寫在前面

本期內(nèi)容：基于OpenCV的WANT公司人臉識別打卡系統(tǒng)。

項目需求：

• pycharm
• opencv
• numpy

項目下載路徑：https://download.csdn.net/download/m0_68111267/88754360

項目分析

社會上很多公司，學院都需要使用手機或者智能軟件進行打卡簽到。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機視覺技術(shù)也越來越成熟了，例如人臉識別只需要幾行代碼就可以實現(xiàn)。打卡系統(tǒng)一般通過攝像頭掃描人臉的特征，利用人臉的差異識別不同的人員。本文將利用Python的OpenCV簡單實現(xiàn)一個公司打卡系統(tǒng)。

需求分析

打卡系統(tǒng)有 3 個核心功能： 錄入打卡人的資料、員工打卡和查看打卡記錄， 在滿足核心功能的基礎(chǔ)上需要完善一些附加功能和功能細節(jié)。在開發(fā) MR 智能視頻打卡系統(tǒng)前， 先對本系統(tǒng)的一些需求進行如下拆解和分析。

1.數(shù)據(jù)模型

本系統(tǒng)不使用第三方數(shù)據(jù)庫， 所有數(shù)據(jù)都以文本的形式保存在文件中，因此要規(guī)范數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式， 建立統(tǒng)一模型。若把軟件的使用者設(shè)定為“公司”，那么打卡者身份可設(shè)定為“員工”， 程序中數(shù)據(jù)模型就應該是員工數(shù)據(jù)類。每一位員工都有姓名，“姓名”就作為員工類中必備的數(shù)據(jù)之一。

因為員工可能會重名， 所以必須使用另一種標記作為員工身份的認證，即為每一位員工添加不重復的員工編號。員工編號的格式為從 1 開始遞增數(shù)字， 每添加一位新員工，員工編號就+1。員工類中添加“員工編號”。

系統(tǒng)中必須保存所有員工的照片用于人臉識別。為了區(qū)分每位員工的照片文件，程序使用“員工特征碼 + 隨機值. png”的規(guī)則為照片文件命名。如果使用員工編號作為特征碼， 1號員工和 11號員工的文件名容易發(fā)生混淆，所以特征碼不能使用員工編號， 而是一種長度一致、復雜性高、不重復的字符串。員工類中添加“特征碼”。

員工與編號、姓名、特征碼是一對一的關(guān)系， 但員工與打卡記錄是一對多的關(guān)系， 所以打卡記錄可以放在員工類中保存，而不是單獨保存在打卡記錄模型中。打卡記錄需要記錄每一位員工的具體打卡時間，并能以報表的形式體現(xiàn)。可以使用字段保存打卡記錄模型，員工姓名作為key， 該員工的打卡記錄列表作為 value。

2.打卡功能

人臉打卡依賴于人臉識別功能。本程序可以使用 OpenCV 提供的人臉識別器實現(xiàn)此功能， 建議使用正確率較高的 LBPH 識別器， 其他識別器也可以考慮，但需要做好測試驗證。系統(tǒng)通過拍照保存員工的照片樣本。當員工面對攝像頭時，按 Enter鍵就可以生成一張正面特寫照片文件。為了增加識別準確率， 每位員工應拍3 張照片，也就是按3 次 Enter鍵才能完成錄入操作。每次員工打卡成功后，都應該記錄該員工的打卡時間，然后保存到文件中。

3.數(shù)據(jù)維護

數(shù)據(jù)維護總結(jié)起來就是增、刪、改、查 4 種操作。簡化版的打卡系統(tǒng)可以忽略“改”的操作，由先刪除，再新增的方式代替。本系統(tǒng)除了提供錄入新員工的功能之外，也提供刪除已有員工的功能。刪除員工之前應輸入驗證碼進行驗證，以防用戶操作失誤，誤刪重要數(shù)據(jù)。確認執(zhí)行刪除操作后，不僅要刪除員工的信息，也要同時刪除員工的打卡記錄和照片文件。完成刪除操作后，所有數(shù)據(jù)文件中不再存有被刪員工的任何數(shù)據(jù)。

4.考勤報表

每個公司的考勤制度都不同，很多公司都主動設(shè)置“上班時間”和“下班時間”來做考勤的標準。員工要在“上班時間”之前打卡才算正常到崗，在“下班時間”之后打卡才算正常離崗。未在規(guī)定時間內(nèi)打卡的情況屬于“打卡異?！保按蚩ó惓！蓖ǔ７譃?種情況： 遲到、早退或缺席(或缺勤)。本系統(tǒng)分析每一位員工在某一天的打卡記錄， 如果該員工在“上班時間”前和“下班時間”后都有打卡記錄， 則認為該員工當天全勤， 該員工當天的其他打卡記錄會被忽略。但如果該員工在“上班時間”前未能打卡， 而是在“上班時間”后到中午 12 點前打卡， 這種情況被視為遲到。如果該員工在“下班時間”后未能打卡，而是在中午12 點之后到“下班時間”前打卡， 這種情況被視為早退。當天沒有打卡記錄被視為缺席。

系統(tǒng)設(shè)計

WANT打卡系統(tǒng)

• 視頻打卡
• 管理員登錄
• 查看記錄
  • 查看員工記錄
  • 查看打卡記錄
• 員工管理
  • 錄入新員工
  • 刪除員工
• 考勤報表
  • 日報
  • 月報
  • 報表設(shè)置
• 退出系統(tǒng)

項目設(shè)計

1.文件系統(tǒng)

"""
作者：Want595
微信號：Want_595
公眾號：Want595
"""
import employees
import os
import cv2
import services

path = 'data/'
img_path = path + 'faces/'
data_file = path + 'employees.txt'
work_file = path + 'work_time.txt'
user_file = path + 'user.txt'
recode_file = path + 'record.txt'


def checking_files():
    if not os.path.exists(path):
        os.mkdir(path)
        print("數(shù)據(jù)文件丟失，已重新創(chuàng)建：" + path)
    if not os.path.exists(img_path):
        os.mkdir(img_path)
        print("照片文件丟失，已重新創(chuàng)建：" + img_path)
    if not os.path.exists(data_file):
        open(data_file, 'a+')
        print("員工信息文件丟失，已重新創(chuàng)建：" + data_file)
    if not os.path.exists(recode_file):
        open(recode_file, 'a+')
        print("打卡記錄文件丟失，已重新創(chuàng)建：" + recode_file)
    if not os.path.exists(user_file):
        file = open(user_file, 'a+', encoding='utf-8')
        user = dict()
        user['want595'] = '123456'
        file.write(str(user))
        file.close()
        print("管理員信息文件丟失，已重新創(chuàng)建：" + user_file)
    if not os.path.exists(work_file):
        file = open(work_file, 'a+', encoding='utf-8')
        file.write("09:00:00/17:00:00")
        file.close()
        print("時間配置文件丟失，已重新創(chuàng)建：", work_file)
……完整代碼請下載后查看哦

這段代碼是一個員工考勤系統(tǒng)的相關(guān)功能實現(xiàn)。它的主要功能包括員工信息的管理、打卡記錄的管理、管理員賬號的管理，以及相關(guān)文件的讀取和保存。

首先，在代碼開頭定義了一些路徑和文件的變量，用來存儲員工信息、打卡記錄、照片以及其他配置文件的路徑。

接下來，通過checking_files函數(shù)來檢查文件是否存在，如果某個文件不存在，則會重新創(chuàng)建。

然后，通過load_employees函數(shù)來讀取員工信息文件，并將每條信息存儲到employees模塊中的EMPLOYEES列表中。同時，還會記錄員工信息列表中最大的ID值。

接著，通過load_records函數(shù)來讀取打卡記錄文件，將記錄存儲到employees模塊中的RECORDS字典中。

再然后，通過load_images函數(shù)來讀取員工照片文件，并調(diào)用services模塊的train函數(shù)來訓練人臉識別模型。

接下來，通過load_works函數(shù)來讀取工作時間配置文件，并將工作時間和下班時間分別保存到employees模塊中的WORK_TIME和CLOSING_TIME變量中。

再然后，通過load_users函數(shù)來讀取管理員賬號文件，并將賬號和密碼保存到employees模塊中的USERS字典中。

然后，通過save_employees、save_records、save_works函數(shù)來保存員工信息、打卡記錄、工作時間配置到對應的文件中。

接著，通過remove_images函數(shù)來刪除已經(jīng)刪除了的員工的照片文件。

最后，通過create_csv函數(shù)來生成CSV文件。

這段代碼的核心邏輯是通過employees模塊來管理員工信息、打卡記錄等數(shù)據(jù)，并通過services模塊來實現(xiàn)人臉識別的訓練和識別功能。整體上，這段代碼實現(xiàn)了一個基本的員工考勤系統(tǒng)的功能。

2.數(shù)據(jù)模塊

"""
作者：Want595
微信號：Want_595
公眾號：Want595
"""

RECORDS = dict()
EMPLOYEES = list()
IMG_WIDTH = 960
IMG_HEIGHT = 540
MAX_ID = 0
CODE_LEN = 6
WORK_TIME = ""
CLOSING_TIME = ""
USERS = dict()


class Employee:
    def __init__(self, id, name, code):
        self.name = name
        self.id = id
        self.code = code


def add(e: Employee):
    EMPLOYEES.append(e)


def remove(id):
    for i in EMPLOYEES:
        if str(id) == str(i.id):
            EMPLOYEES.remove(i)
            if i.name is RECORDS.keys():
                del RECORDS[i.name]
            break


def get_id():
    global MAX_ID
    MAX_ID += 1
    return MAX_ID

這部分代碼定義了一些全局變量和類，用于存儲員工信息和相關(guān)數(shù)據(jù)。

首先，定義了一個RECORDS字典，用于存儲打卡記錄。

然后，定義了一個EMPLOYEES列表，用于存儲員工對象。

接著，定義了IMG_WIDTH和IMG_HEIGHT變量，用于設(shè)置圖片的寬度和高度。

然后，定義了MAX_ID變量，用于記錄員工信息中最大的ID值。

接下來，定義了CODE_LEN變量，表示員工的代碼長度。

再然后，定義了WORK_TIME和CLOSING_TIME變量，用于存儲每天的上班時間和下班時間。

最后，定義了一個USERS字典，用于存儲管理員的賬號和密碼。

接下來，定義了一個Employee類，表示員工對象。它有三個屬性，分別是id、name和code，分別表示員工的ID、姓名和代碼。構(gòu)造函數(shù)接收這三個參數(shù)來初始化員工對象。

接著，定義了add函數(shù)，用于將員工對象添加到EMPLOYEES列表中。

然后，定義了remove函數(shù)，用于根據(jù)員工ID從EMPLOYEES列表中移除對應的員工對象。同時，如果該員工的姓名存在于RECORDS字典中，也會將對應的記錄刪除。

最后，定義了get_id函數(shù)，用于獲取一個新的員工ID。它先將MAX_ID增加1，然后返回新的ID值。

這部分代碼主要是定義了一些全局變量和類，用于存儲和操作員工信息和相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.工具模塊

"""
作者：Want595
微信號：Want_595
公眾號：Want595
"""
import random as rd
import datetime as dt
import employees


def randomCode():
    first = str(rd.randint(1, 9))
    last = "".join(rd.sample("1234567890", employees.CODE_LEN - 1))
    return first + last


def valid_time(str):
    try:
        dt.datetime.strptime(str, "%H:%M:%S")
        return True
    except:
        return False


def valid_year_month(str):
    try:
        dt.datetime.strptime(str, "%Y-%m")
        return True
    except:
        return False


def valid_date(date):
    try:
        dt.datetime.strptime(date, "%Y-%m-%d")
        return True
    except:
        return False

這部分代碼定義了一些輔助函數(shù)，用于生成隨機代碼、驗證時間和日期的有效性。

首先，定義了一個randomCode函數(shù)，用于生成隨機的員工代碼。它首先生成一個1到9的隨機數(shù)作為代碼的第一位數(shù)字，然后使用rd.sample函數(shù)從數(shù)字"1234567890"中隨機選擇出長度為employees.CODE_LEN - 1的數(shù)字，將它們拼接在一起，得到最終的員工代碼。

接下來，定義了一個valid_time函數(shù)，用于驗證輸入的時間字符串是否符合格式"%H:%M:%S"。它使用datetime.datetime.strptime函數(shù)將時間字符串轉(zhuǎn)換為日期時間對象，如果轉(zhuǎn)換成功，則說明時間字符串有效，返回True；否則，返回False。

然后，定義了一個valid_year_month函數(shù)，用于驗證輸入的年份和月份字符串是否符合格式"%Y-%m"。與valid_time函數(shù)類似，它使用datetime.datetime.strptime函數(shù)將字符串轉(zhuǎn)換為日期時間對象，如果轉(zhuǎn)換成功，則說明年份和月份字符串有效，返回True；否則，返回False。

最后，定義了一個valid_date函數(shù)，用于驗證輸入的日期字符串是否符合格式"%Y-%m-%d"。同樣地，它使用datetime.datetime.strptime函數(shù)將日期字符串轉(zhuǎn)換為日期時間對象，如果轉(zhuǎn)換成功，則說明日期字符串有效，返回True；否則，返回False。

這些輔助函數(shù)可以在其他地方被調(diào)用，用于驗證和處理時間和日期相關(guān)的輸入。

4.服務(wù)模塊

"""
作者：Want595
微信號：Want_595
公眾號：Want595
"""
import employees
import public
import inits
import datetime
import calendar
import cv2
import numpy as np


def init_data():
    inits.checking_files()
    inits.load_users()
    inits.load_records()
    inits.load_employees()
    inits.load_images()


def add_employee(name):
    code = public.randomCode()
    employee = employees.Employee(employees.get_id(), name, code)
    employees.add(employee)
    inits.save_employees()
    return code


def remove_employee(id):
    inits.remove_images(id)
    employees.remove(id)
    inits.save_employees()
    inits.save_records()


……完整代碼請下載后查看哦

5.人臉識別

"""
作者：Want595
微信號：Want_595
公眾號：Want595
"""
import cv2
import inits
import employees
import public
import services

ESC_KEY = 27
ENTER_KEY = 13

def register(code):
    capture = cv2.VideoCapture(0, cv2.CAP_DSHOW)
    success, frame = capture.read()
    times = 0
    while success:
        cv2.imshow("register", frame)
        success, frame = capture.read()
        key = cv2.waitKey(1)
        if key == ESC_KEY:
            break
        if key == ENTER_KEY:
            image = cv2.resize(frame, (employees.IMG_WIDTH, employees.IMG_HEIGHT))
            img_name = str('data/faces/' + code + public.randomCode() + '.png')
            cv2.imwrite(img_name, image)
            print("保存成功：" + img_name)
            times += 1
            if times == 3:
                break
    cv2.destroyAllWindows()
    capture.release()
    inits.load_images()

……完整代碼請下載后查看哦

6.主函數(shù)

"""
作者：Want595
微信號：Want_595
公眾號：Want595
"""
import camera
import public
import services

admin_login = False

def login():
    while True:
        username = input("請輸入管理員賬號：")
        if username == "0":
            return
        password = input("請輸入管理員密碼：")
        if services.valid_user(username.strip(), password.strip()):
            global admin_login
            admin_login = True
            print("登錄成功！")
            break
        else:
            print("登錄失敗！請重新登錄！！")

……完整代碼請下載后查看哦

運行結(jié)果

寫在后面

我是一只有趣的兔子，感謝你的喜歡！文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-800642.html

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