CN103208212A - 一种防作弊的远程在线考试的方法与*** - Google Patents

一种防作弊的远程在线考试的方法与*** Download PDF

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黄庆梅
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Abstract

本发明公开了一种有效地实现防作弊的远程在线考试的方法与***，该方法通过人脸识别技术对应试者进行身份识别并联合通过对比人脸、考试使用的计算机显示屏、键盘和鼠标的相对位置进行定位识别，再通过数据库技术比对考试报名时采集的人脸信息。在考试过程中，当应试者的人脸或眼睛被识别到离开***设定的识别范围时，或者***将定时或不定时发送人脸的身份识别比对请求，在任意时候发现考试区域采集到的人脸与第一次申请试卷时的人脸不一致时，远程在线考试***将采集***设定的处理方式，如黑屏，振动提醒，放声音提醒，强制收卷等操作；考试结束前，当应试者的人脸离开识别区域设定的一定时间时，***将自动收卷。

Description

一种防作弊的远程在线考试的方法与***
技术领域
     本发明涉及一种防作弊的远程在线考试的方法与***，主要针对对于考试机可信度要求高，考试管理规范要求高的高度远程仿真考试的环境进行的一种解决方案，特别涉及职业技能鉴定，专业领域考试，网络学历认证考试，上岗证考试等参考人员分散的无纸化网络化考试。
背景技术
在网络技术高度发展的社会背景下，我们提倡远程教学，远程培训，远程考试，远程考核等无纸化绿色低碳的教学考试考核模式。这种远程教学、考试和考核的模式目前慢慢流行起来。
     目前远程在线考试在现实生活中也较为常见，并且也有不少技术人员开发出了一个又一个的远程在线考试***。但目前考试信度较高的，有效地防作弊的远程在线考试***仍然没能出现。目前远程在线考试及相关的***和专利中，均需要通过摄像、录像、防电脑切换屏幕和通过限定时间，通过单题依次显示等方式来防作弊。
     上述的防作弊的远程在线考试均具有局限性，比如通过摄像或录像进行监控，这只能在事后追索用，在考试过程中或者只能用人工监控的方式对着屏幕来监考；防电脑切换屏幕的方式难以排除两台电脑同时使用，其中一台登陆考试另一台协助作弊，或者几个同学一起互相协助等方式的作弊行为；通过单题依次显示和限时作答除了现场作弊的情况外，还会对考生不按顺序作答等造成不便，影响仿真性。
发明内容
   本发明的目的在于通过换一种思维角度来解决现在的方法和相关考试***存在的问题，综合以往的技术，提出通过动态智能比对考生的人脸等生物特征，进而动态地智能地实现考生身份识别，通过考生身份识别来提供个体化的远程在线考试解决方案，同时通过人脸，眼睛等相对位置进行考生是否通过各种方式进行现场作弊的实施。
本发明提供以下解决方案：
一种防作弊的远程在线考试的方法
1.总体解决方法
     通过对考生身份信息的登记和采集，人脸识别***将考生报考时提交的第二代身份证上的头像和其同时提交的近照进行人脸识别，识别后发送识别结果给远程在线考试***的识别控制子***上，同时将考生的报考信息连同近照，第二代身份证扫描件等存入远程在线考试***的考生信息数据库中，远程在线考试***的考试控制子***反馈信息给报考***，报考***将通过这些信息生成准考证。
     考生在考试报到的时候，远程在线考试***将通过前置端采集考生通过摄像头传送过来的人脸图像，人脸图像传送到人脸识别***进行识别，人脸识别***识别后将识别代码同时发送到前置端和中心端，通过中心端比较考生身份信息，当比较通过后，中心端将同步发送考生信息到前置端的临时考生信息库中，同时给考生分发试卷。
     考试开始后，前置端根据考试控制***的预先设置的头像允许活动的区域对考生人脸，电脑屏幕，键盘等的相对位置，以及人脸和眼皮的相对位置等进行判断考生的视线和注意力是否离开过预先设定的范围。同时，前期端的***将定时或不定时发送身份识别指令给考生的客户机以确认实时身份。当这两步均正常的时候，中心端的考试管理***将正常让考生作答，否则***将根据预先设定的考场规则进行处理。
     考试结束前半小时，为了防止考生提前离开而忘记提交试卷，***将定期或不定期地自动检测考生是否在考试指定的区域，当考生在预先设定的时间段里仍然不在位置上，***将自动收卷。
     考试结束时间时，***将自动收卷。考生在考试结束前预先设定的可交卷的时间范围内可以主动交卷。
电子试卷签名制作方法
         电子试卷在试卷分发后马上进行电子签名。
         ***通过已成功匹配的人脸信息进行档案提取和原报名的人像提取，提取发送到前置端后在前置端生成带有上述考生个人档案基本信息和人像的条形码附加到电子试卷上去，形成已经签名的电子试卷。
本方法提供一种无需限定考生按顺序答题的解决方案
     本方法由于定时或不定时通过人脸识别考生身份，以及通过人脸、显示屏、键盘和鼠标等物的相对位置，以及人脸和眼皮的相对位置等进行考生的视线和注意力的判断，只需要将考试电脑进行锁屏，考生可以在当前屏幕中的整套试题进行随意的翻页或跳题作答。
本方法提供一种考生在非集中环境使用解决方案。
     和其它安全要求高的远程在线考试模式不同，本方法中，只要考生的上网条件等满足到考试开考的条件，无需进行集中场所进行无纸化考试。考生只需要登陆本方法所完成的远程在线考试***，***将通过考生的摄像头等环境进行检测和采样，然后设置考生在考试过程中的活动区域，再配合人脸的身份识别，我们便可以安全的进行考试。
一种防作弊的远程在线考试的***
这种防作弊的远程在线考试***包括以下有机组成部分：
    本远程在线考试***主要由中心端服务器、人脸识别服务器和前置端服务器三大类型的服务器群组成。
中心端服务器
中心端服务器主要安装考试管理***，考试控制***和考生信息管理***，和人脸识别服务器上安装的人脸识别***的数据接口，以及与前置端服务器上的各种数据***的通讯接口。
人脸识别服务器
    人脸识别服务器主要安装了人脸识别***等身份识别***，主要用于对比由前置端发送过来的人脸图像，并将对比结果反馈给中心端服务器。
前置端服务器
前置端服务器主要由在线报名***、摄像管理***、考生考试***和考生档案管理***，以及与人脸识别服务器，中心端服务器上的各种***的数据通讯接口等组成。前置端服务器承载着灵活组建考试环境和大数据流直接流入中心端服务器而形成的不必要的压力，提高了整体的数据处理能力，给考生带来可靠的考试体验。
前置端的考生档案管理***主要是针对当次考试而产生的临时数据的管理，是缓解中心端服务器中的考生信息管理***的重要场所。此***的数据将在每次考试结束后自动删除。而对于每一次考试过程中，其需要接收来自人脸识别***和中心端服务器上的考生信息管理***、考试控制***的数据，并将其采集到的数据在前置端服务器完成身份对比和监控范围的对比，并且只需要将异常信息传送到中心端服务器便可。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
图2为本发明的由前置端、中心端和人脸识别服务器构成的完整的网络拓扑简图。
图3为本***的由前置端、中心端和人脸识别服务器组成的结构图，以及每个***所包含的具体子***。
图4为本***一体化***模式的各个子***示意图。
图5为本发明中的电子试卷的生成、加密和分发的整个流程。
具体实施方式
 结合附图，现将本发明所涉及的方法和***进一步详细说明如下：
防作弊的远程在线考试的方法，其着重通过人脸识别作身份认证，同时通过人脸、显示屏、键盘和鼠标四者的位置关系判断考生是否正常应试；当识别是否作弊更为严格时，此方法还可以通过人脸上的眼睛、嘴巴和显示屏的相对位置是否发生位移来判断考生是否正常应试。其详细步骤如下（参照附图1）。
 第一步：考生报名
考生报名时，同时需要输入考生档案，报考科目，考生现场摄像，扫描第二代身份证并上传等操作。此步操作的意义在于获得人脸肖像（通过现场摄像和第二代身份证上的头像做身份对比）、考生基本档案信息和报考信息，以及建立它们之间的一一对应关系。
第二步：人脸识别入库和考生信息，报考信息入库
考生报名后，***将人脸识别代码和考生信息，报考信息同步入库，并建立一一对应关系。
第三步：考生考试报到
考生考试报到时，***重点采集考生的人脸肖像，通过人脸识别确定考生身份；同时，***将通过考生的摄像头对人脸、显示屏、键盘和鼠标等进行相对位置采样入库。
第四步：生成、加密并分发电子试卷
通过人脸进行身份识别比对通过后，***将依照报考科目生成未加密的电子试卷；接着***将此电子试卷与考生信息和考生人脸肖像生成条形码附到电子试卷的相应位置而获得加密后的电子试卷；最后***根据考生信息将试卷对应分发给对应的考生。
第五步：开始考试
   考试开始时间时，***自动计时，并将允许考生进行考试。考生可以根据自己的实践情况选择单独考试还是到指定的地方进行集体考试。
第六步：考试过程控制
考试开始到考试结束的时间跨度中，***将根据设定的频率，或者没约定的时间进行人脸实时采集并进行对比，当发现应试者不是考试报到时的人时，***将通过警告、提醒和强制收卷结束考试等方式进行处罚；
在整个时间跨度中，***还将根据设定的频率，或者没有约定的频率进行人脸、显示屏、键盘和鼠标的相对位置采样对比，当发现相对位置发生不可接受的位移时，***通过警告、提醒和强制收卷结束考试等方式进行处罚。
第七步：提前交卷
***支持在设定的时间内提前交卷，同时也支持人脸偏离显示屏、键盘和鼠标的相对位置一个设定的时间，如十分钟，***自动提前收卷。
第八步：考试结束，强制收卷
和其它在线考试模式一样，时间到点后强制收卷。
第九步：双盲评卷
本方法和***采用的是加密后的电子试卷，这方便进行不记名评卷，保证考试公平的最后一公里。
本发明所述的防作弊的远程在线考试***包含中心端、人脸识别***和前置端等有机组成部分，就各部分的功能等详细描述如下。
中心端服务器主要安装考试管理***，考试控制***和考生信息管理***，和人脸识别服务器上安装的人脸识别***的数据接口，以及与前置端服务器上的各种数据***的通讯接口。
1. 考试管理***
     考试管理***主要完成考试前、考试过程中和考试后的整个过程的各种与考试相关的参数的设置和管理，包括题库准备、试题抽取、试卷生成、试卷下发、试卷收取、试卷提交、试卷评卷等与考试相关的操作。
2. 考试控制***
考试控制***主要完成考试前、考试过程中和考试后的整个过程的控制参数设定及执行，通过前期端采样及采集的信息，以及考试的目的等，预先进行作弊认定规则设定、作弊处理规则设定，然后根据实际发生情况对作弊情况自动认定、作弊处理执行、异常情况执行和各种提示信息的发布等工作。
3. 考生信息管理***
     考生信息管理***主要完成考生的基本信息管理，考生人脸肖像和证件照等身份认证信息管理，考生的考试成绩和学习成绩管理，考生毕业、发证等相关信息记录，针对考生信息的应用以及与人脸识别***的数据通讯等功能。
人脸识别服务器
    人脸识别服务器主要安装了人脸识别***等身份识别***，主要用于对比由前置端发送过来的人脸图像，并将对比结果反馈给中心端服务器。
前置端服务器
前置端服务器主要由在线报名***、摄像管理***、考生考试***和考生档案管理***，以及与人脸识别服务器，中心端服务器上的各种***的数据通讯接口等组成。前置端服务器承载着灵活组建考试环境和大量数据流直接流入中心端服务器而形成的不必要的压力，提高了整体的数据处理能力，给考生带来可靠的考试体验。
1.  在线报名***
    在线报名***主要完成在线招生，考试信息管理，在线报考等工作。特别地，在线报考方面，本***除了收集考生的基本信息和在线支付外，更重视第二代身份证的扫描件的上传和扫描，以及通过摄像头现场采集考生头像等身份认证所必须的信息，为下面的各种应用提供基本的数据来源，同时重视头像信息通过人脸识别***数字化保存到中心端服务器后，接收中心端服务器的反馈信息，并打印受理通知单。
2.  摄像管理***
     摄像管理***将与在线报考***密切联系，是在线报考***的中间件。摄像管理***主要是通过摄像头现场摄像，然后将数据同步传输到人脸识别***和中心端服务器的考生信息管理***，建立与第二代身份证，现场摄像和考生信息三者同一的考生信息***。同时，摄像管理***将对考生考试***和中心端服务器上的考试控制***密切协作，完成每一个需要用到人脸摄像和环境摄像的功能。
3. 考生考试***
    考生考试***主要完成考生报到、考生实际环境采样、试卷接收、中心端服务器发出的各种考试控制信息并执行对应的操作、考生在线考试过程实现和交卷等操作。考生考试***是本***的重要***之一，是前置端的实施***。
4.  考生档案管理***
前置端的考生档案管理***主要是针对当次考试而产生的临时数据的管理，是缓解中心端服务器中的考生信息管理***的重要场所。此***的数据将在每次考试结束后自动删除。而对于每一次考试过程中，其需要接收来自人脸识别***和中心端服务器上的考生信息管理***、考试控制***的数据，并将其采集到的数据在前置端服务器完成身份对比和监控范围的对比，并且只需要将异常信息传送到中心端服务器便可。
双盲评卷方法和***，其特征在于通过加密后的电子试卷和评卷老师通过人脸识别进行阅卷身份认证并进行双盲评卷，解决公平考试的最后一公里问题。
 当考试规模较小且独立性要求较高时，我们可以通过一体化***的方案进行低成本实施。
一体化***实施方案是将所有的***不重复地加装到同一台服务器中，其它的操作和相关的步骤不变。
一体化***实施重点照顾了***实施的低成本低投入的原则。

Claims (10)

1.一种实现防作弊的远程在线考试的方法，其特征在于通过报考时现场采集人脸以及报考人的第二代身份证上的肖像确认考生身份并建立考生身份数据库，在考试报到时通过摄像机获取的头像进行人脸识别，然后通过远程在线考试***对应发给签名后的电子试卷；
     同时，在考试过程中，***通过对比考试报到时的人脸相对位置与考生在应试整个过程中的相对位置是否在设定的范围内，以辨别考生是否处于正常的应试状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是***通过不定时或定时定位人脸的相对位置是否在考试报到时采集的人脸、前考试使用的计算机显示屏、其键盘和鼠标的相对位置的范围内以辨别考生是否处于正常的应试状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在生成的电子试卷里加入一组条形码，条形码包含考生的已经比对匹配的个人信息和头像。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征是人脸相对位置区域监控中，可以采用一个或多个摄像头从不同的角度更精准地识别出考生在应试过程的相对位置关系。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是当考生考试报到时，***检测并发送在考试监控区域的人脸到人脸识别***，人脸识别***再将识别的代码发送到考生信息管理***，当这个人脸识别代码和***的其中一个数据匹配时，考生信息管理***返回考生基本信息到考试管理***，考试管理***将考生基本信息、试卷代码和考生人脸识别代码合成含有上述信息的条形码附在电子试卷对应的位置上，然后发送给对应的考生。
6.一种实现防作弊的远程在线考试的***，其特征是：包括
本***由考试管理***、考试控制***、考生信息管理***、人脸识别***、在线报名***、摄像管理***、考生考试***和考生档案管理***组成共同完成考生报考身份信息采集、考生身份识别、考生考试报到时环境位置识别、考生考试过程中人脸相对位置识别、考生非正常状态应考的警示和处罚等功能，同时完成考生的考试计算机辅助评卷，考试分数管理和考试结果管理等功能。
7.根据权利要求6所述的***，其特征是电子试卷上附有一组包含已比对匹配成功的考生基本档案和头像的条形码。
8. 根据权利要求6所述的***，其特征是本远程在线考试***主要由中心端、人脸识别和前置端三大类型的服务功能群组成；中心端包括考试管理***，考试控制***和考生信息管理***，和人脸识别服务器上安装的人脸识别***的数据接口，以及与前置端服务器上的各种数据***的通讯接口等***；前置端包括在线报名***、摄像管理***、考生考试***和考生档案管理***，以及人脸识别服务器，中心端服务器上的各种***的数据通讯接口等组成；根据布点的数量可以平行复制建设多个前置端，形成平行的前置端群。
9.根据权利要求6所述的***，其特征在于将中心端、人脸识别和前置端三大类型的服务功能和子***全部集成到同一个***里成为一体化***以适应各种需求。
10.根据权利要求6所述的***，其特征在于通过加密后的电子试卷和评卷老师通过人脸识别进行阅卷身份认证并进行双盲评卷。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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