基于pca和lda算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现 67页

堂巧化号１０５３２学号Ｇ１２０６６３１０分类号密级公开ｍ？ＨＵＮＡＮＵＮＩＶＥＲＳＹＩＴ工程硕±学位论文ＰＣ乂．基于乂和ＬＤ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现学位串请人姓名孔安培养单位软件学院导师姓名及职称郭振远副教授肖国荣高级工程师学科专业软件工程研究方向信息系统与决策论义提交日期２０１６年１２月 学校代号：１０５３２学号；Ｇ口０６６３１０密级：公开湖南大学工程硕±学位论文基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现単位由巧人姓名：孔安导师姓名巧职撤：郁振远副教巧肖国荣高级工程师培养单位：软件学院专业名撤：软件工穂论义提巧日期；２０１６年１２月论立答雜日期：２０１６年１２月３日答滋委员会主巧；刘拭結教授 ＴｈｅＤｅｓｉｎａｎｄＩｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＦａｃｅＲｅｃｏｎｉｔｉｏｎＡｔｔｅｎｄａｎｃｅｇｐｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＰＣＡａｎｄＬＤＡＡｌｇｏｒｉｔｈｍｂｙＫＯＮＧＡｎＢ．Ｅ．ＨｕｎａｎＡｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔ２００７（ｇｙ）ＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐＫｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓ化ｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＳｏｆｔｗａｒｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｔｈｅＧｒａｄｕａｔｅｓｃｈｏｏｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＧＵＯＺｈｅｎｙｕａｎＳｅｎｉｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒＸＩＡＯＧｕｏｒｏｎｇＮｏｖｅｍｂｗ，２０１６ 湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名日期年（衣月１］日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使巧学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密囚。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）ｆ文作者签名日期（：如年月Ｊ日导师签名日期年（己月ＬＪ日 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考巧管理系统的设计与实现摘要，伴随着科技水平的进步，管理方式的科技含量越来越高但能否快捷、准确的获取到员工的考勤信息仍然是很多企业人力资源管理部口所急需解决的问题。而且目前，仍有少数么事业单位依然使用传统的方式对员工的出勤信息进行管理，＂＂容易出现脏数据的现象一，因此建立套方便、快捷且满足企业实际的考勤管一理信息系统逐渐成为企业事业单位考勤管理的个势在必行的发展方向。本文首先分析了人脸识别技术的研巧背景和现状，从系统的整体着眼，结合了企业对考勤管理的业务流程，分析了人脸识别考勤系统的可巧性，给出了功能需求和非功能需求，同时还介绍了实现系统的关键技术如Ａｄａｂｏｏｓｔ算法、ＰＣＡＬＤＡ一算法和算法的研究。在系统的设计中，采用了统建模语言对系窥进行了＾总体的设计，包括系统的逻辑架构、功能架构、网络架构（＾１及数据库的设计，还利用流程图和时序图对系统各个功能模块进行了详细设计。针对ＰＣＡ算法提取特征时容易发生小样本问题，提出了融合ＰＣＡ和ＬＤＡ算法来提取人脸特征，并将该算法运用到人脸识别考勤管理系统中。最后介绍了系统的实现，系统采用客户端。：考勤管／服务器体系结构，实现了对员工考勤的管理系统分为Ｈ个功能模块理、基本信息管理和考勤统计管理，Ｈ个模块之间相辅相成，实现了员工考勤的信息化管理。系统测试和运行结果显示，系统界面友好、操作简单、数据可靠，不仅能够满足企业考勤管理工作的森求，还优化了企业考勤管理的流程，降低了管理成本，，有效地提商了企业的管理效率，同时严格的数据获取方式与数据俭测流程保障了考勤管理系统中数据的完整性与安全性。：ＰＣＡ算法关键词５ＬＤＡ算法；人脸识别；考巧管理ｎ 工程硕±学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｋｃｈｎｏｌｏｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｈｉｈｔｅｃｈｎｏｌｏｐｇｙ，ｇｇｙｃｏｎｔｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｈｏｗｕｐ，ｂｕｔ化ｅＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｈｕｍａｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓｍａｎａ呂ｅｍｅｎｔｉｎｍａｎｙｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｓｔｉｌｌｎｅｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｗｈｉｃｈｃａｎｑｕｉｃｋｌｙａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙｏｂｔａｉｎｅｍｌｏｅｅａＵｅｎｄａｎｃｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｂｕｔａｔｒｅｓｅｎｔ化ｅｒｅｉｓｓｔｉｌｌａｓｍａｌｌｎｕｍｂｅｒｐｙｐ，＇ｏｆｅｎｔｅｒｒｉｓｅｓｓｔｉｌｌｕｓｅｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｔｏｄｏｔｈｅｅｍｌｏｅｅｓａｔｔｅｎｄａｎｃｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｙｐｙ＂＂ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏ打ｅｔｏｄｉｒｔｙｄａｔａｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｎｄａｃｈｉｅｖｅｔｈｅａｃｔｕａｌａｔｔｅ打ｄａｎｃｅｍａ打ａｇｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｉｍｅｒａｔｉｖｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｅｎｔｅｒｒｉｓｅｓａｎｄｉｎｓｔｉｔ山ｉｏｎｓｗｉｔｈｐｐａｔｔｅ打ｄａｎｃｅｍａｎａｅｍｅｎｔ．ｇＴｈｉｓｐａｐｅｒ打ｒｓｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｆａｃｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏ打ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ打ｆｒｏｍ化ｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆ化ｅｗｈｏｌｅｓｙｓｔｅｍ化ｅａｅｒ，ｐｐａ打ａｌｙｚｅｓｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｆａｃｅｒｅｃｏ打ｉｔｉｏｎａｔｔｅ打ｄａ打ｃｅｓｓｔｅｍｂｃｏｍｂｉ打ｉ打ｗｉｔｈｔｈｅ呂ｙｙｇｅｎ化ｒｒｉｓｅｏｆｔｈｅａｔｔｅ打ｄａｎｃｅｍａｎａｅｍｅｎｔｂｕｓｉ打ｅｓｓｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｎｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｐｇｐｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｎｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｋｅ１；ｅｃ］ｉｎｏｌｏｉｅｓｏｆｑ，ｑｙｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｕｃｈａｓＡｄａｂｏｏｓｔａｌｏｒｉｔｈｍＰＣＡａｌｏｒｉｔｈｍａｎｄＬＤＡａｌｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｄｅｓｉｎｏｆｇ，ｇｇｇｔｈｅｓｙｓ化ｍｕｓｅｄｔｈｅｕｎｉ打ｅｄｍｏｄｅｌｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｌｏｇｉｃｏｆｔｈｅｓｓｔｅｍｙａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｒｃｈｋｅｃｔｕｒｅｎｅｔｗｏｒｋａｒｃｈｉ化ｃｔｕｒｅｄａｔａｂａｓｅｄｅｓｉｎ化ｅ，，，ｇ，ｆｌｏｗｃｈａｒｔａｎｄｔｉｍｉｎｄｉａｇｒａｍｏｆａｄｅｔａｉｌｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆｅａｃｈｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｄｕｌｅｏｆｔｈｅｇｓｙｓｔｅｍ．Ｉ打ｖｉｅｗｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｓａｍｐｌｅｐｒｏｂｌｅｍｗｈｅ打ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｆｅａｔｕｒｅｓｏｆＰＣＡａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｆｕｓｉｏｎＰＣＡａｎｄＬＤＡａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｆａｃｅｆｅａｔｕｒｅ，ａｎｄｉｄｉｉｍ化ｅａｌｏｒｉ化ｍｉｓａｌｅｔｏｔｈｅｆａｃｅｒｅｃｏ打ｔｏ打ａＵｅｎｄａｎｃｅｍａｎａｅｍｅｎｔｓｓｔｅ．Ａｔｌａｓｔｇｐｐｇｇｙ，ｔｈｉｓａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓｔｈｅｃｌｉｅｎｔ／ｓｅｒｖｅｒｐａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｓｔａｆｆａｔｔｅｎｄａ打ｃｅ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｆｕｎｃｔｉｏ打ａｌｍｏｄｕｌｅｓ：ａｔｔｅ打ｄａｎｃｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｂａｓｉｃｉ打ｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｅｍｅｎｔａｎｄ，ｇａｔｔｅｎｄａ打ｃｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｍａｎａｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｔｈｒｅｅｍｏｄｕｌｅｓｉ打ｆｌｕｅｎｃｅｅａｃｈｏｔｈｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｇｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｔａｆｆａｔ化ｎｄａｎｃｅ．Ｔｈｅ化Ｓｔａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏ打ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓ化ｍｈａｓｆｒｉｅ打ｄｌｙｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｓｉｍｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａ打ｄｒｅｌｉａｂｌｅｄａｔａ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ打ｏｔｏ打ｌｙｃａｎｓａｔｉｓｆｔｈｅｅｎｔｅｒｒｉｓｅａｔｅｎｄａｎｃｅｙｐｍａｎａｇｅｍｅｎｔｎｅｅｄｓｂｕｔａｌｓｏｏｔｉｍｉｚｅｔｈｅｅ打ｔｅｒｒｉｓｅａｔｔｅｎｄａ打ｃｅｍａｎａｅｍｅｎｔｒｏｃｅｓｓ，ｐｐｇｐ，ｒｅｄｕｃｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｃｏｓｔｓ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆ也ｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ．Ａｔ化ｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｓｔｒｉｃｔｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａ打ｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓＩＩＩ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考巧管理系统的设计与实现ｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄａｔｔｅｎｄａｎｃｅｉｎｄａｔａ．Ｋｅｏｒｄｓ：ＰＣＡａｌｏｒｉｔｈｍ；ＬＤＡａｌｏｒｉｔｈｍＦａｃｅｒｅｃｏｉｔｉｏｎＡｔｔｅｎｄａｎｃｅｙｗｇｇ；ｇｎ；ｍａｎａｇｅｍｅｎｔＴＶ 工程硕壬学位论文目录湖南大学学位论文原初性京明和学位论文版权使用授权书Ｉ摘要ＩＩＡｂｓｔｒａｃｔＩｌｌ麵索引ＶＩＩＩ附表索引Ｘ第１章绪论１１．１研究背景与意义１１．２国内研究现状２１．３论文主要研究内容及组织结构３１．３．１论文研究内容３１．３．２论文组织结构４第２章关键技术研究５２．１人脸识别方法５２丄１人脸识别概述５２丄２人脸识别优势６２．２基于Ａｄａｂｏｏｓｔ算法的人脸检测６２．２．２算法基本概念６２．２．２算法实现过程７２．３人脸识别算法７２．３．１基于ＰＣＡ算法的特征提取方法７２．３．２基于ＰＣＡ＋ＬＤＡ算法的特征提取方法８２．４本章小结８第３章系统需求分析９３．１系统总体分析９３丄１技术可行性分析９３丄２经济可行巧分析９３．１．３操作可行性分析９３．２系统功能需求分析１０３１０．２．１考勤管理３．２．２基本信息管理１１３．２．３考勤统计管理１２Ｖ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考巧管理系统的设计与实现３．３系统非功能需求分析１２３．４本章小结１３第４章系统设计１４４１１４．系统设计原则与目标４丄１系统设计原则１４４丄２系统设计目标１４４．２系统总体架构设计１５４．２．１系统逻辑架构设计１５４１．２．２系统功能架构设计６４．２．３系统硬件架构设计１６４．３系统功能模块设计１６４．３．１考勤管理１６４．３．２基本信息管理１８４２２．３．３考勤统计管理４．４系统数据库设计２３４．４．１数据库设计原则２３４４２２４．．数据库概念设计４．４．２数据库表设计２７４巧．５本章小结第５章系统的实现与测试３０５．１开发环境的选择３０５丄１硬件环境３０５丄２软件环境３０５３０．２系统的实现５．２．１系统功能模块的实现３０５．２．２人脸检测的实现３４５．２．３人脸识别的实现３８５４．３系统测试１５．３．１测试基本原理４１５．３．２评价指标４３５４３．３．３测试环境与配置５．３．３功能测试４４５．３．４性能测试４７５．４本章小结４８总结与展望４９ＶＩ 工程硕丈学位论文参考文献５１致谢５４ｖｎ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现插图索引图２．１训练流程图７３图．１考勤管理用例图１０图３．２基本信息管理用例图１１图３．３考勤统计管理用例图１２图４．１系统Ｂ／Ｓ结构國１５图４．２人脸识别考勤管理系统功能结构图１６图４．３考勤管理功能结构图１７图４．４考勤管理类图八图４．５基本借息管理功能结构图１８图４．６静态人脸采集流程１９图４．７员工査询顺序图１９图４．８员工管理类图２０图４．９添加用户时序图２１图４．１０部口信息添加顺序图２２图４．１１考勤统计管理功能模块２２图４．１２考勤统汁类图２３图４．１３员工实体ＥＲ图２４图４．１４员工薪资实体ＥＲ图２５图４．１５人脸信息实体ＥＲ图２５图４．１６部口信息试题Ｅ艮图２５图４．１７考勤记录实体ＥＲ图２６图４．１８请假记录实体Ｅ民图２６图４．１９考勤规则实体ＥＲ图％图５．１系统登录界面３１图５．２人脸识别界面３２图５．３员工出勤情况界面３２图５．４员工添加界面３３图５．５考勤情况统计界面３３图５．６人脸识别整体流程图３５图５．７人脸处理步骤３５图５．８人脸识别流程图巧ｖｍ 工程硕±学位论文图５．９系统测试过程４２图５．１０测试环境拓扑图４４ＩＸ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勒管理系统的设计与实现附表索引４２７表．１员工信息表结构表４．２员工薪资表结构２７表４．３人脸信息表结构１１表４．４部口信息表结构２８表４．５考勤记录信息表结构２８表４．６请假记录信息表结构２８表４．７考勤规则信息表结构巧表５．１系统测试硬件环境４４表５．２测试环境配置表４４表５．３上班考勤测试用例４５表５．４部口信息管理测试用例４５表５．５员工个人査看考勤结果测试用例４６表５．６全勤统计测试用例４６表５．７人脸识别准确率测试结果４７表５．８系统测试结果４８Ｘ 工程硕±学位论文第１章绪论１．１研究背景与意义伴随着科技水平的进步，考勤管理的方式也发生着蚁变。从使用打卡纸的手２Ｗ［］动打卡机到使用管理系统的１Ｃ卡打卡机、指纹打卡机，再到应用ＲＦＩＤ技Ｗ的考勤系统一术。这路走来，虽然管理方式的科技含量越来越高，但能否快捷、准确的获取到员工的考勤信息仍然是很多企业人力资源管理部口的所急需解决的问题。而且目前仍有少数企事业单位仍然使用传统的方式对员工的出勤信息进行ｃｅ一管理，通常表现为手工汇总。Ｅｘｌ是种简单易行的管理模式，这方式受统计＂＂Ｗ’５１一人员主观影响比较大，而且容易出现脏数据的现象。因此建立套方便、快捷且满足企业实际的考勤管理信息系统逐渐成为企业事业单位考勤管理的一个势在必行的发展方向。二十一世纪是数字化、网络化的世纪。在网络信息化时代的背景下，人的身份特征都被数字化，如何高效、快捷地进行个人身份验证，是当今科技工作者必Ｗ一须解决的关键性问题。现在经常使用的些身份认证手段，如身份证、动态口令卡、网络注册号认证等，不但使用不方便、难于记忆、保存不便，而且很容易，被人盗用、仿造的可能性也很大。因此丢失或者忘记密码，当前使用的许多身份认证手段面临着严峻的挑战。据相关统计，每年因信息安全而造成的经济损失高这数千亿美元，因此传统的身份认证手段己经变得不适应现代科技的发展和社Ｗ会的进步。正是在这种条件下，基于生物特征的识别技术应运而生，相对于传一统的身份鉴别技术，因其具有些无可比拟的优越性而逐步成为身份鉴别的主流Ｗ方式。目前用生物特征进行身份识别的技术主要有步态识别、人脸识别、气味ｔＷＤＮＡＷ识别、指纹识别气签名识别、识别等，其中指纹识别目前已经广泛的应用到实际生活中了。在这些识别技术中，人脸识别技术具有更加方便、快捷的优点，对其进行研究具有重要的理论和实用意义。目前人脸识别问题已经成为人工智能、计算机视觉领域研究的热点。随着科学技术日新月异的发展，越来越多的新技术开始运用到各个信息系统当中，其中生物特征识别技术被人们所知道，并开始运用在考勤管理系统当中，生物特征识别技术是人们个体所拥有的，不会被盗用，安全性很高。将人脸识别一一方面可Ｗ准确高效地对员工进行考勤运用在企业的考勤管理系统当中，，另方面还可Ｗ提升企业的管理效率，在本文中，将ＰＣＡ和ＬＤＡ算法相结合，并将这两种算法运用到企业考勤管理系统中，提升了人脸识别的准确率，对于人脸识１ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现别考勤管理系统的发展有一定的借鉴意义。１．２国内研究现状人脸识别技术作为一种新兴的身份鉴别技术，与其他生物特征识别技术相比，一些独到的优势在实际应用中具有：一ｔｗ（１）人脸识别技术是种非接触式的识别技术，是最易于隐蔽使用的身份鉴别技术，适用于解决重要的安全问题，是当今安防、反恐最重视的科技手段一之。（２）相关采集设备价格便宜，性价比高，可扩展性强。这种识别技术只需摄像头、ＰＣ和相关软件，具有较强的可扩展性。（３）跟踪性能良好。采用基于运动与模型相结合的方法可Ｗ对人脸进行跟踪，即当指定的人脸面像在摄像头的监控范围内运动时，可Ｗ对某些人进行实时的监控和跟踪，从而具有智能监控的效果。一（４）良好的自我学习能力。个好的人脸识别系统能够自动更新人脸数据库，一定变化的时候从而能够保证在外界环境发生变化或者人脸部本身就有，仍然能够准确的进行身份鉴别。人脸识别研究的历史比较久远，早在１８８８年和１９１０年Ｇａｌｔｏｎ就在ＮａｔｕｒｅｔＷ杂志上发表了两篇利用人脸来进行身份鉴别的论文。而自动人脸识别的研究论文最早见于１９６５年Ｃｈａｎ和Ｂｌｅｄｓｏｅ在Ｐａｎｏｒａｍｉｃ艮ｅｓｅａｒｃｈＩｎｃ．上发表的技术报告ｔＷ。二，到现在为止己经有四十多年的历史了十世纪九十年代Ｗ来，人脸识别技术更是得到了快速的发展，每年都有大量的学术论文及相关产品出现，目前有很多知名研究所和大学都有专口的研究人员在从事该方面的研巧。它的发展主要经历了Ｗ下Ｈ个阶段：一一第阶段－（１９６４１９９０年）；这阶段主要采用基于几何特征的方法作为人脸识别的技术方案，研究人员对面部剪影曲线的特征提取方法进行了大量的相关研究，ｅｄ一ＷＢｌｓｏｅ、Ｈａｒｍｏｎ、Ｋａｎａｄｅ等人的研究为主。这阶段是此项技术发展的初级阶段。第二阶段－（１９９１１９９７年）：该阶段是高峰期，涌现出了大量的成果，并且出现一了若干商业化应用的人脸识别系统。这时期出现了大量的人脸识别算法，具有ｔＷ代表性的有Ｆ１浊ｅｒｆａｃｅ人脸识别方法Ｗ及弹性图匹丽方法。Ｆｌｓｈｅｒｆａｃｅ主要采用＂７］ＰＣＡ（ｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ）对图像进行降维，然后义用ＬＤＡ（ｌｉｎｅａｒ＂＾ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔａｎａｌｙｓｉｓ岐换获得尽可能小的类内散度和尽可能大的类间散度，最）后利用最大后验概率准则完成人脸识别过程一种算法的思想是用属性图来表。后征人脸特征，最后计算输入的人脸图片与己知人脸图片Ｇａｂｏｒ变换特征的相似度ｔＷ。，从而完成整个人脸识别过程２ 工程硕±学位论文Ｈ阶段１９９８－第现在）；最近十年，由于计算机性能的快速提升，人脸识别技（术获得了长足而又深远的发展。主流的人脸识别算法在用户配合、环境理想的情ＰＷ况下可Ｗ达到理想的识别率。但是当光照、姿态变化较剧烈的时候，主流的识别算法的性能都会急剧下降。因此，对姿态、遮挡、光照等问题的研究成为重要的研究方向。Ｇｅｏｒｇｈｉａｄｅｓ提出的基于光照锥模型的人脸识别方法是该阶段的重要Ｐ１１成果。近年来，，由于计算机技术的突飞猛进人脸识别技术有了很大的突破，产生了大量的人脸识别技术新方法：，如基于统汁的人脸识别方法它将人脸图像看作ｎ一维空间里的个点一些统计方法来分析人脸模式法是基于统计学理，用，这类方论，由于统计学理论发展完善，因此基于统计方法得到的算法性能较好。比较经Ｐ２１ｅｎ－典的算法有有Ｐｔｌａｎｄ所提出的ＫＬ变换的特征脸巧ｉｇｅｎ化ｃｅ方法和线性判）２３ＬＤＡ［］Ｉ别分析（方法，Ｗ及Ｃｏｍｏｎ提出的的独立分量分析ＣＡ方法、基于频域）（）的方法Ｗ及基于奇异值分解。（ＳＶＤ）的方法国内对人脸识别技术的研究开始的较晚，在９０年代后期才开始进行深入的研究，但是在众多研究组织的积极努力下，己经取得了卓越的成果，如我国的清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、南京理工大学等高校Ｗ及中国科学院自动化研究所等。在人脸识别的肤色检测方面，清华大学改进了识别４Ｐ一１方法，对人脸的颜色和特征进行优化，提出种具有自动适应能力的检测方法。ｐｙ而哈尔滨工业大学则是采用特征子脸、模板匹配、彩色信息等人脸检测技术，一，送个技术即便是在复杂变化的背景下实现了个多级结构的人脸检测与跟踪，对多角度、多表情的人脸也能进斤识别，并实现跟踪。在人脸识别技术的研究中，中国科学院自动化研究所的研巧实验室研究出的识别模式对国内智能监控识别的、发展起到了重要作用，尤其对运动目标的跟踪识别人脸智能识别Ｗ及分析人体行为识别是重要的研究课题，研究成果也被广泛的应用。由于ＬＤＡ算法提取特征时容易发生小样本问题，本文提出了将ＬＤＡ和ＰＣＡ算法运用到考勤管理系统中，利用ＰＣＡ算法对训练样本进行降维处理，从而确保训练样本的类内离散度矩阵非奇异，接着用ＬＤＡ算法求解最优投影矩阵Ｗ，防止小样本问题发生。１．３论文主要研究内容及组织结构１．３．１论文研究内容考勤系统是指具有对企业员工出勤状况进行记录的并提供查询分析功能的信息管理系统，它不是单纯的软件系统，通常需要与硬件结合Ｗ完成考勤功能。考勤系统通常是人力资源部口获取员工出勤信息的重要依据。论文主要研究了现在３ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的没计与实现比较流斤的人脸检测算法和人脸识别算法，研巧了ＰＣＡ算法和ＬＤＡ算法，由于ＬＤＡ算法提取特征时容易发生小样本问题，因此先利用ＰＣＡ算法对训练样本进Ｓｗ满，行降维处理，使秩从而确保训练样本的类内离散度矩阵非奇异，接着用ＬＤＡ算法求解最优投影矩阵Ｗ，将ＰＣＡ和ＬＤＡ算法相结合应用到本文所开发。的人脸识别考勤管理系统中，提升了人脸识别的效率１．２．３论文组织结构本文共分７章，结构如下：第１章为绪论，主要从考勤管理系统的研究的背景出发，通过对考勤管理系统的当前现状及存在的问题进行分析，对比国内外研究现状，阐述进行本文研究的目的及意义。２第章为系统关键技术分析，在进行本系统的研究、设升和实现之前，首先对实现人脸识别考勤管理系统的关键技术如Ａｄｓｂｏｏｓｔ算法、ＰＣＡ和ＬＤＡ算法进行阐述，并提出了融合ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的新算法，为后续系统的设计和实现做铺垫。第３章为系统的需求分析，主要完成考勤管理系统的可行性分析、系统的功能需求的分析和非功能需求的分析：，确定了系统的使用者Ｗ及系统的功能考勤管理、基本信息管理和考勤统计管理，便确定并得到企业考勤管理系统的功能结构。４第章为系统设计，在第Ｈ章节对考勤管理系统进行需求分析后，根据得到的功能需求对系统的功能进行设计，得到了系统的功能结构、逻辑架构和网络架构等架构。第５章为系统的实现与测试，根据系统分析和系统设计方案，对系统的运行环境和系统的服务器进行了部署，最后给出了系统各个功能模块的实现。在系统实现完毕，针对系统的功能和性能对系统进行测试分析，Ｗ发现系统中存在的问题和错误，并加改进。第６章为结论，总结和分析考勤管理系统的整个设计和实现过程，对后期工作的提出要求和希望。４ 工程硕±学位论文第２章关键技术研究２．１人脸识别方法２丄１人脸识别概述人脸识别是利巧计算机分析人脸图像，从中提取有效的识别信息，进而用来一分辨身份的口技术。目前国内外研充较为广泛的人检识别方法有很多：（１）基于几何特征的人脸识别方法是通过提取人的眼睛、眉毛、鼻子、嘴等脸部器官的几何形状作为识别特征的。世界上千千万万的人，每个人的人脸也都、是有各自的差异，这些差异都可Ｗ通过眼睛眉毛、鼻子、嘴己等器官的位置和一形状来表现，因此这些器官的几何描述就可Ｗ作为人脸识别的个判断标准。集合特征的人脸识别方法最初始时，是通过人脸侧面的轮廓来描述和识别人脸，而后随着计算精度的提高，可对眼睛、嘴巴等细节位置的特征点进行提取，从而达到更高的识别率。一（２）基于特征脸的人脸识别方法是训练姐标准人脸图像，利用主成分分析方法构造主元子空间，最终这些主元便可Ｗ具有人脸的特征，这些主元也就被称为特征脸一。它是种比较简单、高效而且非常实用的算法，是基于变换系数特征实现的。但是这种算法对于训练数据库和待识别图像的灰度变换有较大的影响，这种方法在光照和表情变化较小的情况下性能比较好，但是受光照影响较明显，在光照等变化较大时识别性能会有所下降。（３）基于神经网络的人脸识别方法则是将图像空间投影到隐层子空间，根据不同的目的构造不同的神经网络。基于神经网络的人脸识别方法在人脸识别领域的应用中，相比其他几类算法是具有很大优越性，其他几类算法大部分都是对人脸识别思想的规律或规则进行显性的描述，而这种描述相对来说更难而且更不精确，神经网络的方法则是利用大量的学习，得到对人脸识别规律或规则的隐性表达，这种隐性表达的适应性相对较强，而且也比较容易实现。（４）基于局部特征分析的人脸识别方法是根据人脸的图像中表现出的局部特ＰＷ征传达出人脸信息。提取图像的特征，如果是使用整体的方法，数据是当作空间的高维向量，挂种的识别效果会不太理想。如果仅仅是使用局部特征来描述人一脸图像，则可Ｗ获得个低维隐式的特征表达方式，这种方法的图像表示不仅仅会随着光照变化而变化，还对图像的尺度变化、形变、旋转等具有较强的稳定性。５ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现２丄２人脸识别优势，生物识别技术不需要记住复杂的密码与传统的身份验证方法相比，也不需一随身携带钥匙、智能卡之类的特殊物品。生物识别寻找的是人类个体具有独性和稳定性的特征，这就决定了这种认证方式具有更高的可靠，认定的是人体本身性、安全性和可用性。此外，生物识别技术产品均借助于现代计算机技术实现，Ｐ７很容易配合电脑和安全＾、监控、管理系统整合，实现自动化管理。因而，人们希望生物识别技术能够满足对公共、金融的安全需求ｙｘ及其它方面的应用。相比较于指纹、虹膜、视网膜、声音等生物特征识别技术，人脸识别在接触性、隐取性和安全性上都有着其它生物特征识别技术所不具有的优势，主要体现在Ｗ下几个方面：（１）可Ｗ隐蔽获取人脸进行分析，尤其适用于安全监控由于人脸识别本身不需要接触，对用户的配合程度要求相比指纹、虹膜、视网膜等其他人体生物特征一识别技术较低，可Ｗ在定的距离范围内获取人脸并分析。因而可Ｗ进行隐蔽的一图像获取，这点特别适用于解决重要的安全问题、罪犯监控与网上抓逃等应用。（２）可Ｗ利用现有的安全检查设施，在城市的各个角落里，在各主要交通干道上，都设置了大量的视频监控设施，人脸识别技术可Ｗ将现有的设施利用起来，而不是重新铺设监控设备。（３）非接触式采集，没有侵犯性，容易被接受，人脸识别技术不会对用户造成生理上的伤害一，也比较符合般用户的习惯，容易被大多数的用户接受。（４）具有方便、快捷、强大的事后追踪能力因为人类本身对于人脸具有强大的识别能力，而对虹膜、指纹等信息缺乏分类能力，在识别事件发生时，识别系统可Ｗ将当时的图像记录下来，存入数据库中。当事后需要调查追踪时，可将资料调取出来进行审阅，通过人类本身的人脸识别能力，对人脸识别系统进行有效的补充。２．２基于Ａｄａｂｏｏｓｔ算法的人脸检测２．２．１，算法基本概念在本论文的人脸识别系统中，需要动态的检测并跟踪人脸，因此计算量会相当大一，从而需要种能够实时检测人脸的算法，在目前的人脸检测算法中，Ｐｓ’２９Ａｄａｂｏｏｌｓｔ算法具有较快的速度Ｗ及很高的准确度，在实际应用中得到了广泛的验证，因此本文采用这种算法来实现人脸检测。Ａｄａｂｏｏｓｔ算法主要是根据人脸的灰度分布，选择采用矩形特征。该特征可通过积分图快速进行提取，然后通过训练提取最优的矩形特征并将其转化为弱分类器，最后将弱分类器进行叠加构成强分类器，然后串联成级联分类器用于人脸检测。６ 工程硕±学位论文人脸检测是对输入的整幅图像的内容进行检测，看其中是否含有人脸，若有人脸，则返回人脸的位置和大小，并把人脸分割出来的过程。在企业考勤管理系ＡｄａＢｏｏ一统中运用的人脸检测方法是ｓｔ算法，ＡｄａＢｏｏｓｔ算法是种基于统计理论口Ｗ的方法，是由ＰａｕｌＶｉｏｌａ和ＭｃｈａｅｌＪｏｎｅｓ在２００１年。，ｉ提出来的到目前为止ＰＵＡｄａＢｏｏ一ｓｔ覚法是精度、速度性能较高的人脸检测算法之。２．２．２算法实现过程一ＡｄａＢｏｏ、ｓｔ算法的核屯思想是将训练出来的分类器通过筛选、确定系列分，类性能较好的弱分类器，然后通过线性叠加的方式将它们提升为强分类器。训练流程如图２．１所不。（＾３，Ｉｉ，权重归一化给定样本计算毎个特征的强分Ｉ初始化权重类－器＇￣否ｉＩＵ计算弱分类器的加权Ｉ巧误率训Ｔ找出具有＾小错误率ＩＹ分类巧的获得强分类器Ｉｉ调巧权重结束〔）图２．１训练流程图如图所示一，算法首先给定个样本，开始时，初始化样本中的权重，然后开３２３３一１１１始对样本进行积分图计算、矩形特征值计算＾阀值和权重调整，当达到定的训练次数后，Ｗ此类推，经过Ｔ次循环，得到了ｔ个弱分类器（ｈｉ，ｈ２，．．．，ｈ一ｔ｝，分类效果比较好的弱分类器的权重较大。最后把这些弱分类器按照定权重组合起来得到强分类器Ｈ。２．３人脸识别算法２．３．１基于ＰＣＡ算法的特征提取方法经过人脸检测之后我们找到了人脸区域接下来我们需要针对人脸区域将人，脸特征值提取出来一个高维矩阵表示。在人脸识别中，获取的输入图像是用，提７ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现取和识别特征前一，由于前步获得的输入图像的矩阵维数很高，导致了数据量庞大，如果直接在该高维矩阵中运算会十分困难，因此必须首先对该高维向量进行降３４一１［Ｍ维运算。首先需要将高维矩阵转换成维列向量。１９９１由ＩＴ多媒体实验室５３６ｅｗｅｘＰｅｎａｎｄ口’］的ＭａｔｔｈＴＴｕｒｋ和Ａｌｔｌ提出的ＰＣＡ方法。ＰＣＡ（ＰｒｉｎｃｉａｌｐＣｏｍｏｎｅｎｔＡｎａｌｓｉｓ）ＰＣＡ算法从事务的多个方面分析事ｐｙ，称主成分分析，务，得到事务的本质，将复杂的问题简单化。在ＰＣＡ算法中，首先需要将高维的矩阵进行降维操作，将数据清洗干净，将数据的冗余删除，将复杂的数据进行处理后使得数据变得容易处理一。通过ＰＣＡ算法的到矩阵的主元，得到最重要的组正交基，在简化了矩阵的同时也保留了原矩阵的信息。，用来表示之前的矩阵２．３．２基于ＰＣＡ＋ＬＤＡ算法的特征提取方法ＰＣＡ是基于主元分析的特征提取一，把所有的不同人脸的样本放在起提取，Ｗ所有人的人脸样本最优重建为目的。因此，对于人脸样本之间的差异而言它存在着明显的缺陷，从这方面讲它来描述人脸识别的特征是不充分的。我们把特征值较少的特征向量省去，只保留了特征值大的人脸特征所对应的特征向量。通过ＰＣＡ算法变换后得到了低维矩阵，，该低维矩阵对于人脸有很好的表达能力但是在对不同的人脸的区分判断能力较弱。口７线性判别分析技术１（ＬｉｎｅａｒＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｅＡｎａｌｙｓｉｓ，ＬＤＡ），它充分利用了训练样本己知的类别信息，寻找最有助于判别分类的投影方向子空间，属于监督学习方法一。它是种有效的特征抽取方法。使用込种方法能够使投影后训练样本的类间散布矩阵最大，并且同时类内散布矩阵最小。就是说，它能够保证投影后训练样本在新的空间中有最小的类内距离和最大的类间距离，即人脸样本在该空间中有最佳的可分离性。但是它仅适用于两类分类问题。ＳＬＤＡＰ３一算法提取特征时容易发生小样本问题，针对小样本问题般可Ｗ，对样本进行降维处理，使得总的样本的个数高于样本的维数，从而消除了奇异性问题。在对样本进行降维的方法中包含了两种：通过降低图像的分辨率和利用某－Ｌ变种变换来对样本进行降维，比如Ｋ换。Ｓｗｅｔｓ和Ｗｅｎｇ等提出将ＰＣＡ与９ＬＤＡ两种算法融合的算法口’ＷＰＣＡ算法对训练样本进行降维，即先利用，使Ｓｗ满秩，从而消除矩阵的奇异性，然后用ＬＤＡ算法的到最优投影矩阵Ｗ。２．４本章小结本章主要介绍了人脸识别方法、人脸检测算法Ａｄａｂｏｏｓｔ算法和人脸识别算法、人脸识别算法ＰＣＡ和ＬＤＡ算法，并针对ＰＣＡ在提取样本特征时会发生小样本问ＤＡ题的缺点，融合了ＰＣＡ和Ｌ算法结合起来用来识别人脸，为人脸识别考勤系统的人脸识别提供了算法依据。８ 工程硕±学位论文第３章系统需求分析３．１系统总体分析３丄１技术可行性分析在软件方面，基于浏览器／服务器架构的软件框架结构为我们提供了开发本系统的技术基拙，本系统的数据库采用微软公司的ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８数据库系统，ＳＱＬ一Ｓｅｒｖｅｒ２００８适用于大中规模的数据量的处理，是个支持多用户的新型数据库。系统使用一ＪＡＶＡ作为开发语言，ＪＡＶＡ语言是口比较成熟的面向对象开发语言，它提供完善的类、库函数Ｗ及丰富的数据类型，送满足了人脸识别考勤管理系统对代码模块化的要求，代码的高度模块化保障了系统的可扩展性与可维护性，为系统的开发提供了保障。由此可见，本系统的设计与实现在硬件技术方面和软件。技术方面的都是满足的，因此考勤管理系统在技术上是可行的３丄２经济可行性分析一人脸识别考勤管理系统是个普通的信息管理系统，对计算机硬件的要求并不商，，只需要视频和普通服务器即可而且软件提供了友好的用户界面，操作简。单，公司无须花费较大的培训费用即可投入使用在人脸巧别考勤管理系统投入一方面可Ｗ减少手工操作的步骤使用之后，、加快了考勤信息管理的处理速度，一一另方面，随着考勤工作的增加，公司也急需个送样的软件来管理考勤工作。现在计算机的配置已经很高，性能也不错，而且价格十分便宜。同时人脸识别考勤管理系统的用户量并不多，所需数据库也不大，因此系统的运行对计算机要求不高，普通计算机即可满足，因此系统在硬件投入方面的价格并不髙。考勤管理一系统能为企业带来如此多的收益，同时系统是基于ＪＡＶＡ开发的，ＪＡＶＡ是口比较成熟的编程语言，系统的开发环境为Ｅｃｌｉｐｓｅ，数据库为ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８，软件成本较低。人脸识别考勤管理系统能商效、准确地管理整个企业的考勤，节省了大量的人力、物力和财为。因此，从经济上看，本系统的开发是可行的。３丄３操作可行性分析人脸识别考勤管理《统基于浏览器服务器结构，为用户提供了友好的用户界面，界面设计时充分考虑管理人员的习惯，将系统分为各个功能模块，用户进入一目了然系统之后，所看到的功能，使得操作简单，用户在录入数据时，系统反一应迅速。，提供录入的接口都是遵循了定的规范，使得数据录入十分准确本系统对用户而言，提供了友好的界面、方便的操作Ｗ及齐全的功能，用户只需在系９ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现统提供的界面上用鼠标点击对应选项卡或者按钮就能执行相应的功能，而无需关必系统后台是如何实现的。系统提供了可视化界面，各顶菜单清晰明了，稍微有计算机基础的人无需培训即可立即使用。因此，本系统在操作上是可行的。３．２系统功能需求分析３．２．１考勤管理考勤管理的用例图如图３．１所示：人人部口领导员工＼／／、申请请假＾／财务人员图３．１考勤管理用例图员工可Ｗ通过系统进行上班考勤、下班考勤、申请请假和查看考勤情况，部口领导可＾＞１通过系统进行上班考勤、下班考勤、申请请假和请假审批等功能，财１务人员可Ｗ通过系统计算员工的考勤工资。（１）上班考勤：系统在员工上班期间提供上班考勤的功能，员工只需对着系。统的视频采集区域，即可完成上班考勤（２）下班考勤：系统在员工下班期间提供下班考勤的功能，员工只需对着系统的视频采集区域，即可完成下班考勤。（３）申请请假：员工可登录系统请假，请假需部口领导批准即可请假。１０ 工程硕±学位论文（４）查看考勤情况：员工可Ｗ通过系统查询到自己的考勤情况。（５）请假审批：当员工请假时，部口领导会在系统上收到员工请假申请，部ｎ领导在浏览请假信息之后可ａ批准或不批准该员工的请假申请。（６）薪资管理：系统能根据上个月员工的考勤情况自动计算员工的考勤工资。３．２．２基本信息管理基本信息管理的用例图如图３．２所示：本信息＾嘗理员＼／图３．２基本信息管理用例图管理员可Ｗ通过系统进行人脸信息录入、员工基本信息录入、员工基本信息修改、人脸信息修改、员工基本信息査询、人脸信息查询、部口信息管理和系统设置。（１）人脸信息录入：系统提供人脸信息录入，在员工进行上下班考勤时，需＞要将采集到的人脸与数据库中的人脸信息进行对比，所｛＾１需要提前将人脸信息录入到数据库中。（２）员工基本信息录入：当新员工入职时，管理员录入员工的基本信息，Ｗ便对员工信息进行管理。（３）员工基本信息修改：当员工基本信息发生变更时，管理员可修改员工的基本倍息。（４）人脸信息修改：当员工的人脸信息变化过大Ｗ至于人脸识别考勤系统无法识别时，管理员可Ｗ修改员工的人脸信息，即重新录入员工的人脸信息。（５）员工基本信息查询：管理员可对员工的基本信息进行查询操作。（６）人脸信息查询：管理员可Ｗ查询员工的人脸信息。（７）部口信息管理：管理员可Ｗ对企业的部口信息进行管理，并且每个员工只能属于一个部口，且需要为该部口指定部口领导人。（８）：系统设畳管理员通过该功能可设置企业的考勤时间，因此人脸识别１１ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现考勤系统能够准确识别员工是否迟到早退等。３．２．３考勤统计管理考勤统计管理的用例图如图３．３所示：假人员统Ｑ／／＿部口领导＼＼＼到人员统｛＾图３．３考勤统计管理用例图部０领导可＾＾通过系统进行请假人员统升、全勤人员统计和迟到人员统计等功能。（１）请假人员统计：人脸识别考勤管理系统提供了请假人员的统计，相关部鬥领导可Ｗ查看！＾往的员工请假纪录。（２）全勤人员统计：人脸识别考勤管理系统提供了全勤人员的统汁，相关部口领导可Ｗ查看ｔｉｌ往的员工全勤纪录。（３）迟到人员统计：人脸识别考勤管理系统提供了迟到人员的统计，相关部口领导可査看Ｗ往的员工迟到纪录。３．３系统非功能需求分析系统的非功能需求分析是通过分析系统的性能需求、数据要求、系统安全需求进行分析，此来确定系统的实现是否符合用户的标准，从性能需求分析中可Ｗ得到系统是否能稳定、可靠等。从易用性的分析中可Ｗ得出系统是否容易上手，在系统的安全性分析中，分析系统是否具备充足的安全措施。（１）数据真实性数据是人脸识别考勤管理系统的基础，因此在数据的存储过程中，需要保证数据的真实性，在数据的传输和存储过程中不能出现差错，这样才能保证系统的顺利运行，才能提供给用户所需要的服务。（２）易维护性在软件开发生命周期中一，软件维护是在软件开发中的最后步，虽然是最后１２ 工程硕±学位论文一。步，但是在整个生命周期中软件维护占的比例是最大的软件维护通常发生在在系统分析和设计中考虑不周导致需求的改变，从而导致软件功能的改变所引起一些问题的，针对这些问题，开发人员需要对软件进行维护。在软件维护过程中，通常需要扩充软件的程序代码，亦或是修改软件的程序代码。因此在设计人力资源管理系统的功能模块时，需要考虑各模块之间的联系，尽量要使得各个模块之间代码独立，模块之间的修改不会互相影响。所在人力资源管理系统的设计中，尽量使得考勤管理模块、基本信息管理模块和考勤统计模块之间稱合度低，保障模块之间的独立性。在代码的编写过程中，需要着重考虑代码变量命名的规则，最好是用自然语言进行命名，这样会便于系统的维护与变更。在系统的使用过程中可能会产生一些新的需求系统需要扩充完善功能因此良好的可扩展性将对系，，，统的升级改造维护提供很大的便利。（３）易理解性软件的易理解性通常是指人们通过阅读源代码和相关文档来了解软件系统的功能结构，因此在代码的编写过程需要添加注释。为了让程序代码和软件的文档能更好的被后期维护人员所维护，在软件设计过程中，软件应该采用模块化和结构化设计的方法，这样可Ｗ大大的减少代码的修改，便于软件开发人员对系统进行维护。在程序设计过程中，特别是编程的过程中，对于难懂的程序语句需要添加注释，变量的命名要有意义，这样才能方便软件维护人员的升级与维护。（４）易测试性在完成软件的实现之后，需要对软件进行功能测试和性能测试，验证软件是否与客户期待的结果相符。如果软件存在ｂｕｇ与不足，测试人员需要快速、准确地发现软件中的ｂｕｇ，从而把ｂｕｇ报告给开发人员。因此在人力资源管理系统的设计过程中，系统需要采用良好的程序架构和代码风格，在软件需求分析、概要设计、详细设计Ｗ及编码阶段都需要编写对应阶段的文档，方便测试人员在软件测试过程中，能够迅速定位软件的错误，并对软件的ｂｕｇ进行修正。（５）界面友好一用户界面的设计是为了使用户能够与系统进行交互，系统应该提供个便于操作的界面，功能展示清晰，各功能划分合理。３．４本章小结本章对系统的功能需求和非功能需求进行了详细的分析，通过用例图介绍了系统的角色Ｗ及角色所使用的功能，并对这些功能进行了详细的介绍，同时将系统分成了Ｈ个功能模块：考勤管理、基本信息管理和考勤统计管理Ｈ大功能模块。１３ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现第４章系统设计４．１系统设计原则与目标４丄１系统设计原则人脸识别考勤管理系统的设计与实现遵循标准的软件工程开发流程，采用面向对象的软件设计方法：，系统设计遵循下原则（１）安全性和可靠性原则人脸识别管理系统的设计应该充分考虑计算机设备的自身情况，如设备的容错能为Ｗ及纠错能力。当系统运行崩溃时，系统应该能自我恢复。同时数据库系统还应具备可靠性，能及时备份，这样保障了系统在数据库崩溃的时候能够及时恢复数据。在系统的设计中，必须要考虑到数据库是否可靠和安全，数据库是整个系统运行的基础，只有保障了数据库的正常运行，系统才能正常运行。（２）经济性和实用性原则在系统的设计过程中一，定要遵循经济成本低、实用性高的原则，系统所开。发的功能是该企业考勤管理所需要的，且各个功能之间相互独立在系统的开发，能中，尽量采用免费的开发环境降低整个系统的开发成本。在系统投入使用之后，，，系统在运行过程消耗较小性能稳定。总而言之系统在设计和实现的过程中，所开发的功能是该企业所需要的，且尽可能降低开发的经济成本，尽量１＾＾民投入获得高回报。（３）可扩展性和易维护原则？系统的开发需要考虑到系统Ｗ后的功能扩展，因此必须具备可扩展性，同时系统现在的功能只是针对目前人力资源管理的问题，还有很多方面没有涉及到，系统还需要具备易维护性，当系统的需求发生变更时，软件开发人员能够在不修改原有源代码基础的对现有代码进巧増加，Ｗ此来实现功能的扩展和维护。随着企业业务的发展和变更，将来人脸识别考勤管理系统肯定会有功能的扩展，所Ｗ在系统设计时，要确保系统的结构清晰明了，系统功能模块之间联系和制约小，方便。レッ后系统的扩展和维护４丄２系统设计目标本论文所设计的人脸识别考勤系统的设计目标是将人脸识别技术应用于考勤管理系统中，Ｗ此来提高企业考勤的效率，降低人力的消耗，为企业的人力资源管理提供优质的技术支持。根据企业考勤管理的需求确定系统的功能结构，并且１４ 工程硕±学位论文，相互之间尽量减少交叉各个功能之间要尽可能独立，同时为了系统的可维护性，还需要兼顾代码的可复用性。人脸识别考勤管理系统不仅可Ｗ存储员工的考勤信息，还可Ｗ迅速查到所需信息，它不仅能通过计算机网络技术实现员工基本信息的管理，更可Ｗ实现企业信息的共享，使人脸识别考勤管理系统的利用率达到最大。同时，人脸识别考勤管理系统应该从企业考勤管理的实际需要出发，能让企业的相关人员随时随地都能访问到与企业相关的信息，要具备完善的员工人脸识别考勤管理功能：考勤管理、基本信息管理和考勤统计管理，系统用户可Ｗ通过个人用户和密码登录系统，并在相应的模块进行信息的查询及修改等操作，能有效地实现人脸识别考勤管理系统的信息化和智能化。４．２系统总体架构设计４．２．１系统逻辑架构设计人脸识别考勤管理系统是基于设计的，基于服务器浏览器架构的系统中，客户端和服务器端实现了良好的分离，服务器端上存放着系统的应用逻辑处理代码和数据库，客户端上基本没有压力，客户端无需安装任何软件即可访问系统。系统的服务器浏览器架构如图４．１所示；请求客户端浏览器？Ｗｅｂ服务器ｋ人返回炸ｉ／请求／５化巧求客户端浏览器Ｓｅｒｖｌｅｔ容器数据库服务器功能层数据层表示层图４．１系统Ｂ／Ｓ结构图系统基于８居体系结构，系统的表示层、功能层和数据层都很好地被分离开来，各个层的功能不同。其中表示层是用户访问的接口，它的主要功能是与用户交互，表示层主要由用户电脑上的浏览器构成，用户可Ｗ通过浏览器向服务器发送请求，功能层主要是对数据库服务器的逻辑操作和对用户请求的业务逻辑处理，ｗｅｂ服务器收到用户请求之后，将请求发送给Ｓｅｒｖｌｅｔ容器，Ｓｅｒｖｌｅｔ容器再将ＳＱＬ请求发送至数据层，数据层由数据库构成，该数据库存储了人力资源管理系统中１５ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人验识别考勤管理系统的设计与实现所有的数据。４．２．２系统功能架构设计系统的功能架构设计如图４．２所示，人脸识别考勤管理系统包括考勤管理功能模块。、基本信息管理功能模块和考勤统计管理功能模块人脸识别考勤管理系统基考考本勤勤信统管息计理管管理理图４．２人脸识别考勤管理系统功能结构图考勤管理功能模块提供员工的上下班考勤，基本信息管理提供了管理员对员工基本信息、部口基本信息和人脸信息进行管理，考勤统计营理提供给部口领导人员查看员工的请假情况、迟到早退的情况等。４．２．３系统硬件架构设计本文使用的摄像机和图像采集卡分别为ＶＳ－８２３Ｄ彩色工业相机和ＭＶ－８００髙清图像采集卡，另外还包括电源和连接采集卡与摄像机的双串曰数据线。电源型￣－号：ＰＨ４８３３３Ａ：２２０Ｖ５０Ｈｚ出：１２Ｖ１０００ｍＡ。输入，输，－ＭＶ８００高清图像采集卡性能指标如下：实现视频图象通过计算机ＰＣＩ总线实时传递至计算机内存；可由用户定义任意采集方式，采集窗口大小；可实时采集单场、单倾任意间隔Ｗ及连续顿的图象。，－８００图像采集卡和ＶＳ－８２３Ｄ摄像机的性能指标可知通过分析ＭＶ，它们满足实时视频系统的需求。在使用图像采集卡之前必须安装它的驱动程序，否则无法工作。４．３系统功能模块设计４．３．１考勤管理．３：考勤管理的功能结构图如图４所示，在考勤管理中包括Ｈ个功能模块出１６ 工程硕±学位论文勤管理功能模块、请假管理功能模块和薪资管理功能模块。考勤管理出请薪勤假资管管管理理理图４．３考勤管理功能结构图（１）出勤管理：在出勤管理中，包括员工的上班考勤、下班考勤等功能，在上下班考勤时，系统主动识别人脸。，并写入系统数据库（２）请假管理；在请假管理中，员工可Ｗ在该功能模块中申请请假，当员工申请成功后，系统会发送消息给部口领导人员，部口领导人员再对请假申请进行审批，可Ｗ批准请假，也可不批准请假。员工请假成功后，系统不再纪录员工请假时间的考勤。（３）薪资管理：系统根据员工的考勤记录自动计算员工的考勤工资，供财务人员查看。考勤管理的类图如图４．４所示：＊ＦａｃｄｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｔａ巧＊。化＋Ｆａｃｅ艮ｅｃｏ即ｉｔｉｏｎＱ＾＋＾＋Ｃｒｅａ化Ａｔｅｎｄａｎｃｅ（）１严户气、、、１、＼Ｉ＼ＡｔｔｅｎｄａｏｃｅＲｅｃｏｒｄ—１ＸｒｅＩ之＋Ｃａ化（）１＋Ｄｅｌｅｔｅ（）１＋Ｓｅｌｅｃｔ（）Ｉ＇ｕｅＨｒＡＱｙｌｌ（）Ｉ，７ＬｅａｖｅＲｅｃｏｒｄＳａｌａｒｙＳ＋ｃａＩｃｕｌａｔｅＳａｌａｉｙ（）ｔｃｈｅｃｋＯｅｃｔ巧（ｅｌｅｃｔＯ＋户Ｕｅ＂Ａ占Ｉ＂Ｉ〇、＋Ｑｕｅｌｌ－＿＿＾Ａ（）应图４．４考勤管理类图１７ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现在考勤管理的类图中，包含了Ｗ下几个类：Ｓｔａｆｆ类（员工类）、Ｆａｃｅｌｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ类（人脸信息类）、ＡｔｔｅｎｄａｎｃｅＲｅｃｏｒｄ类（考勤记录类）、ＬｅａｖｅＲｅｃｏｒｄ类（请假类）和Ｓａｌａｒｙ类（薪资类），Ｓｔａｆｆ类依赖于Ｆａｃｅｌｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ类来进行人脸考勤，依赖于ＬｅａｖｅＲｅｃｏｒｄ类进行考勤管理，依赖于ＡｔｔｅｎｄａｎｃｅＲｅｃｏｒｄ类进行考勤记录的管理，而Ｓａｌａｒｙ类依赖于ＬｅａｖｅＲｅｃｏｒｄ类和ＡｔｔｅｎｄａｎｃｅＲｅｃｏｒｄ类进行薪资的计算。４．３．２基本信息管理基本信息的功能结构图如图４：人．５所示，基本信息管理包括Ｓ个功能模块脸信息管理功能模块、员工信息管理功能模块和部口信息管理功能模块。基本信息管理。人员部脸工口信信Ｉ言息息息管管管理理理图４．５基本信息管理功能结构图（１）人脸信息管理：在人脸信息管理中包括人脸信息采集训练。除实时的人脸采集外，还有静态的人脸图像采集。对每个员工的个人信息进行录入，建立相关的员工数据库；然后进行登记注册，即输入姓名，年龄，员工号码等个人基本信息，；从电脑中直接导入登记注册人照片并及时的显示在相框中，如图４．６所示为静态人脸采集流程。在采集完人脸的图像后，截取人脸的区域然后对该区域进行标准化处理，最后将采集到的人脸信息保存到数据库中并对该人脸信息进行编号。根据该功能在正常光照条件下，为实验室每个成员采集１０一张正面的人脸，建立个小型的人脸库。除此之外，还有人脸库训练和待测人脸识别两大核也部分，运用ＰＣＡ＋ＬＤＡ算法分别对人脸库训练，然后对待测的人脸进行识别。１８ 工程硕±学位论文开始＾Ｉ静态人脸图像采集登记注册ｉ导入图片采集人脸结图４．６静态人验采集流程（２）员工信息管理：员工信息管理中提供了对员工信息的増加、删除、修改和查找等操作，员工入职后，需要将员工的信息添加到系统中，然后再添加员工的人脸信息。人力咨源部人员系统管理子系统数据库访问层銜巧巧登录Ｉ１１１？ＩｒＳｔｉＩ登录成功１Ｉ《１ＩＩＩ査询人员１ｊｊ＊ＩＩ査询巧求ｎ１Ｉ？Ｉｓｅｌｅｃｔ语句：￣＾广査询结果＾查询结果ｊ＾Ｕ＇显示査询结果！！ＵＩｉ！１１ｉ图４．７员工查询顺序图９１ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现一个重要模块员工管理模块是基本信息管理子系统中的，是对企业所有的员工的管理，是企业考勤管理的基础，查询企业员，包括增加、删除、修改和查找工的顺序图如图４．７所示。人力资源部人员首先要登录系统管理子系统，只有当成功登录后才能进入系一定程度上保障了系统的安全性，保证了企业的员工统，通过访问权限的限制在资料对外保密。人力资源部人员登录成功后，向系统提出查询员工信息的请求，服务器在接收到用户的请求后，将需要查询的信息发送至数据库访问层，数据库访问层再根据查询请求对数据库进行操作，查询成功后系统再将查询结果显示在人为资源管理系统的界面上。４８。本节重点论述用户管理的详细设计，员工管理的类图如图．所示ＵｓｅｒＭａｎａｇｅＡｃｔｉｏｎ－ＬＩＳＴＳＰｓｔｒｉｎｇＤＥＦＡＵＬＴ＿Ｊ：＿－Ｃ祀ＡＴＥＳＰ：ｓｔｏｒｉｎｇ＿Ｊ－ＳＰＥＤＩＴ：ｓｔｒｉｎｇ＿Ｊ－ＳＥＡＲＣＨＳＰ＿Ｊ＋ｓｔｏｂｌｉ（：ｊｅｃｔ）＋ｃｒｅａｔｅ（：ｏｂ）ｊｅｃｔ＋ｅｄｉｔ：ｏｂｔ（）ｊｅｃ＋ｓｅａｒｃｈ：ｏｂｊｅｃｔ（）＋ｄｅｌｅｔｅ（）：ｏｂｊｅｃｔｓＵｓｅｒＤＴＯ．化ｅ出ＡＯ￣＇－：ｓｒｕｓｅｒｉｄｉ品Ｉ？？ＵｓｅｒＭａｎａｇｅＳｅｒｖｉｃｅ｜－－ｕｓｅｒＮａｍｅｕｓｅｒ：ＵｓｅｒＤＴＯ：ｓｔｒｉｎｇ－ｅｒＰａｏｏｂｅｃ－ａｓｓｗｏｒｄｓｔｒｉｎＵｓ：ｊｔｐ：ｇ＋ｌ〇ｇｉｎｂｏｏｌ（）：－ｓｅｘ：ｓｔｒｎｇｉ＋ｃｒｅａｔｅ〇：ｏｂｊｅｃｔ＋ｃｒｅａｔｅ（）：ｂｏｏｌ＾＇－ｃｎＮａｍｅ：ｓｔｉｉｎｇ＋ｄ＾＋ｓｅｔｅｌｅｔｅ〇：ｏｂｊｅｃｔｒｃｈ（）：ｏｂｊｅｃ？？＋ｅｄｉｔ：ｏｂｃｔ＋ｌｉｓｔ（）ｏｂｅｃｔ（）ｊｅ：ｊ＋ｓｅｔＵｓｅｒＩｄ：ｖｏｉｄ＋ｓｅａｒｃｈ〇ｏｂｅｃｔ＋ｇｅｔ〇：ＵｓｅｒＤＴＯ（）：ｊ＋＇ｒ＋ｇｅｔＵｓｅｉＩｄ〇：ｓｔｉｎｇｌｉｓｔ）：ｏｂｊｅｃｔ＋ｄｅｌｅｔｅ（）：ｂｏｏｌ（＋ｓｅｔＵｓｅｒＮａｍｅ０：ｖｏｉｄ＋ｅｄｉｔ（）：ｂｏｏｌ＋ｇｅｔＵｓｅｒＮａｊｎｅ（）：ｓｔｒｉｎｇ图４．８员工管理类图系统营理模块的核也功能类的详细说明如下。（１）ＵｓｅｒＭａｎａｇｅＡｃｔｉｏｎ，用户管理控制器。实现用户管理功能，该类通过调用ＵｓｅｒＭａｎａｅＳｅｒｖｉｃｅ接口提供的方法进行业务逻辑的处理。包含ｃｒｅａｔｅＯ添加用ｇｄｅｌｅｔｅ户，ｉｔ辑用户信息，ｓｅａｒｃｈ，ｌｉｓｔ查询等多种方法。户，Ｏ删除用ｅｄＱ编Ｑ搜索〇（２）ＵｓｅｒＭａｎａｇｅＳｅｒｖｉｃｅ，实现了用户管理的业务逻辑。其详细定义了包含ｃｒｅａｔｅＱ添加系统用户，ｄｅｌｅｔｅＯ删除指定的用户，ｅ地０编缉用户信息，ｓｅａｒｃｈＱ根据用户给出的搜索条件搜索符合条件的用户，ｌｉｓｔＯ实现了查询所有用户的功能。（３）ＵｓｅｒＤＴＯ，系统中的用户的实体类，类中的属性结构与数据库表中用户一致、用户密码等信息。信息表，包含了用户编号、用户姓名、、（４）Ｕｓｅ也Ａ０，用来操作用户信息表的类，包括对用户信息的増加删除修改、查找等操作。２０ 工程硕壬学位论文下面＞理员添加用户为例［＾１管，添加用户的时序图如图４．９所示。系统管理员ＵｓｅｒＭａｎａｇｅＡｃｔｉｏｎＵｓｅｒＭａｎａｇｅＳｅｒ＼ｆｉｃｅＵｓｅｒＤＡＯ数据库－ＩＩＩｆｐ添加用户Ｉ！Ｉ１１添加用户界面！ｊＩ端—角品！ｉ＞１ＩＩｅｒｅ过ｔｅｉｉｉ＾：！封装成ＤＴＯ，ｃｒｅａｔｅｉｊ＇插入数据ｊＶｌ返回成功信息给系统管理员成功信息插入数据成功插入数据成功＾＾１ＩＩＩ；Ｉ１Ｉ１＇ＩＩＩＩＩ图４．９添加用户时序图＂＂系统管理员在系统首页上点击添加用户按钮后，系统自动跳转到添加用户信息的页面，填写完用户信息后，系统将对用户信息进行校验，例如手机号码是否符合１１位、用户名是否已经存在等等，用户信息校验通过后，系统后台将这条用户信息记录插入数据库，并返回添加用户信息成功与否的反馈信息。（３）部口信息管理：部口信息管理提供了对部口信息的増加、删除、修改和一査询等操作一，部口信息是员工信息管理的基础，每个员工只能唯地属于个部ｎ一，每个部口应该指定名部口主管，用来审批员工的请假申请。一部口信息管理模块是所有子系统的基础一，每个员工都只能唯地属于个部口，因此需要对人力资源管理系统中的部口信息进行管理，部口信息添加的顺序图如图４．１０所示。系统管理员对部口信息进行录入操作时，系统会判断系统管理员是否登陆了人力资源管理系统“＂，然后系统管理员点击添加部口信息按钮，向系统发出添加部口信息的请求，系统会返回添加部口信息的页面，系统管理员可Ｗ在该页面中填写部口的基本信息，系统接收到部口信息之后，将部口信息封装成ＤＴＯ发送给数据库访问层，数据库访问层再将该部口信息插入到数据库中，部口信息插入成功后，数据库会返回添加成功信息，最后显示在系统页面上。２１ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现人力咨源部人员索统菅巧子系统掛据库访问房教巧库Ｉ登录Ｉ１ＩＩＰ１＾Ｉ登录成功Ｉ１；Ｉ１＾加部口信息请求Ｕ！１＾＇ｒｈ１増加部口窗口Ｉｉ传递部ｎ信息１ｊ＞ＩＩｎｓｅｒｔ语句＇添加成功＾Ｌ添加成功！Ｕ＾Ｉ显示添加成功信息【１中ＩＩ！１１Ｉ￣￣ｉＩ图４．１０部口信息添加顺序图４．３．３考勤统计管理考勤统计管理的功能结构图如图４．１１所示，考勤统计管理功能包括请假信息统计功能模块、全勤统计功能模块和迟到早退统计功能模块。考勤统计管理请迟假全到信勤早息统退统计统计计图４．１１考勤统计管理功能模块（１）请假信息统计：系统提供给部口领导人员有关请假信息的统计，部口领导人员可Ｗ通过该功能查看部口员工的请假情况，方便年终的考核。２２ 工程硕±学位论文（２）全勤统计：系统提供给部口领导人员有关员工全勤的统计，部口领导人员可Ｗ通过该功能查看部口员工的全勤情况，方便年终的考核。（３）迟到早退统计：系统提供给部口领导人员有关员工巧到早退的统计，部口领导人员可Ｗ通过该功能查看部口员工的迟到早退情况，方便年终的考核。考勤统计的类图如图４．１２所示：ＬｅａｖｅＲｅｃｏｒｄＡｔｔｅｎｄａｎｃｅＲｅｃｏｒｄ＋Ｏｅａｔｅ〇＋Ｃｒｅａｔｅ（）＋＋ＣｈｅｃｋＤｅｌｅｔｅ（）（）＋Ｓｅｌｅｃｔ＋Ｓｅｌｅｃｔ（）（）＋ＱｕｅｒＡｌＩ＋ｕｅｒｌｌｙ（）ＱｙＡ〇＼／＼／＼／＼／＼／＾Ａｔｔｅｎｄａｎｃ巧化ｔｉｓｔｉｃｓ＋ＣｒｅａｔｅＬｅａｖｅＳｔａｔｉｓｔｉｃｓ（）＋ＣｒｅａｔｅＡｔｅｎｄａｎｃｅＳｔａｔｉｓｔｉｃｓ（）图４．１２考勤统计类图在考勤统计类图中，ＡｔｔｅｎｄａｎｃｅＳｔａｔｉｓｔｉｃｓ类依赖于ＬｅａｖｅＲｅｃｏｒｄ类和ＡｔｔｅｎｄａｎｃｅＲｅｃｏｒｄ类来进行请假记录的统计和考勤记录的统计。４．４系统数据库设计４．４．１数据库设计原则在系统的数据库设计中，数据库除了需要遵守第Ｈ范式、数据独立性和完整性１＾１外，还需要结合人脸识别考勤管理系统的员工信息和人脸信息的数据存储情况，采取了Ｗ下策略；（１）命名规范化：对数据库中表和表的属性命名时应采用了有意义的单词、缩写词，需要两个单词才能表达出意思的情况时，用下划线进行连接，命名要便于识别和记忆，如每个字段名为该字段中文的英文翻译。（２）合理的数据兀余：在数据库的设计中，能快速访问到数据也是系统所需一一要的■，因此需要设计合理的数据，方面能提高数据库的应行效率几余，另方面也能提高数据的访问速度一，进步提升系统的运行水平。一（３）数据字段名和实际类型的致性一：数据字段名与实际类型要保持致，、密码等字段，实际类型为Ｓｔｒｉｎ如用户名ｇ，在数据库中表示为ｖａｒｃｈａｒ。４）降低表间关联一（：如果表之间的关联性太大，当系统需要些数据时，需２３ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现一，要关联多个表才能查询出来，这样不利于系统的访问速度同时当个表发生变更时，另外的表也需要发生变更，这大大地占用了系统的开销，所Ｗ人为资源管理系统数据库尽量的减少表之间的关联。因此在数据库的设计中，需要考虑到表。之间的关联，需要将表之间的关联降到最低一个强大的后台数据库管理系统作为支持系统需采用，来给考勤管理系统提：化ａｃｌｅ、ｃｃｅｓｓ、ＳＳｅｒｖｅｒ、ＦｏｘＰｒｏ供数据存储和操作。目前主流的数据库有ＡＱＬ和Ｉｎｆｏｒｍｉｘ等。本系统所采用的后台数据库为ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８的原因如下。ｅｒ，（１）安全性高，Ｗｉｎｄｏｗｓ２００７Ｓｅｒｖ服务器能为系统提供了良好的安全性而ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８与Ｗｉｎｄｏｗｓ２００７Ｓｅｒｖｅｒ服务器紧密集成，因此采用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８数据库能够拒绝所有未经授权的用户的访问，将非法用户隔离在数据。，库之外，确保了数据库的安全性符合考勤管理系统对安全性的要求（２）远程访问，ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８能给系统提供远程访问，它提供了较为安全的Ｗ及最大的互联网站点的数据存储组件。（３），数据容量大，数据库中的信息记录的行数只受服务器硬盘空间的限制，因此只要硬盘空间足够大，就可存储海量的数据符合系统的员工信息较大的要求，因此大多。目前由于微软的数据库系统与操作系统之间的协调配合比较好数的中小型企业都使用Ｗｉｎｄｏｗｓ服务器。４．４．２数据库概念设计ＥＲ图（实体属性图）中的实体包含实体名和实体属性，用户可清楚、直接一种介于现实世界和、全面的了解实体所包含的语义知识。实体属性Ｅ民图是信息世界之间的概念模型，它将现实世界中的个体关系抽象到ＥＲ图中实体之间一、：员工的建模，是种实体语言，人脸识别考勤管理系统中包含Ｗ下实体员工薪资、、、。、人脸信息部口信息考勤记录信息请假纪录、考勤规则等实体员工－＿／＼＿又—政治面貌夕＾图４．１３员工实体Ｅ艮图２４ 工程硕±学位论文员工实体化图如图４．１３所示，员工实体包括员工阻、员工姓名、密码、所属部口阻、员工性别、政治面貌、人脸瓜、联系方式和家庭住址等属性。工姓名、员工薪资ＥＲ图如图４．１４所示，员工薪资包括薪资ＩＤ、员工ＩＤ、员薪资和日期等属性。图４．１４员工薪资实体Ｅ民图人脸信息Ｅ民图如图４．１５所示，人脸信息包括人脸瓜、员工ＩＤ、员工姓名、样本１、样本２、样本３、样本４和样本５等属性。屯员工ＩＤ＾人脸信息困４．１５人脸信息实体Ｅ民图部口信息Ｅ民图如图４．１６ＩＤ、所示，部口信息包括部口部口名称、部口主管ＩＤ、部口人数和创建时间等属性。建时部口信息部口人数ｎ主節＾（＾＾图４．１６部口信息试题Ｅ民图２５ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现考勤记录ＥＲ图如图４．１７所示，考勤记录包括考勤记录瓜、员工ＩＤ、日期、上班时间和下班时间等属性。＇’班时＾ｌ）考勤记录１图４．１７考勤记录实体Ｅ民图请假纪录ＥＲ图如图４．１８所示，请假记录包括请假记录ＩＤ、员工ＩＤ、开始时间、结束时间、请假原因、是否批准和审批人ＩＤ等属性。假巧录员工。Ｃ三请假记录请假原因＾图４．１８请假记录实体Ｅ民图、考勤规则ＥＲ图如图４．１９所示，考勤规则包括考勤规则ＩＤ制定人ＩＤ、规则名称、、。、开始日期结束日期上班时间和下班时间等属性勒规虹１１帷人？＾＾考勤规则下班时间＾图４．１９考勤规则实体ＥＲ图２６ 工趕硕±学位论文４３．４．数据库表设计员工信息表主要用来存储员工的基本信息，员工信息表结构如表４．１所示。表４．１员工信息表结构名称数提类型主键备注＾ｕｓｅｒｌＤ员工ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）是无ｕｓｅｒＮａｍｅ员工姓名ｖａｒｃｌｉａｒ（２０）否无ｐａｓｓｗｏｒｄ密码ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ａｐａｒｔｍｅｎｔＩＤ所属部口圧）ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｓｅｘ员工性别ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｐｏｌｉｔｉｃａｌＳｔａｔｕｓ政治面貌ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｆａｃｅｌＤ人脸瓜ｖａｒｃｈａｒ（２０）否外键化１联系方式ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ａｄｄｒｅｓｓ家庭住址ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无员工薪资表主要用来存储员工薪资的基本信息，员工薪资表结构如表４．２所爪。表４．２员工薪巧表结掏名称ｍ数据类型主键备注ｐａｙｌＤ薪资瓜ｖａｒｃｈａｒ（２０）是无ｕｓｅｒｌＤ员工ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）否外键ｕｓｅｒＮａｍｅ员工姓名ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｐａｙ薪资ｆｌｏａｔ否无ｄａｔｅ日期ｄａｔｅ否无人脸信息表主要用来存储员工对应的人脸信息，每个人脸信息表都存储着５个员工所采集的人脸样本，人脸信息表结构如表４．３所示。表４．３人始倍息表结构、．名称数据类型主键备注＾ｆａｃｅｌＤ人脸ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）是无ｕｓｅｒｌＤ员工瓜ｖａｒｃｈａｒ（２０）否外键ｕｓｅｒＮａｍｅ员工姓名ｖａｒｃｈａｒ（２０）巧无ｓａｍｐｌｅ１样本１ｖａｒ地ａｒ（ｌＯＯＯ）否无ｓａｍｐｌｅ２样本２ｖａｒｃｈａｒ（ｌＯＯＯ）否无ｓａｍｐｌｅｓ样本３ｖａｒｃｈａｒ（ｌＯＯＯ）否无ｓａｍｐｌｅ４样本４ｖａｒｃｈａｒｙＯＯＯ）否无ｓａｍｐｌｅｓ样本５ｖａｒｃｈａｒ（ｌＯＯＯ）否无２７ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现ＩＤ部ｎ信息表用来存储企业的所有部口信息，在部口信息中会存储部口主管，．。该主管会审批该部ｎ员工的请假审批，部ｎ信息表结构如表４４所示表４．４部口信息表结构名称数据类型主键备注５２ａｐａｒｔｍｅｎｔＩＤ部口ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）是无ａｐａｒｔｍｅｎｔＮａｍｅ部口名称ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｃｈａｒｇｅｌＤ部口主管ＥＤｖａｒｃｈａｒ（２０）否外键ａｍｏｕｎｔ部口人数ｖａｒｃｌｉａｒ（２０）否无ｃｒｅａｔｅＴｉｍｅ创建时间ｄａｔｅ否无考勤记录信息表主要用来存储员工每天的考勤信息，该考勤记录存储着员工的上班时间考勤和下班时间考勤４．５。，考勤记录信息表结构如表所示表４．５考勤记录信息表结构名称数据类型主键备注＾ｗｏｒｋＡｔｅ打ｄａｎｃｅ考勤记录江）ｖａｒｃｈａｒ（２０）是无ＩＤｕｓｅｒｌＤ员工ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｄａｔｅ日期ｖａｒｄｉａｒ（２０）否无ｗｏｒｋＴｉｍｅ上班时间ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｅｎｄＷｏｒｋＴｉｍｅ下班时间ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无。请假记录信息表存储着员工的请假信息，请假记录信息表结构如表４．６所示表４．６请假记录信息表结掏名称Ｍ数据类型主键备注ｌｅａｖｅｌＤ请假记录ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）是无ｕｓｅｒｌＤ员工ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）否外键巧ａｒｔＤａｔｅ开始时间ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｅｎｄＤａｔｅ结束时间ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｒｅａｓｏｎ请假原因ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｉｓＰｅｒｍｉｔ是否批准ｂｏｏｌｅａｎ否无ａｐｐｒｏｖｅｒｌＤ审批人ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）否外键考勤规则信息表主要是存储管理员设置的考勤规则，考勤规则信息表结构如表４．７所示。２８ 工程硕±学位论文表４．７考勤规则信息表结构名称数据类型主键备注５２ａｔｔｅｎｄａｎｃｅＲｕｌｅｌＤ考勤规则ＩＤｖａｒｃｈａｒ（２０）是无ｍａｋｅｒｌＤ制定人江）ｖａｒｃｈａｒ（２０）否外键ｒｕｌｅＮａｍｅ规则名称ｖａｒｃｈａｒ（２０）否无ｓｔａｒｔＤａｔｅ开始日期ｄａｔｅ否无ｅｎｄＤａｔｅ结束日期ｄａｔｅ否无ｇｏＷｏｒｋＴｉｍｅ上班时间ｔｉｍｅ否无ｏｆｆＷｏｒｋＴｉｍｅ下班巧间ｔｉｍｅ否无４．５本章小结本章按照软件工程的方法首先对基于ＰＣＡ的ＬＤＡ算法的人脸识别考勤系统进行了总体设计，包括系统逻辑架构设计，系统功能架构设计，系统网络架构设汁，然后对系统管理的考勤管理模块、基本信息管理模块和考勤统计管理模块进。巧了详细设计，最后对数据库表结构进行设计，为后面系统实现打下基础．：ｓ－．２９ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现第５章系统的实现与测试５．１开发环境的选择５丄１硬件环境图像采集工具：环宇飞扬Ｖ６ＵＳＢ摄像头，其具体参数为：像素为３２０Ｘ２４０，。最大顿频：３０ＦＰＳ，感光元件；ＣＭＯＳ处理器：虹ｔｅｌＲＰｅｎｔｉｕｍＲ４ＣＰＵ２．９３Ｇ。（）（）主板：精英Ｇｒａｎｔｓｄａｌｅ。＇内存：ＲａｍａｘｅｌｓＭａｋｉｎｇ７６８ＭＢ。－２２ｒＨＣＯ硬盘：西数ＷＤＣＷＤ８（Ｋ＞ＢＢ：，大小ｒ８０Ｇ，转速：７２００转／分：２ＭＢ。，缓存显示器：冠捷ＡＯＣ１９９３。５丄２软件环境本系统使用Ｊａｖａ开发语言开，利用ＣＳＳ进行布局和配色，使得系统界面大方美观，同时配合ｊＱｕｅｒｙ实现界面的动态效果，増强系统的用户友好性。同时系统当中引入ＨＴＭＬ５的主流技术，使得后期系统对ＨＴＭＬ５的引入更加方便。其＾适应屏幕的大小。次引入了界面自适应的功能框架，使得网页可（＾１自（１）系统开发环境ｃｌｉ．０：Ｅｐｓｅｓ；（２）；ＪＡＶＡ系统开发语言；（３）：ＳＱＬＳｅｖｅｒ２００８系统后台数据库；（４）开发环境运行平台：Ｗｉｎｄｏｗｓ２００７。５．２系统的实现５．２．１系统功能模块的实现（１）登录功能用户输入系统的ＵＲＬ之后，系统会判断该用户是否成功登录，若用户没有登录进系统，则出现登录界面要求用户进行登录，登录界面如图５．１所示。３０ 工程硕±学位论文管覇霧鑛ｓ！｜ｌ＾ｙ：：赖瑞足￡■１巧去ｆＯＭｋ＾ｉＩ１■ｖ黑ｙｊ．ｊｊ＾图５．１系统豈录界面实现登录的代码如下：＝ｓｔｒｉｎｓＵｉｄｔｘｔＵｉｄ．Ｔｅｘｔｇ；＝ｓｔｒｉｎｇｓＰｗｄｔｘｔＰｗｄ．Ｔｅｘｔ；＝ＳｕｅｒｖｉｓｏｒＣｌａｓｓＴｃｓｎｅｗＳｕｅｒｖｉｓｏｒＣｌａｓｓＱｐｐ；＝ｓｔｒｉｎＳ化ｓＴｃｓ．ＳｕｅｒｖｉｓｏｒＬｏｉｎｓＵｉｄｓＰｗｄｇｐｇ（，）；…Ｉ＝＝ｉｆ巧ｔｒｓ）｛＂＂Ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｗｒｉｔｅ（ＭｅｓｓａｇｅＢｏｘ．ＳｈｏｗＭｅｓｓａｇｅ（用户密码错误Ｘ）；｝ｅｌｓｅ｛＂＂＂＂Ｒ＝ｅｓｏｎｓｅ．ＣｏｏｋｉｅｓＬｏｉｎ．ＶａｌｕｅＳｕｅｒｖｉｓｏｒｐ［ｇ］ｐ；＂＂＝Ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｃｏｏｋｉｅｓ［Ｕｉｄ］．ＶａｌｕｅｓｌＨｄ．ＴｏＳｔｒｉｎｇａ＂＂Ｒｅｓｐｏｎｓｅ．民ｅｄｉｒｅｃｔ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ／Ｍａｉｎｓ．ａｓｐｘ）；｝Ｊ（２）考勤管理在考勤管理中，系统通过识别摄像头采集的人脸信息与系统中存在的人脸信息进行比对，若比对成功，则生成出勤信息，员工进行考勤时的界面如图５．２所示：３１ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现ＷＷｍｍ图５．２人脸识别界面，在考勤管理中，部口领导人员可ｗ査看员工的出勤情况员工出勤情况的界面如图５．３所示。巧名巧ｎ上巧＃巧下巧材巧巧巧Ｉ＾＾ｊ０３００〇〇０《英募人军Ｓ巧巧：孤；＂０人事巧巧巧０９：００００：００：：口黑鮮人寺巧巧动妨〇〇斌脚黎撤４曰篡袁某：０８００ｍｍ３Ｌｆ凌３：Ｏ某某一某人事定巧巧的：〇〇抓：卵￡黑东１：＇：３０蒂蒂专苗；好Ａ事巧理如切ｔ的：邮０００，巧其賊人＞度巧满０９：００如：脚＂－０基盛基人琴＊泣巧０９：００．００：００愁Ｉ，Ｊ费Ｊ幻果某某人军忘巧巧的：〇〇抑：邮綿０亲杰篡：扣棘人＊巧巧兵１巧草賊；００奶：抑去森［］；：日線人事Ｒ腳的ｆｌＯ００００＇０９０＇黑系系ｋｖｍｍ’Ｏ：０：的蠢１］巧Ｃ￥—０某巧某人军Ｓ巧巧的：００００：００Ｓ１３Ｊ□系丟墓人牵町Ｉ巧巧狗：抓又；〇〇！苗击报寺；！置轴，巧策安或人辜巧巧巧０９；；！：００舶０〇嫁游打：：：：；ｘｍｔｍ０９００：ｒ；Ｆｉ；：；；菜惡基：：；ｒ；，＾｜■巧全法批愛导出揽爱客入图５．３员工出勤情巧界面（３）员工信息管理当管理员成功登录系统之后，可选择管理员管理，在管理员管理当中，可Ｗ对管理员进行添加操作，管理员的添加界面如图５．４所示，添加员工信息时，３２ 工程硕±学位论文需要填写管理员的基本信息：员工编号、姓名、公司部口等信息，系统在接收到，然后将ＤＴＯ类插入到数据库中这些基本信息后，将信息封装成ＤＴＯ类，完成管理员的添加操作。．：．：‘：＼：乂Ｖ／＊如山；■＇也：：巧，，Ｗ担ｉ巧心Ｃ；点二－、－．一．减細机站？ｌｘｖ二。站护巧扛￡—员工编号：Ｉｎ＾或顯司Ｌ公司諷—二］ｍ柳ｍ、ｖ！＼ｊ￣Ｉ掠］ｒ＾ｉｉ茲诏驻馬Ｉｆ杳图５．４员工添加界面（４）考勤统计管理的实现在考勤统计管理中，部口领导人员可Ｗ查看企业员工的考勤统计情况，考情情况统计的界面如图５．５所示，在该界面中，显示了所有企业员工的考勤数据，包括未登机的考勤人数比例，考勤正常的人数比例，迟到的人数比例Ｗ及早退的人数比例。年ＨｇｆｔＫＷ比Ｓ！４４．８３％５４．７４％０．４３％０．００％Ｗｔ巧王＊卸犀■也Ｖ图５．５考勤情况统计界面（５）数据库访问的实现系统通过ＪＤＢＣ方法连接ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ数据库系统，具体的步骤如下：１）用ａｖａ．ｌａｎ．Ｃｌａｓｓ类的方法ｆｏｒＮａｍｅ（Ｓｔｒｉｎｎａｍｅ）加载要连接的数据库的驱ｊｇｇｎａｍｅ为。动，其中ＪＤＢＣ驱动程序的名称ｔ工ｙ八她载１４的３１的驅动类ａｓｓ＊＊＂Ｃｌ．ｆｏｒＮａｍｅｃｏｍ．ｍｙｓｑｌ．ｄｂｃ．Ｄｒｉｖｅｒ；（ｊ）｝ｃａｔｃｈＣｌａ３ｓＮｏｔＦｏｕｎ地ｘｃｅｐｃｉｏｎｅ（）｛＂＂３［６１！１０１１１：；１１１！．１；．９１［１１找不到驱动程巧类，加载驱动关敕；巧（）ｅ．ｐｒｉｎｔＳＣａｃｋＴｒａ己ｅ（）；｝２）实例化ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ。３）通过ＤｒｉｖｅｒＭａｎａｇｅｒ获取数据库的连接，同时传入数据库的ｕｒｉ、登录数据库的用户名科及密码，与数据库进行连接，代码如下：３３ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的没计与实现＂＂Ｓｔｒ主ｎ＝ｄｂｏｃａ王口３亡３ｔｇ口王１ｊｃ；ｒＤｙ３ｑ主：／／王ｈ：３３０６／ｃｅ；＊Ｓｃｒ主ｎｇｕｓｅｒｎａｉｕｅ；＝—ｒｏｏｔ＂Ｓｔｒｉｎｇｐａｓｓｗｏｒｄ；ｔ；ｒｙ｛＊ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎｃｏｎＤｒｉｖｅｒＭａｎａｇｅｒ．ｇｅｔＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ过ｒｌｕｓｅｒｎａｍｅａｓｓｗｏｒ过（，，；ｐ）＞ｃａｔｃｈＳＱＬ￡ｘｃｅｐｔｉｏｎｓｅ｛（）＂＂巧ｓｔｅｉｃ．ｏｕｔ．ｐｒｉｎｔｌｎ！；（蠢透澤虔虞失敕！ｓｅｒｉｎｔｓ亡ａｃｃ．ｐＪＴｒａｃｅ；（）｝４一）创Ｓｔａｔｅｍｅｎｔ用来Ｓ：建个执行ＱＬ语句，具体代码如下Ｓｔａｔｅｍｅｎｔｓｔｍｔ＝ｃｏｎ．ｃｒｅａｔｅＳｔａｔｅｍｅｎｔ（）；ｓｔ＝Ｐｒｅｐａｒｅ过ＳｔａｔｅｍｅｎｔＨＶＣｃｏｎ．ｔｅｐａｒｅＳｔａｔｅｌｕｅｎｔｓｑｌｐｐ；（）＂口Ｃａｌｌａｂｌ＝ｃｏｎＣＡＬＬｄｅｍｏ３ｅＳｔａｔｅｍｅｎｔ：ｃｓｔｉｉｉｔ．ｒｅａｒｅＣａ主１｛ｐ？？ｐｐ（（，）＞）；一５）执行ＳＱＬ语句。第，执行查询数据库的ＳＱＬ语句，返回包含了查询结果的结果集，第二，执行修改数据库的ＳＱＬ语句，返回的是发生变化的数据行数，第三用于执行返回多个结果集的ＳＱＬ语句，返回的是ｅｘｅｃｕｔｅ（ｓｑｌＳｔｒｉｎｇ）。＂＊Ｒ二ｓｔ■庞ｔｕｅ工ＳＥｊＬＳＣＸＦＲＯＭｅｓｕ玉ｔＳｅｔｒｓ：．ｅｘｅｃａｔｅＱ（ｙ＾＝主ｒｖｃｒｏｗｓｓｔｎｉＴ：．ｅｘｅｃｕｔｅＵｐｄａｔｅ（王ｋｓｅ技了王ＮＸＯｂｆｌａｇ＝３ｔｔｔＳｔ工主ｎｏｏ王ｅａｎ：ｉＥ：．ｅｘｅｃｕ：ｅ（ｇｓｑ王＞；一６）处理结果：处理数据库操作的结果，结果有两种类型，种是ＳＱＬ语句一执行后影响的数据库表记录的行数，另外种执行ＳＱＬ查询语句得到的结果集，其中结果集的访问方法获取数据的代码如下：ｗｈｉｌｅｒｓ．ｎｅｘｔ（（））｛＝＂＂Ｓｔｒｉｎｇｎａｍｅ：Ｔ３．ｇｅｔ：Ｓｔ工ｉｎｇｎａｍｅ；【）Ｓｔｒｉｎａｓｓ＝ｒｓｇｐ．ｇｅｒＳｒｔｌｎｇ（王）；＞７）关闭数据库访问对象：当完成对数据库的操作后，需要把所有使用的数据一。库连接的对象全都关闭，Ｗ释放资源关闭对象时要遵循定的顺序，首先需要。关闭数据库的记录集，接着关闭数据库的声明，最后关闭数据库的连接对象５．２．２人脸检测的实现人脸检测的整体流程如图５．６所示。整个人脸识别的过程如整体流程图所示，当员工站在红外传感器附近，系统会检测到员工，然后启动摄像头，摄像头开始采集人脸，采集人脸后将人脸信息传输到系统的人脸识别模块，系统再将人脸信息与系统中已经采集的人脸样本进。行比对，定位准确的员工，完成该员工的考勤在人脸检测之前需要对获取的人脸进行预处理，然后再检测人脸，最后进行人脸图像的标准化，人脸与处理的基本步骤如图５．７所示。３４ 工程硕±学位论文＾＾Ｉ红外传感器Ｖ启动摄像头采集人脸人脸识别模块盛结束＾＾图５．６人脸识别整体流程图摄像头直方均衡人巧—？灰度处理？去除噪声一＞一＾？人脸检测一？胃萊图５．７人脸处理步骚其中人脸识别考勤系统获取图像的代码如下：Ｃ＝ｖＣ巧ｔｕｒｅｃａｐＵｉｒｅ０；／／定义获取视频的接口＝ＩｉｍａｅｆｒａｍｅｎｅｗＩＩｍａｅ／／ｐｇｐｇＱ；定义图像结构体变量＝ＣｗｉｍａｇｅｉｍａｇｅｆｒａｉｎｅｎｅｗＣｖｖｌｍａｇｅ）＿（；＝ｉｎｔｒｗＣａ民ｅｃｔ－．ｒｉｈｔＣａｐＲｅｃｔｌｅｆｔ／／ｐｇ．；求出图片空间的宽和商＝—ｉｎｔｒｈＣａ民ｅｃｔ．ｂｏｔｔｏｍＣａ民ｅｃｔ．ｔｏｐｐｐ；Ｓｅｔ民ｅｃｔ（ＣａｐＲｅｃｔ，０，０，ｒｗ，ｒｈ）；ｃａ＝－ｔｕｒｅｃｖＣａｔｕｒｅＦｒｏｍＣＡＭｌ／／ｐｐ（）；获取视频ｉｆｃａＵｉｒｅ（ｐ）｛＝ｉｎｔｆｒａｍｅＨｉｎｔｃｖＧｅｔＣａ化ｒｅＰｒｏｅｒｔｃａ化ｒｅ（）ｐｐｙ（ｐ，ＣＶＣＡＰＰＲＯＰＦＲＡＭＥＨＥＩＧＨＴ；／／计算出侦高＿＿＿＿）ｒ＝＊ｉｎｔｆａｍｅＷｉｎｔｃｖＧｅｔＣａｔｕｉｅＰｒｏｅｒｔｃａｔｕｒｅ（）ｐｐｙ（ｐ，ＣＶＣＡＰＰＲＯＰＦＲＡＭＥＷＩＤＴＨ／／计算出顿宽＿＿＿＿）；３５ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ巧法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现＝ｉｎｔｉｓＣｏｌｅｒ１；＝ｉｎｔｆｓ２０ｐ；ｃｖｕｅｒＦｒａｍｅｃａｔｕｒｅＱｙ（ｐ）；ｉｆｃｖＧｒａｄＦｒａｍｅｃａｔｕｒｅ（（ｐ））｛＝ｆｒａｍｅｃｖＲｅｔｒｉｅｖｅＦｒａｍｅｃａｔｕｒｅ（ｐ）；ｉｍａｅｆｒａｍｅ．ＣｏＯｆｒａｍｅ３ｇ＿ｐｙ巧，）；ｉｍａｅｆｒａｍｅ．ＤｒａｗＴｏＨＤＣｈｄｃＳｈｏｗｃａＲｅｃｔ，ｇ—（ｐ）｝｝＿在获得图像之后开始对图像进行预处理、去除，图像的预处理包括灰度处理噪声化理。、直方图均衡化后，对图像进行人脸的检测（１）灰度处理图像灰度化就是通过转换公式改变彩色图像像素点的民、Ｇ、Ｂ分量的值，使其相等的过程。彩色图像与灰度图像之间的Ｒ、Ｇ、Ｂ分量转换公式如式（５．１）一所示，根据该公式我们就可Ｗ将幅彩色图像转换成灰度图像。＇Ｒ１０．２９９０．５８７０．１１４ＩｆＲ「Ｇ＝０．２９９０．５７８０．１１４ＧＢ０．２９９０．５７８０．１１４公－」ＧｎｊｙＬ」ＬＪＣｏｌｏｒ［（５１）灰度处理的实现代码如下所示：ｐｒｉｖａｔｅＩｐｌｌｍａｇｅｃｏｎｖｅｒｔＩｍａｇｅＴｏＧｒｅｙｓｃａｌｅＩｌＩｍａｅｉｍａｅＳｒｃ（ｐｇｇ）｛ＩｌｌｍａｅｉｍａｅＧｒｅｐｇｇｙ；＝＝ｉｆｉｉｎａｅＳｎ；．ｎＣｈａｎｎｅｌｓ３（ｇ〇）《＝￣—ｉｍａｅＧｒｅｃｖＣ巧ａｔｅＩｎｍｅｃｖＧｅｔＳｉｚｅｉｎｉａ巧巧ＩＰＬＤＥＰＴＨ８Ｕｇｙｇ（（ｇ），；，。ｃｖＣｖｔＣｏ￣ｌｏｒｍａｅＳｒｃｉｉｎａｅＧｒｅＣＶＢＧＲ２ＧＲＡＹ＾ｇ，ｇｙ；，）｝ｅｌｓｅ｛＝ｉｍａｅＧｒｅｃｖＣｌｏｎｅｌｍａｅｉｍａｅＳｒｃｇｙｇ（ｇ）；｝ｒｅｔｕｒｎｉｍａｅＧｒｅｇｙ；Ｊ（２）去除噪声处理在本文中的考勤管理系统中，采用的是中值滤波法对数据进行噪声处理，在３６ 工程硕±学位论文中值滤波法中，通过消除孤立的噪声点达到噪声处理的目的，运用该方法能有效保护图像的边缘地区。（３）直方图均衡化在直方图均衡化中，通过调整图像的直方图对比度，即对原始围像的直方图进行非线性拉伸，加大了图像的对比度，从而减少不同的光照对图像的影响。（４）人脸检测检测阶段主要是通过摄像头进行实时或静态的人脸检测，检测的人脸图像生成人脸库和待测祥本集。人脸库中的人脸图像主要用于训练和学习，提取人脸特。：征；待测样本集主要是用于测试人脸检测的代码如下ＣｖＲｅｃｄ別ｅｃａｉｉｄｄｒａｗＩｌｌｍａｅｉｍ，ｄｏｕｂｌｅｓｃａｌｅ，ＣｖＨａａｒＣｉ化ｓｉｆｉｅｒＣａｓｃａｄｅ—＿（ｐｇｇｃａｓｃａｄｅＣｖＭｅｍＳｔｏｒａｅｓｔｏｒａｅ，ｇｇ）／／ｉｍｇ为输入的图像ｓｃａｌｅ为变换尺度ｃａｓｃａｄｅ为Ａｄ組ｏｏ巧算法训练好的分类裁ｓｔｏｒａｅ用，，ｇ来存储检测后的人脸信息｛公ＣｖＲｅｃｔ化Ｓ山ｔ／／；准备图像／／将输入的图像变为单通道＝ＩｌｌｍａｅｒａｃｖＣｒｅａｔｅｌｍａｅｃｖＳｉｚｅ８ｌｐｇｇｙｇ；（，，）ｃｖＣｖｔＣｏｌｏｒ＜ｉｍｒａＣＶＢＧＲ２ＧＲＡＹ／／ｉｍ转换为灰度图并赋给ｒａｇ；将，ｇｙ，＿）ｇｇｙｃｖＥｑｕａｌｉｚ姐ｉｓｔ（ｇｒａｙ，ｇｒａｙ）；／／对灰度图像直方图均衡化／／利用ｃｖＨａａｒＤｅｔｅｃｔＯｂｅｃｔｓ函数检测人脸ｊ＝ＨＡＡＲＤＯＣｖＳｅｏｂｅｃｔｓｃｖＨａａｒＤｅｔｅｃｔＯｂｅｃｔｓｒａｃａｓｃａｄｅｓｔｏｒａｇｅ１．１２ＣＶＣＡＮＮｑｊｊ（ｇｙ，，，＿，，＿＿ＹＰＲＵＮＩＮＱｃｖＳｉｚｅ００—（，））；／／通进循环将捡测到的人脸用矩形框标巧ｆｏ＝＜－＞ｒ（ｉｎｔｉ０；ｉ（ｏｂｅｃｔｓ？ｏｂｅｃｔｓｔｏｔａｌ：０）；ｉ＋＋）ｊｊ｛＝ＲＫｓｕｌｔ（Ｃｖｅｃｔ）ｃｖＧｅｔＳｅｑＥｌｅｍ（ｏｂｊｅｃｔｓ，ｉ）；｝ｒｅｔｕｒｎＫｓｕｌｔ；｝（５）人脸识别对人脸完成检测之后需要对人脸进行标准化，本文中所指的标准化是指将检一测到的人脸图像通过放缩和旋转等处理调整成统大小的图像。通过缩放处理，一使得两眼之间的连线保持在水平的位置，通过缩放和旋转将人脸的尺寸统调整为９２＊１１２像素。３７ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ巧法的人脸识别考勘管理系统的设计与实现人脸检测的实现代码如下：＝ＳｔｏｒａｅｃｖＣｒｅａｔｅＭｅｍＳｔｏｒａｅＯ／／祝始化人脸信息ｇｇ（）；＝＊ｃａｓｃａｄｅＣｖＨａａｒＣｌａｓｓｉｆｉｅｒＣａｓｃａｄｅｃｖＬｏａｄｃａｓｃａｄｅｎａｉｎｅ０００／／加，；载人脸（）（＿，，）分类器？Ｉｌｌｍａｅｉｍａｅｐｇ命ｇ；＝ｍａｅｖｉｄｅｏ．ｍｆｒａｍｅ／／获取人脸的图；像助ｇ＿ｐＲ一ｅｓｉｚｅｌｍａｅｉｎｍｇｅ）／／统图像尺寸ｇ饰；舶ｔｅｃｔａｎｄｄｒａｗＣｍｇ）／／人脸检测＿＿；ｃｖＳｅｔＩｍｅＲＯＩｉｉｎｎ）ｉｒｅｃｔｓｒｃ／／，；巧（ｇ＿）截取人脸区域＿＊＝ＩｌｌｍａｅｉｃｌｃｖＣｌｏｎｅｌｍａｅｉｍｐｇｐｇ（ｇ）；ｃｖＲｅｓｅｔｌｍａｇｅＲＯＩ（ｉｍｇ）；＊＝＊ＩｐｌｌｍａｇｅｉｍｇｌｃｖＣｉｅａｔｅＩｍａｇｅ（ｃｖＧｅｔＳｉｚｅ化ｉｃｌ）８１；，，）＊＝＊ＷｌｌｍａｅｉｍｃｖＣｉｅａｔｅＩｉｎａｅｃｖＳｉｚｅＦＡＣＥＩＤＴＨＦＡＣＥＨＥＩＧＨＴ８１，，；巧ｇｇｇ（（＿），）＿ｃｖＣｖｔＣｏｌｏｒｉｃｌｉｍｌＣＶＢＧＲ２ＧＲＡＹ／／图像灰度化（ｐ，ｇ，＿）；ＦｉｌｔｅｒＭｉｃＫｉｍｇｌ，３）；／／中值滤波ｃｖＥｑｕａｌｉｚｅ成ｓｔ（ｉｍｇｌ，ｉｍｇｌ）；／／直方图均衡化一ｃｖＲｅｓｉｚｅ＾ｍｇｌｉｍＣＶＩＮＴＥＲＬＩＮＥＡＲ／／统團片大小，）；，ｇ＿＿５．２．３人脸识别的实现人脸身份识别是Ｗ在视频中检测到人脸为前提，识别过程是通过ＰＣＡ和ＬＤＡ算法来实现的，先提取待识别人脸的观察向量，然后计算此图像属于数据库中每个人的相应的概率，并对这些概率按照降序排列，输出概率最大者作为匹配结果，其流程如图５．８所示：３８ 工程硕±学位论文开始＾＾＾Ｉ视频顿捕获到人脸预处理特征提取ＩＰＣＡＬＤＡ算法、识别人脸选出概率最大者结束Ｃ）盛图５．８人脸识别流程图人脸识别的基本步骤主要分为训练阶段和识别阶段，在进行训练阶段之前，一人脸图像的尺寸一需要统，通常是通过缩小和放大处理使得所有的图像的尺寸一致，这些处理好的图像构成了个训练样本集，每个样本可Ｗ设为＝化１２Ｗ，，），在样本集中有Ｎ张训练样本。１．训练阶段（１）将图像的用向量表示，其中向量的值为人脸图像的像素值，向量构造为＝化１２……，，，Ｗ，平均值Ｘ如公式５．２所示，将人脸图像的向量减去平均值后，得到人脸图像向量与平均脸之间的差值。．－乂＝ｘ＝！０ｌ２．．．ｉＶｌ，，，，，（）去Ｎ之材（５．２）一得到的图像向量与平均值的差值一（２）由步骤，构造了个如公式５．３所示的协方差矩阵Ｑ，计算得到协方差矩阵的所有特征值，将特征值按从大到小的顺３９ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勒管理系统的巧计与实现序进行排序，选取前Ｚ个最大特征值的特征向量构成ＰＣＡ投影矩阵＾＝＝乂乂＝〇１２…１Ｇ杉，，，，）。＇１（５．３）（３）对训练样本所构成的矩阵进行降维操作，得到降维后的样本矩阵’＇｜－义＝＝Ｘ义．＂Ｘｚ１２．．．＊ＡＴ１〇，，，，，，，，ｉＫ）柄ｉ２，算法如公式５．４示；所、ＴＸ＝ＷＸ（５．４）＇＾２＾£／？（４）在１＾）乂算法中，８１１１为降维后的样本矩阵，凯为类间散布矩－阵ｌＩＡ，然后计算矩阵Ａ的特征值，然后将得到的特征值按从大到小的顺序进行Ｋ个一排序，选取前最大特征值对应的特征向量，将这些向量构造成个ＬＤＡ投影矩阵Ｗ，构造公式如公式５！．５所示＝琴（５．５）（５）将所得的样本减去样本均值后，通过投影变换矩阵处理后，全部投影到投影矩阵Ｗ上，得到特征值入公式５．６所示：＾＝－ｘＷｘｍ／（）（５．６）２．识别阶段（１）抓取到的人脸图像中，由于光照的影响，会影响人脸的识别，因此需要对图像进行直方图均衡化。，消除光照对图像的影响一、（２）将处理后的人脸图像矩阵构造成列向量：经中屯化，同样投影Ｋ－到Ｗ上，提取到１个体征。－（３）把这个差值作两次投影变换７所示：，得出最佳分类特征如公式５＇＾－＝ｙＷ（ｙｍ）（５．７）４一一（）计算待识别人脸到每类人脸的平均欧几里德距离。假设每类人脸都一有Ｐ张人脸，则待识别人脸到这类人脸的平均距离出，计算平局距离的公式如５－８公式所示；巧’＿＝ｘ去Ｐ念（ｌｌｙｊ）甘（５．８）一（５）根据分类规则，比较待识别人脸到哪类人脸的平均欧几里德距离，找一到最小距离类人脸。，就可判定该人脸是属于哪人脸识别模块：该模块主要是用ＰＣＡ投影矩阵Ｗｐｃａ和ＬＤＡ投影矩阵Ｗｌｄａ４０ 工程硕±学位论文对训练样本和待测样本提取特征，并计算待测样本与训练样本的欧几里德距离，通过比较找到欧式距离最小的训练样本类别。其主要的实现过程如下：八载入标准图片＝＂＂ＩｐｌｌｍａｇｅｓｔａｎｄａｒｄｌｃｖＬｏａｄｌｍａｇｅＤ：＼＼ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ＼＼ｓａｖｅ７＼＼ｃａｐｔｕｒｅｌ＼＼５．ｂｍｐＣＶ（，ＬＯＡＤＩＭＡＧＥＧＲＡＹＳＣＡＬＥ；＿＿）／／采集到的彩色人脸图片＝＂＂ｌｌｍａｅｃｕｒｉｍｃｖＬｏａｄＩｍａｅＤ：＼＼ｓｎｔｈｅｓｉｓ＼＼ｓａｖｅ７＼＼ｃａｔｕｒｅｌＷｆａｃｅ．ｂｍＣＶＬＯＡＤＩｐｇ＿ｇｇ（ｙｐｐ，——ＭＡＧＥＧＲＡＹＳＣＡＬＥ；－）／／将彩色人脸图片按标准图片格式对齐ｃｖＲｅｓｉｚｅｃｕｒｉｍｓｔａｎｄａｒｄ１ＣＶＩＮＴＥＲＡＲＥＡ（＿ｇ＿＿）；，，Ｍａｔｄｅｓｍａｔ；—Ｍａ＝ｔｃｕｒｍａｔｃｖａｒｒＴｏＭａｔｓｔａｎｄａｒｄｌｔｒｕｅ；＿（ｙ）ｎｏｎｎａｌｉｚｅｕｒｍａｔｄｅｓｉｎａｔ０２５５ＮＯＲＭＭＩＮＭＡＸＣＶ８ＵＣ（ｃ＿，＿，，，，＿＿／／ｄｅｓｍａｔ将灰度人脸数据放入＿并存储图片＂＂ｃｖＳａｖ０ｌｍａｇｅ（Ｄ：＼＼ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ＼＼ｓａｖｅ７＼＼ｃａｐｔｕｒｅｌ＼＼ｏｂｊｅｃｔ．ｂｍｐ，ｃｖＣｌｏ打ｅｌｍａｇｅ（＆（Ｉｐｌｌｍａｇｅ）ｄｅｓ＿ｍａｔ））；化ｓｔｉｍａｅｓｕｓｈｂａｃｋｄｅｓｍａｔ；ｇ中＿（—）ｔｓｔｌｂａｃｋｌ１：ｅｓａｂｄｓ．ｕｓｈ（）；ｐ－＝ｉｎｔｒｅｄｉｃｔｌｍｏｄｅｌ．ｒｅｄｉｃｔｔｅｓｔｉｍａｅｓｃｏｕｎｔｌｐ；＿ｐ（ｇ［］）ｓｗｉｔｃｈｒｅｄｉｃｔｌ（ｐ＿）｛ｃａｓｅ１：＂＂Ｓｙｓｔｅｍ．ｏｕｔ．ｐｒｉｎｔｌｎ（识别完成！签到人员迂建跃））ｂｒｅａｋ；｝５３系统测试．５．３．１测试基本原理系统测试是在真实工作环境下或者在系统仿真实工作环境下检测完整的软件配置项目能否和系统正确连接，功能是否能满足要求。系统测试过程描述图如图５．７。４１ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现一？滿定要测什么測巧滿求分＃ｉ？＞ｉｌｉｉＭ磁践如何测试一测巧梁划［Ｊ恩＿＿按汗划沒汁测试—？测巧度计靴实现试巧满愛臟坏巧＾３ｆ：￣至＊／４／／■器此報Ａ实施測试？测试执巧Ｉ哪Ｐ掘Ｉ测得怎么样＾￣￣？麵试总结测试报驻、测巧巧楚＾＇￣￣？＿＿－图５．９系统测试过程常见的系统测试类型主要有功能测试、性能测试、边界测试、接口测试、安全性测试等。功能测试：功能测试指的是按照规格说明书的内容和需求逐项进行测试，Ｗ检查系统的功能是否能满足设计要求。测试点主要有用正常和非正常值输入数据进行测试、每项功能的合法和非法边界输入测试，流程的正确性和合理性测试。本项测试是最基础也是最重要的测试。性能测试：性能测试也是按照规格说明书中对性能的要求进行逐项测试，Ｗ检查系统的性能是否满足设计的性能要求。测试点主要有数据采集测试、计算及其精度测试、计算时间测试、内存占用测试、负荷Ｗ及潜力测试、软硬件集成测试一。性能测试往往会和余量测试、强度测试等同进行。边界测试；边界测试主要指系统在边界或者端点情况下运行状态的测试。测试点主要有输入Ｗ及输出域的边界或者端点测试、状态转换和功能边界Ｗ及性能和容量边界或者短点的测试一一般情况下软件或。边界测试是项很普遍的测试，一项测试者系统都会进行这。接口测试：接口测试是对系统中的各个接口需求逐项进行测试。测试点只要口一有外部接、检查接口的巧容和格式测试、每个输入输出接口测试、外部接口的方便使用性一、内部接口的功能等。接口测试通常会和功能测试放在起进行。安全性测试：安全性测试是检查系统的安全性Ｗ及安全保密性是否有效。测试点主要有单独测试软件中安全性比较关键的部分、安全防范措施的有效性和危险状态下的反应、软件自我保护能为的测试、对影响系统安全的操作进行测试、最重要数据的防止非法访问的测试。测试的基本原则主要有：（１）测试的时候需考虑边界条件，Ｗ及合法输入和不合法输入是否还能正确的输出；（２）提前性，软件测试的越早（最好是在需求４２ 工程硕±学位论文阶段就开始测试），错误带来的危害就越小；（３）测试的时候应该避免群集现象；（４）测试的时候应该尽量避免测试到自己写的代码，这样有利于发现自己在编译的过程中未发现的问题；（５）保管测试的最终分析报告，测试用例，出错统计等工作一资料，方便后的维护（６），避；要有个严格的测试计划免随意性。５．３．２评价指标一人脸识别技术是比较实用的项技术，识别率是衡量系统优劣的最重要的指也是一一个人脸识别系统能不能应用到标，识别速度个非常重要的指标，它决定实践。一：个人脸识别系统中：（１）准确度在，人脸识别的结果存在Ｗ下四种结果一是待识别人脸被正确识别二是此人在数据；库中但是被识别为别的人；兰是待识别的人不在人脸数据库中但是被系统正确拒绝；四是待识别的人不在人脸数据库中但是被系统接受。根据上述的四种结果，人脸识别系统的评价指标主要有Ｗ下几个：①识别率：待识别人脸正确被识别为人脸数据库中人的概率。②错误率；待识别的人在人脸数据库中但是被识为数据中其他人的概率⑤拒识率；待识别人脸在人脸数据库中，但是系统拒绝识别该人的概率。④误识率：待识别的人脸不在人脸数据库中，但是被系统判别为人脸库中的其他人的概率（２）识别速度：人脸识别技术最终要被投入到实际应用中去，识别速度也是一一个很重要的指标，识别速度般与数据库的大小有关。５．３．３测试环境与配置测试系统模式为Ｈ层Ｃ／Ｓ结构，由测试发生器发送测试请求给应用服务器，应用服务器接收到测试请求之后，根据测试请求来读写数据库服务器，获取数据。库的操作结果，最后将测试结果返回给测试发生器软件的测试是保证软件质量的主要手段，通常是通过功能测试与软件测试来检测软件在功能特性和产品内容方面是否符合用户所提出的需求，它保障了软件的开发，尤为重要的是对软件的质量起关键作用。测试的目的是发现软件中存在错误，而能不能发现错误在很大程度上是依赖于测试用例的设计一。个良好的软件测试是要在设计出良好的测试用例的基础上进行的测试环境如图５．７所示：在企业考勤管理系统的测试环境中一，包含了台Ｆ５负载均衡设备、两台ｗｅｂ一服务器、台数据库服务器和两台测试发生器。为提商了测试进度和模拟并发压力，特配置了两台测试发生器。４３ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现觀１Ｗｅｂ服务器寺＾＾Ａ０测试发生器２Ｗｅｂ服务器２图５．１０测试环境拓扑图ｅｒｃｒｏａｄＲｉｍｎｅｒＳ测试工具：Ｍｕｙ．ＯＬ系统测试硬件环境具体见表５．１：表５．１系统测试硬件巧境硬件环境硬件类别硬件机型配置要求数量４ＣＰＵ８ＧＢ；内存；数据库＆ＥＴＬ服务器ＰＣ服务器１＊测试环境１４６Ｇ６硬盘ＤＥＶ＆Ｓ打２ＣＰＵ！４ＧＢ内存（），Ｗｅｂ＆应用服务器ＰＣ服务器１＊１４６Ｇ１硬盘￣软件测试环境具体见表５．２：表５．２测试环境配置表序号内容说明１０．１１１．８．８０１测试ｗｅｂ服务器１０．１１１．８．８１２运行环境ＡＩＸ６．１３测试软件ＬｏａｄＲｕｎｎｅｒ８．１／ＪｉｒａＢｕｇ管理系统４测试机两台ＰＣ（４Ｇ内存）服务器直连到Ｃｉｓｃｏ４５００上５测试网络环境ＰＣ通过Ｃｉｓｃｏ２９５０连接到Ｃｉｓｃｏ４５００５．３．４功能测试功能测试是根据产品的功能模块设计不同的测试用例，从而完整地对系统的功能进行测试，功能测试是为了确保软件能够法到用户的需求，按照设计的步骤对软件进行操作，检验实际结果是否与预期结果相同。系统功能部分测试用例举例如下：１）上班考勤测试用例如表５．３所示：４４ 工程硕±学位论文表５．３上班考勤测试用例￣￣ｉ例名称上班考勤功能简述员工在上班前进行人脸考勤用例编号ＳＹＳＴＥＭＵＣ００１＿＿测试对象角色企业全体员工前置条件系统考勤规则设置成功，人脸采集设备正常运行，且系统中存在该员工的人脸样本预期测试结果员工考勤成功，系统纪录该员工本次的上班考勤记录涉众利益员工测试步骤１．员工在人脸采集区域２．系统识别员工人脸信息！３．系统进行比对４．比对成功５．系统保存该员工的考勘信息测试结果系统成功添加该员工的考勤信息未解决的问题无备注＾２）部口信息管理测试用例如表５：．４所示表５．４部口值息管理测试用例用例名称部口管理功能简述对部口信息进行添加，具体包括开部口阻、部口名称、部口主管瓜＂’、创建时间和电话等信息用例编号ＡＰＡＲＴＭＥＮＴＵＣ００１＿＿测试对象角色人为资源部人员前Ｓ条件Ｗ人力资源部人员的身份登录成功，并可Ｗ査看部ｎ的详细信息预期测试结果部ｎ信息成功添加到系统，处理失败时，提示错误信息涉众利益人力资源部测试步骚１．进入到部口信息管理界面＂＂２．点击添加３．输入部口信息＂＂４．点击确定按钮５．系统回到所有部ｎ信息列表的界面测试结果部ｎ信息成功添加未解决的问题无备注革４５ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现３）员工个人査看考勤结果管理测试用例如表５．５所示：表５．５员工个人查看考巧结果测试用例用例名称员工个人査看个人的考勤结果－功能简述员工个人通过考巧管理功能査看自己的考勤结果用例编号ＡＰＡＲＴＭＥＮＴＵＣ０的＿＿测试对象角色企业全体员工前置条件Ｗ企业员工的身份登录成功预期测试结果员工能査询到指定日期之内的考勤信息涉众利益企业员工测试步骤１．进入到考勤管理界面＂＂２．点击査询３．输入日期信息＂＂４．点击确定按钮５．系统回到所有考勤信息列表的界面测试结果考勤信息成功被査询出来未解决的问题无备注￣查４）全勤统汁的测试用例如表５．６所示：表５．６全勤统计测试用例全勤统计功能简述部口领导査看所有全勤员工的统计用例编号ＡＰＡＲＴＭＥＮＴＵＣ００４＿＿测试对象角色部口领导前置条件Ｗ部口领导的身份登录成功预期测试结果部口领导能査询到指定日期之内的全勤的员工信息涉众利益部口领导测试步骤１．进入到考勤统计界面＂＂２．点击全勤査询３．输入日期信息＂＂４．点击确定按钮５．系统返回所有全勤员工的信息测试结果全勤员工信息成功被査询出来未解决的问题无备注空４６ 工程硕±学位论文５．３．５性能测试（１）人脸识别准确率的测试一个人脸对于本人脸识别考勤系统，由于每次界面中只有，而且本身基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别算法有着较好的抗误检性能。实验测试了在不同条件下５．７所示人脸识别的结果如表：表５．７人脸识别准确率测试结果检测条件测试人脸数识别数未识别数识别率（％）光线充足，人脸角度正５００４８７２．６９７．４光线充足，人脸角度较偏５００４４７１０乂８９．４光线较弱，人脸角度正５００４３７口．６８７．４光线较弱，人脸角度偏Ｗ７１＾＾（２）人脸识别的性能测试经过实验得出如下结论：人脸检测需要时阁大概是１０ｍｓ，在人脸定位时需要花费的时间大概为４０ｍｓ，在Ｉｎｔｅｌ（Ｒ）Ｃｏｒｅ（ＣＭ）巧２．５３ＧＨｚ的计算机上苗可Ｗ取得３５ｆｐｓ的跟踪速度。根据上述结论可Ｗ得出如果在所用摄像头分辨率较低、人脸在距离摄像头３米之外，或者在摄像机面前停留时间过短、人脸与相机镜头面的角度超过４５度都会导致识别率降低，出现检测不准确、检测无结果等现象。通过反，复实现。，可采取下措施解决１）将视频采集的速度设为不超过１５顿／秒。—２）将视频顿中人脸用跟踪框标记并显示在视频控件中，将视频的模式设置为跟踪模式不进行人脸的检测及人脸定位，只显示跟踪后的人脸目标。（）３）人脸距离摄像机头不得超过３米，与摄像机镜头面的角度不要超过４５度，面部表倩要正常。４一）将检测结果在匹配后立即显示于检测人发现结果是否正确。旦发现，便结果不正确。，可Ｗ重新检测，或修改特征数据库信息（３）其他测试系统的测试除了压力测试和性能测试Ｗ外，还有其他的测试，如系统可用性方面，。，安全性方面和兼容性方面等具体说明如下１）该企业考勤管理系统的登录界面友好，用户体验较好。但是整个系统的安全控制不够理想。２）数据库能简单地进行维护，且数据的录入正常，数据库的査询响应速度快，数据的删除和修改也能顺利并且正确地完成。３）运行在不同浏览器上时，界面友好，功能完整正确，不存在浏览器的兼容４７ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ巧法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现性问题。系统对界面、数据传输、业务流程Ｗ及系统的极限进行测试，得到的测试结果如表５．７不。表５．８系统测试结果界面友好测试数据传输测试业务流程测试极限测试？要求符合要求符合要求可靠，安全，数据可通信符合本系统实现了企业对考勤管理的功能需求和性能需求，人脸识别考勤管理系统运行稳定，服务器处理业务时响应速度快，数据库服务器运行正常。其次用户体验好，功能实现完整，可用性髙，可Ｗ有效提高企业考勤管理的效率，实现企业的科学化、规范化管理。５．４本章小结本章在基于系统详细设计的基础上，确定了系统的开发环境与运行环境，介一些子系统的实现绍了，同时还对系统进行了功能测试和性能测试，测试结果表明，人脸识别考勤管理系统很好地实现了企业对于考勤管理的需求，实现了企业的信息化管理。４８ 工程硕±学位论文总结与展望１．总结人脸识别考勤管理系统的开发遵循了软件工程的基本流程，从系统的需求分析开始，到系统的设计，完成了系统功能模块的划分，然后对系统进行了详细的实现。在完成系统的编码之后，对系统进行功能测试和性能测试，测试结果表明，人脸识别考勤管理系统符合企业对考勤管理的需求。人脸识别考勤管理系统采用一基于浏览器／服务器体系结构架构模式，为用户提供了个随时随地访问的接口，方便了用户对员工的考勤信息进行操作，根据浏览器／服务器体系结构，将整个系统分为了Ｈ个层次：表示层，即展示给用户的界面层；业务逻辑层，即处理业务层；数据访问层，即对数据库进行操作的层。该人脸识别管理系统充分体现了信，系统安全、方便、高效等优点息技术给企业的考勤管理带来的方便及优越，实现了企业考勤信息的管理。论文的主要内容包括如下几个方面；（１）分析了人脸识别考勤管理系统的研巧背景和应用现状，介绍了系统开发一ｅ所需要的关键技术，包括浏览器／服务器体系结构、统建模语言、ＳＱＬＳｅｒｖｒ２００８，。通过这些关键技术的分析，为系统的顺利开发奠定了基础（２）Ｗ企业的考勤管理现状实际环境、需求和人脸识别考勤管理系统的发展现状为基础，提出了人人脸识别考勤管理系统设计的原则与目标，对系统进行需求分析和系统功能模块的划分。（３）在完成系统的需求分析之后，对系统进行了详细的设计，包括系统的逻辑架构、功能架构和网络架构设计，然后对系统的功能模块如考勤管理模块、基本信息管理模块和考勤统计管理模块等等功能模块进行了详细的设计。（４）提出了融合ＬＤＡ和ＰＣＡ算法的人脸特征提取方法，并将该算法运用到人脸识别考勤管理系统当中。（５）分析和设计了人脸识别考勤管理系统的数据库，系统的数据库采用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２００８，针对系统中需要用到的数据资料，设计了系统的数据库表的逻辑结构。（６）介绍了考勤管理系统的开发环境与运行环境，系统主要功能模块的实现、数据库的连接和实现，并对部分界面进行了展示。目前，本系统的所有功能模块己经基本完成，系统正处于试运行阶段，与企业考勤管理相关的功能都已经完成，基本满足了企业考勤管理工作的需求。且系统提供可视化界面，系统的功能菜单设计合理，为用户提供了方便的操作。４９ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现２．展望一些工作需要完菩一些界面的易用性问根据试用过程中反馈的意见，还有，题，文件加密存储，业务模型的图形化定义工具实现，及当前业务的图形化展示等一。另外Ｗ后可能会从下面几个方面进行进步的改进与提高：一些不法分子利用网（１）随着因持网的普及，越来越多的人使用网络，加之一络进行违法活动，这大大地考验了人脸识别考勤管理系统的安全巧，如何进步加强系统的安全性是个值得仔细考虑的问题一，需要采取定的保密技术给系统的信息进行加密，保障了系统数据的安全性。（２）随着移动网络行业的迅速发展，越来越多的用户通过手机或者平板电脑进行网页的浏览一，移动客户端已经成为了种潮流。为了给企业提供更好的服务，一步发展将把系统移植到移动平台上人脸识别考勤管理系统的下，可Ｗ采用ＡＰＰ。的方式，方便员工随时査询自己的考勤信息并且提交请假申请（３）系统无法为企业的管理层人员提供薪资分析的功能，随着大数据和数据巧掘的不断发展，系统可Ｗ将数据挖掘应用到员工的薪资分析上，Ｗ此为企业管理层提供更多科学的分析数据。５０ 工程硕±学位论文参考文献［Ｕ罗吴，重传良．基于特征脸和ＬＤＡ的人脸识别［Ｊ］．贵州工业大学学报（自２０２０－然科学版１３１１：２４），，。巧２梁文莉．基于独立成分分析的人脸识别算法研究［Ｄ．西安：西安科技大学，［］］２０－１２２９３１，－卢晓菁．可变光照下的人脸识别技术研究［Ｄ．厦口：华侨大学２０１４４１４２口］］，，４许书环，孔斌，郑飞．基于肤色特征的ＡｄａＢｏｏｓｔ人脸检测方法Ｊ．计算机系［］［］２０－统应用１２１９６：４４４８，，（）５．基于肤色和ＡｄａＢｏｏｓｔ算法人脸检测的研究网．秦皇岛：燕山大学［］孔祥栋，２０－ｉａ１１１２，６潘青．面向嵌入式系统的人脸识别方法优化研巧Ｄ．北京：中国石油大学［］［］（２０－华东）１１５５５７，，７刘明明．基于小波包与小波多层次线性子空间特征提取算法的人脸识别研巧［］２０－Ｄ．昆明：昆明理工大学１５；２３２４］，，［巧李盛克鲍苏苏．基于ＰＣＡ＋ＡｄａＢｏｏｓｔ算法的人脸识别技术化计算机工］５４６４－程与应用，２０１：１７０１７３，（）９Ｆ－ｒａｎｃｉｓＧａｌｔｏｎ．Ｐ灯ｓｏｎａｌｉｄｅｎｔｉ扫ｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｃｒｉｔｉｏｎ１Ｎａｔｕｒｅ２０１１［］ｐ，，町－１２２１：１７３１７７（）１０ｅｄｓｏｅ－ｉｆｉｌｉｔｉｍｉｈＣＡＷａｔｈｅｒＢｌ．Ｍａｎｍａｃｈｎｅａｃａｒｅｃｏｏｎ．ＰａｎｏｒａｃＲｅｓｅ虹ｃＩ．［］ｇｎ口］，２０－１２３２２５４５５：，（巧［Ｕ］齐兴觀刘冠你基于ＰＣＡ的人脸识别方法的比较研巧化现代电子技术，２０－１０１２０３５５５７，：（）１２ＭａｕｒｉｃｉｏＶｉｌｌｅｇａｓＲｏｂｅｒｔｏＰａｒｅｄｅｓ．ＯｎｉｍｒｏｖｉｎｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆＬＤＡａｎｄ［］，ｐｇＳＲＤＡｂｙｕｓｉｎｇｔａｎｇｅｎｔｖｅｃｔｏｒｓ．Ｐａｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｌｅｔｅｒｓ２０１３１９５：机，，（）１０９４－１１００１３ＬａｎｃＺｈａｎＱｕｅｒａｙＷｅｉ．ＦａｃｅｒｅｃｏｎｉｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＰＣＡｉｍａｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ［］ｙｇ，ｇｇｄ－ａｎＬＤＡ．Ｐａｎｏｒａｍｉｃ．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｃ２０１３９０７：５巧９５６０３…，，（）Ｍ冯素玲．基于小波变换的ＰＣＡ人脸识别方法研究脚．济南２００４］：山东大学［，，－１３１４１５Ｊｏｎｅｓ民ａｐｉｄ．Ｏｂｅｃｔｄ別ｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｂｏｏｓｔｅｄｃａｓｃａｄｅｏｆｓｉｍｌｅ拓ａｔｕｒｅｓＣ．虹：［］ｊｇｐ［］ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＥＥＥＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＯｉｌＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎ２０１４４３１１：，，（）３４－３５５１ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的设计与实现＾ｅｎｅｎｎｅｒａｎｅｎｏｕｒｃｅ－ｎｏｒｍａ１６ＬａｒＪＶＬｅｅｕｗ．ＳｌｉｚｅｄＬＤＡｆｏｒｒｏｂｕｓｔｓｅａｋｅｒ［］，ｐｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏ打ｕｓｉ打ｇｖｅｃｔｏｒｓｆｒｏｍｍｕｌｔｉｌｅｓｅｅｃｈｓｏｕｒｃｅｓＪ．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏ打ｐｐ［］，２０１－１２０３：７５５７６６，（）［１７］杨利平，粪卫国，杜兴．完备鉴别保局投影人脸识别算法［Ｊ］．软件学报，２０１０，２－１６；１２７７１２８６（）［１８ＲａＢｒｕｎｅｌｌｉＴｉｅｒＰｉｉｏ．Ｄａｎｍｉｃ３Ｄｍｏｄｅｌｓｗｉｔｌｌｌｏｃａｌａｎｄｌｏｂａｌ］ｙ，ｇｇｇｙｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ：ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅｓｕｐｅｒｑｕａｄｒｉｃｓ口］．ｌＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ，２０１３，６。５）：－１０４２１０５２－ｍ－１９ＪｏｈｎＧｈｏｓ打ＰｒｅｓｏｎＹｉａｎｉｌｏｓ．Ｆｅａｔｕｒｅｂａｓｅｄｆａｃｅｒｅｃｏｎｉｔｉｏｎｕｓｉｎｉｘｔｕｒｅｄｉ［］，ｇｇ’ｓａｎｃｅ－ｔ．ＣＶＰＲｓＪ．Ｎａｔｕｒｅ２０１５２４９６：２０９２６［，１］，（）０张娜娜Ｄ：．基于变换域和ＰＣＡ的人脸识别方法研究．上海上海师范大学口］［］，２０－１３２３２５，２１ＣｈｉｎｃｈｕａｎＨａｎＫｕｏｃｈｕｎＹｕＬｉａｎｈｕａＣｈｅｎ．Ｆａｓｔｆａｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｖｉａ［］，ｇ，ｇ－ｈｏ－ｍｏｒｐｌｏｂａｓｅｄＰｒｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．ＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｎｉｔｉｏｎ２０１１３３１０：ｇｙ口］ｇ，，（）－１７０１１７１２口引王映席．人脸识别原理、方法与技术［Ｍ］，北京：北京科学出版化２０１２口３］唐旭歳，欧宗琪，苏铁明等．基于ＡｄａＢｏｏｓｔ和遗传算法的快速人脸定位算法工大学学报－Ｊ：自然科学：６４６９？賦２０１１［华南理，３５＾］）ｓ－２４ＬｕＰｌａｔａｎｉｏｔｉｓＶｅｎｅｔａ打０Ｐｏｕｌｏｓ．ＦａｃｅｒｅｃｏｎｉｔｉｏｎｕｓｉｎＤＡｂａｓｅｄａｌｏｒｉｔｈｍｓＪ．［］，ｇｇＬｇ［］２００３－ＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ？圧ＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ１４１：１９５２００，，（）Ｄ－５：郭磊．人脸检测技术研究及实现．哈尔滨哈尔滨理工大学２００９２１２３口］［］，，２６ＰｉｔｅｒＢｅｌｈｕｍｅｕｒ，ＪａｓｏｎＨｅｓａｎｈａ．Ｒｅｃｏｎｉｔｉｏｎｕｓｉｎｃｌａｓｓｓｅｃｉｆｉｃｌｉｎｅａｒ［］ｐｇｇｐｒｏｅｃ－ｔｉｏｎＪ．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎ２００７１９７：７１１７２０［］，ｐｊ，（）［２７］王海珍．基于ＬＤＡ的人脸识别技术研巧［Ｄ］．西安：西安电子科技大学，２０－１０４１４２，口８］李月敏，陈杰，尹宝才．快速人脸检测技术综述［Ｊ］．全国第１６届计算机科００４５４－学与技术应用学术会议，２，（１８）：１０１６口９］朱伟．基于人体匹配解决多人体跟踪中遮挡问题的方法研究［Ｄ］．上海：上海００３－３２交通大学，２乂１［３０］李雁．警务人员考勤管理系统的设计与实现［Ｄ］．天津；天津大学，２０１２，６３－６４３１Ｊｏｓｈｉｎｅ民ａｍａｋｒｉｓｈｎａｎ．Ａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｕｔｏｍａｔｉｃａｔｔｅｎｄａｎｃｅｓｓ化ｍｕｓｉｎ［］ｐｙｇｆｉｎｅｒｒｉｎｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ１：ｅｃｈｎｉｕｅＪ．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｕｔｅｒｇｐｑ［］ｐＳｃ－ｉｅｎｃｅａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｃｕｒｉｔｙ２０１２１０３：８７８９，，（）３２雷静．基于ＯｅｎＣＶ的人脸跟踪识别系统研究Ｄ：．西安西安电子科技大［］ｐ［］５２ 工程硕±学位论文２０－学１０１４１６，，口３ＪｉａｎＧｅｎ．ＦａｃｅｒｅｃｏｉｔｉｏｎｕｓｉｎｓｉｆｔｆｅａｔｕｒｅｓＣ．ＩｍａｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎＣＩＰ．］ｇｇｇｎｇ［］ｇｇ口）比－２００９１６ＩＥＥＥ虹ｔｅｍａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ２００１：Ｗ１３３３１６，乂口）３４田启川润生．Ｊ．２００９２６１２生物特征识别综述：［］，张［］计算机应用研究，，（）４４０－１４４０６３５ＦｅｎｇｉＸｉａｏｏｕＬｉ．Ｎｏｎａｒａｍｅｔｒｉｃｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔａｎａｌｓｉｓｆｏｒｆａｃｅｒｅｃｏｎｉｔｉｏｎ．［］Ｚｈ，ｐｙｇｎｄｉ－圧ＥＥＴｒａｎｓｏｎＰａｔｅｒｎＡｎａｌｓｉｓａＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｅｎｃｅ２００９１８１：６５６８ｙｇ，，口）口巧陈智化基于邸ｅｎＣＶ的数字稳像系统实现脚．合肥：电子科技大学，２０１１，７７－７９口７赵解孙雅，张珍来．基于ＯｅｎＣＶ的双幅图像采集系统设计与实现］ｐ化汁２０－１２１１０９６算机与数字工程：７，，（）口８］刘文达．基于ＯｐｅｎＣＶ人脸检测识别跟踪的研巧［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２００９３７－３９，［３叫秦小文，溫志芳，乔维维．基于邸ｅｎＣＶ的图像处理町电子测试，２０１１，－４３０７：１５２１５５（）［４０］刘兴建．关于数字图像处理中直方图均衡化的探讨Ｐ］．桂谷，２０１１，２（１３）：５５－６６产＇Ｖ－５３ 基于ＰＣＡ和ＬＤＡ算法的人脸识别考勤管理系统的巧计与实现致谢在湖南大学的几年学习将要接近尾声，在这里首先感谢我的导师郭振远教授对我的淳淳教导，是您教会了我勤奋学习，诚实做人，踏实做事，Ｗ宽容之必面对生活。指导我沿着正确的方向前进，在点滴会聚中使我们逐渐形成正确的、成熟的人生观和价值观。本文的研巧工作是在您的悉也指导下完成的。通过这个课题的研巧一一，使我接触到了个全新的领域人脸识别考勤管理系统，个人感觉一收获良多。此外，对我教育最大的就是我的导师郭振远教授。郭振远教授是名治学严谨，同时又不失幽默感的教授，从他的身上我能看到什么才是真正的谦虚，什么才是真正的做研巧，与郭振远教授相处的点点滴滴都印刻在我的记忆力，平凡人做不平凡的事，平常也处不平常的事，让我这颗浮躁的也能够在尘器中归于平静。然后感谢那些曾经帮助过我的同学们，在毕业设计的过程中，我由于自己的水平有限，有些看似很简单的问题，他们从不觉，有很多问题往往都要请教他们得我才疏学浅，都会十分耐也的为我答疑解惑，这份同窗之情会伴随我终生，也是我除了完成学业Ｗ外。，最大的收获感谢学院领导和所有老师对我热情的关也和帮助，感谢我的母校湖南大学对我的教育和培养。最后，感谢各位专家、教授，在百忙之中对我的论文进行指点，我也会虚也求教。，不断进步孔安２０１６年１２月５４