(diǎn)集中在了人臉區(qū)域，避免了對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行處理，減少了計(jì)算負(fù)擔(dān)和人臉特征存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。3.4.2人臉識(shí)別模塊采用PyTorch深度學(xué)習(xí)框架來(lái)進(jìn)行人臉識(shí)別模型的培訓(xùn)和部署，并在使用MTCNN進(jìn)行人臉定位后，利用Mobilenet網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)提取人臉的關(guān)鍵特征。通過(guò)比較特征向量之間的相似性，達(dá)到人臉識(shí)別的目的，該過(guò)程使用歐氏距離計(jì)算相似度。3.4.3數(shù)據(jù)庫(kù)管理與存儲(chǔ)選擇關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)django管理數(shù)據(jù)庫(kù)表，針對(duì)經(jīng)常連接查詢所有視圖提高系統(tǒng)性能。3.4.4前端界面設(shè)計(jì)與開發(fā)使用VueCLI等工具初始化Vue3項(xiàng)目，并使用開源ui框架ElementPlus。VueRouter負(fù)責(zé)管理路由，確保頁(yè)面間的順暢導(dǎo)航和切換功能，并設(shè)置路由攔截和動(dòng)態(tài)路由添加保證前端界面的安全。通過(guò)Vuex管理應(yīng)用程序的全局狀態(tài)和用戶數(shù)據(jù)。3.4.5后端服務(wù)邏輯與實(shí)現(xiàn)后端則采用Django后端框架，實(shí)現(xiàn)了前端和后端分開開發(fā)并設(shè)計(jì)了合理API接口，包括請(qǐng)求參數(shù)、返回?cái)?shù)據(jù)格式等，以便與前端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。同時(shí)Django提供了數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。通過(guò)使用JSONWebToken用于身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)刷新Token的生成、驗(yàn)證等功能，保證系統(tǒng)訪問的控制。3.4.6難點(diǎn)分析在開發(fā)本系統(tǒng)時(shí)，遇到了幾個(gè)主要的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。（1）人臉識(shí)別精度和速度人臉識(shí)別是系統(tǒng)的核心功能之一，其精度和速度直接影響到用戶體驗(yàn)和系統(tǒng)性能。在實(shí)際應(yīng)用中，需要處理各種復(fù)雜的環(huán)境因素，如強(qiáng)光、弱光、逆光以及物品部分遮擋等這些都可能對(duì)人臉識(shí)別的精度產(chǎn)生影響。同時(shí)，由于系統(tǒng)中可能涉及大量的并發(fā)請(qǐng)求，因此還需要考慮如何在保證精度的同時(shí)提高人臉識(shí)別的速度。（2）數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化隨著用戶數(shù)量和簽到次數(shù)的增加，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)量會(huì)不斷增大，如何保證數(shù)據(jù)庫(kù)的性能和穩(wěn)定性成了一個(gè)重要的問題。需要通過(guò)合理的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、索引優(yōu)化、查詢優(yōu)化等手段來(lái)提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，確保系統(tǒng)在高并發(fā)場(chǎng)景下依然能夠穩(wěn)定運(yùn)行REF_Ref29769\r\h[14]。（3）前后端交互與安全性前后端交互是系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，如何設(shè)計(jì)合理的API接口及人臉數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的安全，同時(shí)還要控制API接口的權(quán)限以防止非授權(quán)接入[15]。

第4章基于深度學(xué)習(xí)的學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本章介紹學(xué)生人臉簽到系統(tǒng)各模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，分為前端交互部分和后端處理部分。前端包括界面設(shè)計(jì)、用戶交互、路由管理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀髂K的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。后端包括人臉檢測(cè)、人臉識(shí)別、特征對(duì)比、路由管理及模型管理等模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。4.1界面設(shè)計(jì)界面設(shè)計(jì)是系統(tǒng)運(yùn)行必不可少的一部分，在本系統(tǒng)中界面設(shè)計(jì)主要使用了vue3前端框架及開源ui框架ElementPlus。采用Vue中組件化開發(fā)思想把網(wǎng)頁(yè)拆成若干組件，在所需位置對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)入與重復(fù)利用。該系統(tǒng)的界面有用戶登錄、密碼修改、系統(tǒng)管理員主頁(yè)、個(gè)人信息、簽到發(fā)布、課程添加、簽到等界面。詳細(xì)設(shè)計(jì)如表4.1。表4.1界面設(shè)計(jì)表功能名稱設(shè)計(jì)類型功能描述用戶登錄界面Web輸入賬號(hào)、密碼/人臉信息、驗(yàn)證碼，進(jìn)入系統(tǒng)。密碼修改界面Web輸入賬號(hào)、原始密碼、新密碼進(jìn)行密碼修改。個(gè)人信息界面Web登錄成功后可顯示用戶本人的基礎(chǔ)信息姓名、性別、學(xué)號(hào)等。課程添加界面Web用于教師添加學(xué)生課程，添加課程后就可進(jìn)行簽到發(fā)布。簽到發(fā)布界面Web選擇一個(gè)課程進(jìn)行課程發(fā)布。簽到界面Web點(diǎn)擊簽到按鈕進(jìn)行簽到?；顒?dòng)界面Web顯示所有課程及該課程所發(fā)布的簽到信息。簽到詳情界面Web簽到成功后會(huì)跳轉(zhuǎn)到該界面，顯示簽到所用時(shí)長(zhǎng)及課程其余人員簽到情況。顯示簽到排名。人臉信息錄入界面Web打開攝像頭獲取人臉信息進(jìn)行拍照上傳到系統(tǒng)。4.2用戶交互此部分主要有登錄、密碼修改、人臉錄入、課程添加、簽到發(fā)布、簽到。（1）登錄學(xué)生的人臉簽到系統(tǒng)允許選擇學(xué)號(hào)和密碼進(jìn)行登錄，或者直接利用自己的人臉數(shù)據(jù)進(jìn)行登錄。圖4.1展示了系統(tǒng)的登錄步驟。圖4.1登錄流程圖（2）人臉信息的錄入人臉信息的錄入是本系統(tǒng)重要一環(huán)，只有人臉信息錄入后才能進(jìn)行簽到。在進(jìn)行人臉錄入前學(xué)生需確認(rèn)本人基本信息，信息無(wú)誤后才進(jìn)行人臉上傳否則需聯(lián)系管理員。人臉圖像需要通過(guò)用戶攝像頭獲取，在拍照過(guò)程中需要保證在光照充足的環(huán)境下保證提取的人臉特征正確。拍照后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行人臉圖像上傳并提取特征存入數(shù)據(jù)庫(kù)。人臉錄入流程如圖4.2。圖4.2人臉錄入流程圖（3）簽到本系統(tǒng)的簽到流程是：等待教師發(fā)起對(duì)應(yīng)課程簽到，簽到發(fā)起后學(xué)生需刷新界面，如界面沒有刷新學(xué)生就可能看不到待簽到任務(wù)，選擇對(duì)應(yīng)課程點(diǎn)擊簽到，界面會(huì)出現(xiàn)簽到彈窗系統(tǒng)自動(dòng)打開攝像頭，拍照完成后進(jìn)行人臉信息的上傳，后端會(huì)根據(jù)學(xué)生信息進(jìn)行人臉匹配，匹配成功后返回簽到成功消息同時(shí)記錄簽到詳情。簽到流程如圖4.3所示。圖4.3簽到流程圖4.3人臉檢測(cè)人臉檢測(cè)模塊的工作流程是，當(dāng)前端訪問人臉上傳路由時(shí)調(diào)用該模塊，并接送前端傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)，使用MTCNN定位人臉位置，得到位置信息后對(duì)原圖進(jìn)行裁剪輸出只包含人臉的圖像如圖4.4。圖4.4人臉檢測(cè)流程圖4.4人臉識(shí)別本系統(tǒng)采用的是基于CNN的人臉識(shí)別模型。該模型的核心理念是采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)自動(dòng)識(shí)別圖像中的人臉特征，并將這些特征映射到一個(gè)低維的嵌入空間中，以便高效地表示和識(shí)別人臉。使用MobileNetV1網(wǎng)絡(luò)作為主網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人臉圖片的特征提取。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共有28層如圖4.2所示。表4.2MobileNetV1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Type/StrideFilterShapeInputSizeGonv/s23*3*3*32224*224*3Convdw/s13*3*32dw112*112*32Conv/s11*1*32*64112*112*32Convdw/s23*3*64dw112*112*64Conv/s11*1*64*12856*56*64Convdw/sl3*3*128dw56*56*128Conv/sl1*1*128*12856*56*128Convdw/s23*3*128dw56*56*128Conv/sl1*1*128*25628*28*128Convdw/sl3*3*256dw28*28*256Conv/sl1*1*256*25628*28*256Convdw/s23*3*256dw28*28*256Conv/sl1*1*256*51214*14*2565*Convdw/sl5*Conv/s13*3*512dw1*1*512*51214*14*51214*14*512Convdw/s23*3*512dw14*14*512Conv/sl1*1*512*10247*7*512Convdw/s23*3*1024dw7*7*1024Conv/sl1*1*1024*10247*7*1024AvgPool/s1Pool7*77*7*1024FC/s11024*10001*1*1024Softmax/slClassifier1*1*10004.4.1數(shù)據(jù)采集在github上下載VGG-Face2訓(xùn)練集，VGG-Face2是用于人臉識(shí)別任務(wù)的一個(gè)大規(guī)模人臉數(shù)據(jù)集該數(shù)據(jù)集包含九千多人的三百多萬(wàn)張圖像，每個(gè)人差不多有三百?gòu)垐D片。從VisionLab官網(wǎng)下載LFW（LabeledFacesintheWild）測(cè)試集4.4.2數(shù)據(jù)預(yù)處理根據(jù)人臉坐標(biāo)CSV文件對(duì)訓(xùn)練集圖像進(jìn)行裁剪，以保留人臉部分。將裁剪后只包含人臉的圖像保存到指定的目錄中，以便后續(xù)的人臉識(shí)別模型訓(xùn)練。4.4.3模型訓(xùn)練模型訓(xùn)練是本系統(tǒng)的一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟，表4.3為訓(xùn)練的詳細(xì)配置。表4.3模型訓(xùn)練配置表設(shè)置項(xiàng)值說(shuō)明cudaTrue是否開啟GPU訓(xùn)練backboneMobileNetV1主干網(wǎng)絡(luò)input_shape[300,300,3]輸入形狀Epoch100訓(xùn)練輪數(shù)batch_size60批量大小Init_lr1e-3最大學(xué)習(xí)率Min_lr1e-5最小學(xué)習(xí)率optimizer_typeAdam優(yōu)化器類型lr_decay_typestep學(xué)習(xí)率衰減類型lossTriplet_loss損失函數(shù)save_period1模型保存周期4.4.4特征對(duì)比在人臉特征對(duì)比中使用了歐氏距離進(jìn)行判斷，歐氏距離是指在歐幾里得空間中兩點(diǎn)之間的距離。在機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析中，歐氏距離常被用來(lái)衡量?jī)蓚€(gè)樣本之間的相似性或差異性。對(duì)于兩個(gè)n維向量和，之間的歐氏距離可以通過(guò)以下公式(1-1)計(jì)算：(1-1)歐氏距離就是對(duì)每個(gè)對(duì)應(yīng)維度上的差值的平方的和再開方。在人臉特征提取后，每個(gè)人臉可以表示為一個(gè)特征向量，在比較兩個(gè)人臉的相似度時(shí)，可以計(jì)算它們特征向量之間的歐氏距離。如果兩個(gè)人臉的歐氏距離很小，通常可以判斷它們屬于同一個(gè)人。4.5模型測(cè)試圖4.5LFW準(zhǔn)確率每輪訓(xùn)練結(jié)束后使用LFW數(shù)據(jù)集進(jìn)行測(cè)試，其中部分測(cè)試結(jié)果如圖4.5所示。LFWACC為模型在LFW數(shù)據(jù)集上的正確率，smoothlfwacc值是提供對(duì)人臉識(shí)別系統(tǒng)性能的更穩(wěn)定和一致的評(píng)估。SmoothLFWACC對(duì)多次測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了平滑處理REF_Ref29981\r\h[16]，因此它能夠減少由于隨機(jī)因素或數(shù)據(jù)集特性引起的波動(dòng)。這使得系統(tǒng)性能的評(píng)估更加穩(wěn)定和可靠。本系統(tǒng)所使用的最終模型lfwacc最高為0.961，SmoothLFWACC最高為0.960。4.6模型部署在Django項(xiàng)目中創(chuàng)建一個(gè)新的目錄models，用于存放模型文件REF_Ref30138\r\h[17]。將訓(xùn)練好的模型文件及權(quán)值文件復(fù)制到剛創(chuàng)建的目錄中。編寫一個(gè)視圖函數(shù)，該函數(shù)用于加載模型并進(jìn)行預(yù)測(cè)。在函數(shù)中，加載模型及權(quán)值文件，并定義一個(gè)函數(shù)來(lái)處理輸入數(shù)據(jù)并返回預(yù)測(cè)結(jié)果。在urls.py文件中定義該視圖的路由，將請(qǐng)求映射到上述編寫的視圖函數(shù)。最后重新啟動(dòng)Django服務(wù)器，以確保所有更改生效。

第5章系統(tǒng)測(cè)試5.1系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境5.1.1軟件環(huán)境操作系統(tǒng)：Windows1022H2（操作系統(tǒng)內(nèi)部版本19045.3930）。集成開發(fā)環(huán)境（IDE）：PyCharm(2022.1.3)，VisualStudioCode(1.86.2)NavicatPremium15。編程語(yǔ)言：HTML5、CSS3、Javascript、python(3.9.18)。庫(kù)和框架：node.js(v18.19.0)、vue3、elementplus、Vant4、PyTorch(2.0.0)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：MySQL(8.0.22)。5.1.2硬件環(huán)境計(jì)算機(jī)（筆記本）：處理器（i5-10200HCPU@2.40GHz）、ARM(16.0GB)、GPU(NVIDIAGeForceGTX1650)。攝像頭：電腦攝像頭。5.2系統(tǒng)部署及配置在這一部分，將詳細(xì)描述系統(tǒng)的部署以及配置流程。系統(tǒng)的部署包括將已經(jīng)開發(fā)完成的軟件系統(tǒng)部署到預(yù)定的環(huán)境中，而配置則是調(diào)整系統(tǒng)以適應(yīng)特定環(huán)境和需求的過(guò)程。5.2.1前端部署在這一部分，將介紹系統(tǒng)的部署和配置過(guò)程。系統(tǒng)部署涉及將開發(fā)完成的軟件系統(tǒng)部署到目標(biāo)環(huán)境中，而配置則是調(diào)整系統(tǒng)以適應(yīng)特定環(huán)境和需求的過(guò)程。在前端部署中，首先需要確保已經(jīng)安裝了Node.js，并且項(xiàng)目代碼已經(jīng)獲取到本地REF_Ref30092\r\h[18]。使用cd命令進(jìn)入項(xiàng)目的根目錄，并執(zhí)行npminstall命令來(lái)安裝項(xiàng)目所需的依賴項(xiàng)。安裝完成后運(yùn)行npmrunserve命令，并在瀏覽器中訪問提供的URL（通常是http://localhost:8080）來(lái)預(yù)覽應(yīng)用程序。5.2.2后端部署安裝Python和Django：確保已安裝Python，并通過(guò)pip安裝Django。獲取項(xiàng)目代碼：克隆或下載Django項(xiàng)目代碼至本地REF_Ref30177\r\h[19]。安裝依賴項(xiàng)：使用pip安裝項(xiàng)目所需的Python包。配置數(shù)據(jù)庫(kù)：根據(jù)項(xiàng)目配置，配置MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)連接和設(shè)置。運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)遷移：運(yùn)行pythonmanage.pymigrate命令以應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)遷移。啟動(dòng)開發(fā)服務(wù)器：運(yùn)行批處理文件start.bat，以啟動(dòng)Django開發(fā)服務(wù)器。5.3功能測(cè)試5.3.1后臺(tái)系統(tǒng)功能測(cè)試表5.1管理員登錄測(cè)試表測(cè)試功能用戶登錄（賬號(hào)，密碼）前置條件數(shù)據(jù)庫(kù)中擁有管理員記錄測(cè)試步驟訪問http://localhost:8080/login。輸入工號(hào)、密碼和驗(yàn)證碼。點(diǎn)擊“登錄”按鈕。預(yù)期結(jié)果彈窗提示用戶登錄成功。序號(hào)賬號(hào)：密碼：驗(yàn)證碼：是否通過(guò)120230100012023010001BARG是220230100012023010002KLNV否3123452023010001IONT否4Abcde2023010001NHTL否5abxjtelxxa2023010001WWYO否62023010.122023010001FVEZ否720230100022023010002YUNB是820230300022023030002MJIH否920230400012023040001PIKJ否5.3.2用戶功能測(cè)試表5.2用戶登錄測(cè)試（密碼）表測(cè)試功能用戶登錄（賬號(hào)，密碼）前置條件數(shù)據(jù)庫(kù)中擁有用戶記錄測(cè)試步驟訪問http://localhost:8081/login。輸入學(xué)號(hào)、密碼和驗(yàn)證碼。點(diǎn)擊“登錄”按鈕。預(yù)期結(jié)果顯示登錄成功提示框序號(hào)賬號(hào)密碼驗(yàn)證碼是否通過(guò)120230300012023030001ADLY是220230300012023030002UBMC否31201512015OLUT否4mhbbhrmhbbhrBVFC否5abxjtelxxaabxjtelxxaNTJK否620230100012023010001BARG否720230300022023030002YHMF是820230400012023040001POMN是920230400012023030002UJBN否表5.3用戶登錄測(cè)試（人臉）表測(cè)試功能用戶登錄（賬號(hào)，人臉）前置條件數(shù)據(jù)庫(kù)中擁有用戶記錄，且該用戶已經(jīng)錄入人臉數(shù)據(jù)測(cè)試步驟訪問https://localhost:8081/login。選擇人臉登錄。預(yù)期結(jié)果顯示登錄成功提示框序號(hào)賬號(hào)是否為本人驗(yàn)證碼是否通過(guò)12023030001是JIZT是22023030001否EZFW否表5.4人臉信息錄入測(cè)試表測(cè)試功能人臉信息錄入前置條件用戶登錄成功測(cè)試步驟：1依次點(diǎn)擊“我的”“人臉信息”按鈕。2確認(rèn)個(gè)人信息后點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如果已經(jīng)錄入過(guò)人臉信息會(huì)出現(xiàn)提示“你已經(jīng)錄入過(guò)人臉信息，確定重新錄入？”。3按下“識(shí)別”按鈕，成功識(shí)別人的臉后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)步驟。4成功上傳5秒后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至首頁(yè)?；蛘唿c(diǎn)擊完成后，直接跳轉(zhuǎn)至主頁(yè)。預(yù)期結(jié)果用戶成功登錄后，能夠正常跳轉(zhuǎn)到個(gè)人主頁(yè)，并且能夠看到自己的個(gè)人信息。序號(hào)賬號(hào)是否錄入人臉數(shù)據(jù)是否通過(guò)12023030201是是是22023030202否是是32023030202否否否表5.5課程添加測(cè)試表測(cè)試功能課程添加前置條件據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中擁有對(duì)應(yīng)班級(jí)測(cè)試步驟1教師登錄系統(tǒng)。2點(diǎn)擊“添加”按鈕3輸入課程名稱，選擇班級(jí)。4點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕。預(yù)期結(jié)果課程列表新增一條序號(hào)賬號(hào)課程名班級(jí)是否通過(guò)1202404008程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班是2202404008NullNull否3202404007Javaweb電子信息1班是42024040071234電子信息1班是表5.6簽到發(fā)布測(cè)試表測(cè)試功能發(fā)起簽到前置條件數(shù)據(jù)庫(kù)擁有對(duì)應(yīng)的課程信息測(cè)試步驟1教師登錄系統(tǒng)。2點(diǎn)擊“發(fā)起簽到”按鈕。3輸入有效時(shí)間。4點(diǎn)擊“發(fā)布”按鈕。預(yù)期結(jié)果對(duì)應(yīng)課程狀態(tài)變?yōu)楹灥街?，且?duì)應(yīng)班級(jí)的學(xué)生可看到課程簽到狀態(tài)為簽到中，且對(duì)應(yīng)簽到按鈕有紅點(diǎn)提示，過(guò)期后點(diǎn)擊簽到按鈕會(huì)出現(xiàn)提示“暫無(wú)簽到任務(wù)”。刷新界面對(duì)應(yīng)提示消失。序號(hào)賬號(hào)班級(jí)有效時(shí)間（分）是否通過(guò)1202404008程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班1是2202404008程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班10是3202404008程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班100是4202404008程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班-1否5202404007電子信息1班5是6202404007電子信息1班-1否7202404007電子信息1班1.1否表5.7簽到測(cè)試表測(cè)試功能簽到前置條件數(shù)據(jù)庫(kù)擁有對(duì)應(yīng)的課程信息且發(fā)布了對(duì)應(yīng)簽到信息測(cè)試步驟1學(xué)生登錄系統(tǒng)。2在對(duì)應(yīng)課程處點(diǎn)擊“簽到”按鈕。3上傳人臉信息。4點(diǎn)擊“簽到”按鈕。預(yù)期結(jié)果對(duì)應(yīng)課程狀態(tài)為進(jìn)行中，簽到成功后跳轉(zhuǎn)到簽到詳情頁(yè)顯示對(duì)應(yīng)的簽到時(shí)間，過(guò)期后點(diǎn)擊簽到按鈕會(huì)出現(xiàn)提示“暫無(wú)簽到任務(wù)”。刷新界面對(duì)應(yīng)提示消失。序號(hào)賬號(hào)班級(jí)人臉信息時(shí)間范圍是否通過(guò)12023030201程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班本人有效是22023030201程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班本人過(guò)期否32023030202程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班無(wú)有效否42023030202程序設(shè)計(jì)專業(yè)1班別人有效否52023030310電子信息1班本人有效是5.4準(zhǔn)確性測(cè)試使用LFW作為測(cè)試集，F(xiàn)W數(shù)據(jù)集中的圖像是從互聯(lián)網(wǎng)上收集的，因此具有真實(shí)場(chǎng)景中的多樣性和復(fù)雜性。數(shù)據(jù)集中的圖像包含了人們?cè)诓煌藙?shì)、表情和光照條件下的多樣性。圖5.1ReceiverOperatingCharacteristiccurveROC曲線（ReceiverOperatingCharacteristicCurve）被認(rèn)為是一個(gè)評(píng)估二分類模型表現(xiàn)的有效工具。它通過(guò)繪制不同閾值下的真正例率（TruePositiveRa