Python基于OpenCV和PyQt5的人脸识别上课签到系统【附源码】

博主介绍：✌Java老徐、7年大厂程序员经历。全网粉丝12w+、csdn博客专家、掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于Java技术领域和毕业项目实战✌

🍅文末获取源码联系🍅

👇🏻 精彩专栏推荐订阅👇🏻 不然下次找不到哟

2024-2025年Java毕业设计选题推荐
Python基于Django的微博热搜、微博舆论可视化系统，附源码
基于Python Django的北极星招聘数据可视化系统

感兴趣的可以先收藏起来，还有大家在毕设选题，项目以及文档编写等相关问题都可以给我留言咨询，希望帮助更多的人

第一章 项目简介

随着人工智能技术的飞速进步，人脸识别技术已经深入到我们生活的方方面面。在学校环境中，如何高效、准确地完成学生的上课签到成为了一个亟待解决的问题。今天将为大家介绍一个Python基于OpenCV和PyQt5的人脸识别上课签到系统。

第二章 技术栈

前端使用 PyQt5

sqlite 数据库

框架 opencv， dlib

第三章 系统功能简介

我们的人脸识别签到系统具备以下功能：

3.1 用户界面

（1）提供学生信息管理功能。
（2）启动摄像头进行人脸识别。
（3）显示签到结果和签到记录。

3.2 人脸识别功能

（1）检测学生的人脸。
（2）将人脸与数据库中的信息匹配，确认身份。

3.3 签到记录管理

（1）自动保存签到结果。
（2）支持查询和导出签到记录。

第四章 实现步骤详解

接下来，我们将一步步实现这个签到系统。

4.1 学生信息录入

首先，我们需要为每位学生录入信息，包括学号、姓名以及其人脸照片。通过将人脸特征存储到数据库中，系统可以快速识别对应学生。

代码示例：录入学生信息

import cv2
import os
def capture_student_face(student_id, student_name):
    # 创建保存人脸数据的文件夹
    if not os.path.exists("student_faces"):
        os.makedirs("student_faces")
    # 打开摄像头
    cap = cv2.VideoCapture(0)
    face_cascade = cv2.CascadeClassifier(cv2.data.haarcascades + 'haarcascade_frontalface_default.xml')
    count = 0
    while True:
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            break
        gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
        faces = face_cascade.detectMultiScale(gray, scaleFactor=1.1, minNeighbors=5)
        for (x, y, w, h) in faces:
            count += 1
            face_img = frame[y:y + h, x:x + w]
            filename = f"student_faces/{student_id}_{student_name}_{count}.jpg"
            cv2.imwrite(filename, face_img)
            cv2.rectangle(frame, (x, y), (x + w, y + h), (255, 0, 0), 2)
        cv2.imshow("Capture Student Face", frame)
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q') or count >= 10:
            break
    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()
    print(f"Captured {count} face images for {student_name}.")

运行该代码，系统会打开摄像头捕捉学生的人脸并保存至本地。

4.2 人脸识别核心功能

接下来，我们将实现人脸识别功能。

（1）提取实时摄像头画面中的人脸特征。
（2）将特征与数据库中的已存人脸进行比对。

代码示例：人脸识别

import numpy as np
import face_recognition
def recognize_face():
    # 加载已存人脸数据
    face_data = {}
    for file in os.listdir("student_faces"):
        img = face_recognition.load_image_file(f"student_faces/{file}")
        encoding = face_recognition.face_encodings(img)[0]
        name = file.split("_")[1]
        face_data[name] = encoding
    # 打开摄像头识别
    cap = cv2.VideoCapture(0)
    while True:
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            break
        rgb_frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
        face_locations = face_recognition.face_locations(rgb_frame)
        face_encodings = face_recognition.face_encodings(rgb_frame, face_locations)
        for face_encoding, face_location in zip(face_encodings, face_locations):
            matches = face_recognition.compare_faces(list(face_data.values()), face_encoding)
            name = "Unknown"
            if True in matches:
                matched_idx = matches.index(True)
                name = list(face_data.keys())[matched_idx]
            # 在画面上显示姓名
            top, right, bottom, left = face_location
            cv2.rectangle(frame, (left, top), (right, bottom), (0, 255, 0), 2)
            cv2.putText(frame, name, (left, top - 10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.9, (0, 255, 0), 2)
        cv2.imshow("Recognize Face", frame)
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break
    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()

4.3 使用PyQt5创建用户界面

PyQt5用于构建交互式的图形界面，让用户更直观地使用签到系统。

代码示例：创建界面

import sys
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButton, QLabel
class MainWindow(QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle("人脸识别签到系统")
        self.setGeometry(100, 100, 600, 400)
        # 添加按钮
        self.capture_button = QPushButton("录入人脸", self)
        self.capture_button.setGeometry(50, 50, 150, 50)
        self.capture_button.clicked.connect(self.capture_face)
        self.recognize_button = QPushButton("开始签到", self)
        self.recognize_button.setGeometry(50, 150, 150, 50)
        self.recognize_button.clicked.connect(self.start_recognition)
    def capture_face(self):
        student_id = input("请输入学号: ")
        student_name = input("请输入姓名: ")
        capture_student_face(student_id, student_name)
    def start_recognition(self):
        recognize_face()
if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    window = MainWindow()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())

4.4 数据管理与导出

签到结果可以使用Pandas进行管理，并支持导出到Excel文件中。

代码示例：记录签到结果

import pandas as pd
from datetime import datetime
def save_attendance(name):
    record = {"Name": name, "Time": datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")}
    if not os.path.exists("attendance.csv"):
        df = pd.DataFrame([record])
    else:
        df = pd.read_csv("attendance.csv")
        df = df.append(record, ignore_index=True)
    df.to_csv("attendance.csv", index=False)
    print(f"{name} 签到成功！")

在recognize_face方法中，每次识别到已知人脸时，调用save_attendance保存签到记录。

第五章 运行效果展示

完整运行程序后，系统将具备以下功能：
（1）录入学生人脸信息。
（2）实时打开摄像头识别人脸。
（3）自动保存签到结果。

第六章 推荐阅读

基于Python的循环神经网络的情感分类系统设计与实现，附源码
Python基于人脸识别的实验室智能门禁系统的设计与实现，附源码
Java基于微信小程序的讲座预约系统的研究与实现，附源码
Java基于微信小程序的校园订餐系统
Java基于SpringBoot的在线学习平台
Python基于django框架的Boss直聘数据分析与可视化系统
基于Python的机器学习的文本分类系统
基于Python dlib的人脸识别的上课考勤管理系统（V2.0）
Java 基于 SpringBoot+Vue 的公司人事管理系统的研究与实现（V2.0）

第七章 源码获取：

大家点赞、收藏、关注、评论啦 、查看👇🏻获取联系方式👇🏻

👇🏻 精彩专栏推荐订阅👇🏻 不然下次找不到哟

Python毕业设计

Java 大学生实战精品项目

Java微信小程序精品项目

感兴趣的可以先收藏起来，还有大家在毕设选题，项目以及文档编写等相关问题都可以给我留言咨询，希望帮助更多的人