รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- การพัฒนาระบบรักษาความปลอดภัยในการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยในโรงเรียนด้วยการใช้ระบบจดจำใบหน้าและอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Development of Security Systems in Transfer Early Childhood Students by Using Face Detection Systems and Internet of Things
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะครุศาสตร์
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 30 พฤศจิกายน 2563
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 29 พฤศจิกายน 2564
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยประยุกต์
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- โรงเรียนที่จัดการศึกษาระดับปฐมวัยหรืออนุบาลนับว่าเป็นสิ่งที่มีความสำคัญต่อเด็กมาก เนื่องจากเด็กจะต้องใช้ชีวิตอยู่วันละประมาณ 6 – 8 ชั่วโมง ความรู้ ทัศนคติ ค่านิยม และประสบการณ์ต่าง ๆ ที่เด็กได้รับในโรงเรียนย่อมมีอิทธิพลต่อจิตใจ ความสนใจ และอุดมคติในชีวิตการเรียนต่อไปจนถึงชีวิตในการทำงานของเด็กทุกคน อีกทั้ง โรงเรียนเป็นสถาบันที่จะสร้างเสริมให้เด็กมีสุขภาพดี มีสติปัญญาเฉลียวฉลาด และมีพฤติกรรมที่ปลอดภัย สามารถดำรงชีวิตอย่างมีความสุข (เอมอัชฌา วัฒนบุรานนท์, 2539) ดังนั้น เมื่อบิดามารดา หรือผู้ปกครองเด็กได้มอบหมายภาระหน้าที่ให้โรงเรียนในการให้การศึกษาอบรมและดูแลเด็กแทนตนชั่วคราว ผู้บริหารโรงเรียน ครู และบุคลากรต่าง ๆ ภายในโรงเรียน จึงมิอาจปฏิเสธความรับผิดชอบในการดูแลและจัดการต่าง ๆ ให้เกิดสวัสดิภาพสูงสุดแก่เด็ก (จินตนา สรายุทธพิทักษ์, 2541) จากการศึกษาความต้องการของผู้ปกครองเกี่ยวกับสวัสดิภาพของนักเรียนในโรงเรียนอนุบาลพบว่า ผู้ปกครองเด็กวัยก่อนอนุบาลต้องการด้านความปลอดภัยอยู่ในระดับสูงเพราะเด็กยังเล็กมาก ยังไม่สามารถช่วยเหลือตัวเองได้ด้วยลักษณะดังกล่าวของเด็กวัยนี้ จึงเป็นสิ่งที่ผู้ปกครองมีความเป็นห่วงและกังวลใจกับความปลอดภัยของเด็กในวัยนี้มากเป็นพิเศษ (กมลา ลำพูน, 2542) สอดคล้องกับ นภาพรรณ อูนากูล (2540) ที่ให้จุดมุ่งหมายของการบริการด้านความปลอดภัยไว้ว่า เป็นการบริการเพื่อตรวจหาป้องกัน และแก้ไขสถานการณ์ใด ๆ ที่อาจจะก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์สำหรับในสถานศึกษาปฐมวัย โดยทั่วไปที่ให้บริการด้านความปลอดภัยมีจุดมุ่งหมายที่สำคัญ เช่น ป้องกันภัยอันตรายที่เกิดขึ้น หรืออาจจะเกิดขึ้นต่อเด็กและบุคลากรในสถานศึกษา รักษาความปลอดภัยให้แก่เด็ก บุคลากรขณะที่อยู่ในสถานศึกษาขณะเดินทางไปกลับระหว่างบ้าน และสถานศึกษาและสร้างความมั่นใจ และความสบายใจให้แก่ผู้ปกครอง ครู และผู้มีส่วนเกี่ยวข้องในการดูแลเด็ก เป็นต้น ปัจจุบันเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และมีนักวิจัยได้ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเหล่านั้นมาใช้ในการบริหารจัดการชั้นเรียนหนึ่งในนั้นได้แก่ การจดจำจับใบหน้า (Face Recognition) หรือ การตรวจจับใบหน้า (Face Detection) ซึ่งการตรวจจับใบหน้าเป็นกระบวนการค้นหาใบหน้าของบุคคลจากภาพหรือวิดีโอ หลังจากนั้นก็จะทำการประมวลผลภาพใบหน้าที่ได้ เพื่อให้ภาพใบหน้าที่ตรวจจับได้ ง่ายต่อการจำแนก และ อัลกอริทึมที่ใช้ในการตรวจจับใบหน้าในปัจจุบันก็มีอยู่ด้วยกันหลายวิธี ซึ่งอัลกอริทึมในการตรวจจับใบหน้าที่ดีนั้นมีส่วนช่วยในการจำแนกใบหน้าได้แม่นยำและรวดเร็วขึ้นเป็นอย่างมาก (สมปอง เวฬุวนาธร, 2554) การใช้การตรวจจับใบหน้า (Face Detection) กำลังเป็นที่นิยมในหลายประเทศเพื่อนำมาใช้ในการตรวจสอบความสนใจทางเรียนของนักเรียน ไม่ว่าจะเป็นประเทศสหรัฐอเมริกา จีน ญี่ปุ่น อินเดีย ซึ่งในการพัฒนาการตรวจจับใบหน้า (Face Detection) นั้น นอกจากจะตรวจสอบความสนใจทางการเรียนแล้ว ยังสามารถนำข้อมูลไปใช้ในการวิเคราะห์การจัดการเรียนการสอนและการปรับปรุง พัฒนาการจัดการเรียนการสอนให้ผู้เรียนเรียนรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น (Stiefelhagen, 2002 และ Rosengrant, 2012) เทคโนโลยีการจดจำใบหน้าเป็นส่วนหนึ่งของการวัดข้อมูลทางชีวภาพด้วยอุปกรณ์หรือซอฟต์แวร์ที่ทำงานคล้ายกับการสแกนลายนิ้วมือ ระบบสแกนดวงตาและม่านตา ใช้ระบบคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ในการจดจำใบหน้าเพื่อระบุหรือยืนยันบุคคลโดยการตรวจจับลักษณะใบหน้าเพื่อเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลขนาดใหญ่ (สุพาวรรณ์ กุศลครออง, 2559) การตรวจจับใบหน้าในปัจจุบันก็มีอยู่ด้วยกันหลายวิธีซึ่งอัลกอริทึมในการตรวจจับใบหน้าที่ดีนั้นมีส่วนช่วยในการจำแนกใบหน้าได้แม่นยำและรวดเร็วขึ้นเป็นอย่างมาก (Paul Viola และ Michael J. Jones, 2001) หลักการของอัลกอริทึมค้นหาหน้าของ Viola-Jones คือการใช้ตัวตรวจหาสแกนหลายๆ ครั้งบนภาพเดิม แต่ด้วยขนาดที่แตกต่างกัน ถึงแม้ว่าจะมีใบหน้ามากกว่าหนึ่งหน้า ผลลัพธ์ของ sub-window จำนวนมากยังคงเป็นลบ ซึ่งปัญหานี้แก้ได้โดยใช้หลักการ “ปฏิเสธสิ่งที่ไม่ใช่ใบหน้า แทนการค้นหาใบหน้า” เพราะการตัดสินใจว่าบริเวณใด ๆ ไม่ใช่ใบหน้านั้น ทำได้เร็วกว่าการค้นหาใบหน้า และได้มีการสร้างตัวจำแนกประเภทแบบ cascaded คือเป็น Classifier หลายตัวต่อกันเป็นลำดับ ซึ่งเมื่อ sub-window ถูกจัดประเภทเป็น ไม่ใช่ใบหน้า จะถูกปฏิเสธทันที แต่ในทางตรงกันข้าม ถ้า sub-window นั้น ถูกจำแนกเป็น มีโอกาสเป็นใบหน้า จะถูกส่งต่อไปยัง Classifier ตัวถัดไปตามลำดับ และกล่าวได้ว่ายิ่งมีจำนวนชั้น ของ Classifier มากเท่าใด โอกาสที่ sub-window จะเป็นใบหน้าจะยิ่งมีมากขึ้น OpenCV team (2018) นิยาม OpenCV ว่าย่อมาจาก Open Source Computer Vision ซึ่งเป็นไลบรารี่ที่รวบรวมฟังก์ชั่นต่าง ๆ สำหรับการประมวลผลภาพและคอมพิวเตอร์วิทัศนศาสตร์เอาไว้เป็นจำนวนมาก ไลบรารี่นี้อยู่ภายใต้ใบอนุญาต BSD ซึ่งเราสามารถใช้ได้ฟรีทั้งทางด้านการศึกษาและทางการค้า นอกจากนั้น OpenCV ยังมีอินเตอร์เฟสที่หลากหลายรองรับการพัฒนาโปรแกรมบนภาษาโปรแกรมต่าง ๆ เช่น C/C++, Python, Java เป็นต้น และ OpenCV ยังสามารถรันได้ทั้งบน Window, Linux, Android, และ Mac การแบ่งข้อมูลเพื่อนำทดสอบประสิทธิภาพของโมเดล โดย วิธี Split Test (เอกสิทธิ์ พัชรวงศ์ศักดา, 2558) แบ่งข้อมูลออกเป็น 2 ส่วน โดยส่วนหนึ่งเก็บไว้สำหรับสร้างโมเดลพยากรณ์ อีกส่วนหนึ่งเก็บไว้เป็นตัวทดสอบ การใช้วิธีนี้ควรจะมีข้อมูลเยอะๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่น่าเชื่อถือมาทำการทดสอบ ตัววัดประสิทธิภาพของโมเดล Classification ประกอบไปด้วย Precision วัดความแม่นยำของข้อมูล Recall วัดความถูกต้องของ Model โดยพิจารณาแยกทีละคลาส และ Accuracy วัดความถูกต้องของ Model โดยพิจารณารวมทุกคลาส ค่าในตำแหน่งต่าง ๆ ของ Matrix ประกอบด้วย TP (True Positive) คือ จำนวนที่ทำนายตรงกับข้อมูลจริงในคลาสที่กำลังพิจารณา; TN (True Negative) คือ จำนวนที่ทำนายตรงกับข้อมูลจริงในคลาสที่ไม่ได้พิจารณา; FP (False Positive) คือ จำนวนที่ทำนายผิดเป็นคลาสที่กำลังพิจารณา; และ FN (False Negative) คือ จำนวนที่ทำนายผิดเป็นคลาสที่ไม่ได้กำลังพิจารณา จากที่กล่าวมาแล้วข้างต้น ส่วนหนึ่งของหัวใจของการจัดการศึกษา คือ นักเรียน หรือ ผู้เรียน สาขาวิชาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีการศึกษา และสาขาวิชาการศึกษาปฐมวัย คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ตระหนักในความสำคัญ และเล็งเห็นความจำเป็นเร่งด่วนที่ผู้ที่มีส่วนเกี่ยวข้องทุกฝ่าย จะต้องร่วมกันหาแนวทางที่เป็นรูปธรรม ในการดูแลช่วยเหลือนักเรียน โดยเฉพาะนักเรียนระดับปฐมวัยหรืออนุบาล ว่าต้องได้รับความปลอดภัยอย่างสูงที่สุด โรงเรียนต้องหากระบวนการหรือวิธีการที่ต้องป้องกันเหตุการณ์ที่จะก่อให้เกิดความเสียหายแก่นักเรียน ดังนั้นทางสาขาวิชาคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีการศึกษา และสาขาวิชาการศึกษาปฐมวัย จึงมีแนวทางที่จะบูรณาการและพัฒนาระบบรักษาความปลอดภัยให้กับโรงเรียนโดยใช้ระบบจดจำใบหน้า (Face Recognition) เข้ามาช่วยในการจดจำใบหน้าของนักเรียนและผู้ปกครองเพื่อป้องกันบุคคลภายนอกที่ไม่เกี่ยวข้อง โดยโรงเรียนมีภารกิจและความรับผิดชอบในการจัดการศึกษา ต้องดำเนินการอย่างทั่วถึง มีคุณภาพ และพัฒนาสู่ความเป็นเลิศตามมาตรฐานสากล ผู้วิจัยจึงคิดที่จะนำระบบรักษาความปลอดภัยภายโรงเรียนโดยใช้ระบบจดจำใบหน้า (Face Recognition) มาช่วยในการป้องกัน ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1. เพื่อศึกษากระบวนการการวิเคราะห์ใบหน้าเพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาระบบตรวจจับใบหน้าของผู้ปกครองและนักเรียนระดับอนุบาล 2-3 โรงเรียนเทศบาลวัดวรนาถบรรพต (ท.4) 2. เพื่อพัฒนาระบบรักษาความปลอดภัยในการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยระดับชั้นอนุบาล 2-3 ในโรงเรียน ด้วยการใช้ระบบจดจำใบหน้าและอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง 3. เพื่อศึกษาความพึงพอใจของผู้ใช้ระบบรักษาความปลอดภัยในการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยระดับชั้นอนุบาล 2-3 ในโรงเรียนด้วยการใช้ระบบจดจำใบหน้าและอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง
- ขอบเขตของโครงการ :
- 1. ขอบเขตด้านประชากรและกลุ่มตัวอย่าง ประชากรที่ใช้ในการศึกษา ผู้ปกครองและนักเรียนระดับชั้นอนุบาล2-3 โรงเรียนเทศบาลวัดวรนาถบรรพต (ท.4) ที่สนใจและสมัครใจในการเข้าร่วมโครงการวิจัย กลุ่มตัวอย่าง ผู้ปกครองและนักเรียนระดับชั้นอนุบาล 2-3 โรงเรียนเทศบาลวัดวรนาถบรรพต (ท.4) จำนวน 147 คน ได้จากผู้ปกครองและนักเรียนที่สมัครใจและยินยอมเข้าร่วมโครงการเท่านั้น เกณฑ์การคัดเข้า (Inclusion Criteria) เป็นผู้ปกครองและนักเรียนระดับชั้นอนุบาล 2-3 โรงเรียนเทศบาลวัดวรนาถบรรพต (ท.4) ที่สนใจและสมัครใจในการเข้าร่วมโครงการวิจัย เกณฑ์การคัดออก (Exclusion Criteria) เป็นผู้ปกครองและนักเรียนระดับชั้นอนุบาล 2-3 ที่สนใจและสมัครใจแต่ไม่ได้ทดลองใช้ระบบรักษาความปลอดภัยในการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยระดับชั้นอนุบาล 2-3 ในโรงเรียนด้วยการใช้ระบบจดจำใบหน้า รวมทั้งผู้ที่สมัครแล้วแต่แจ้งในภายหลังว่าไม่สนใจเข้าร่วมแล้วหรือต้องการออกจากการวิจัย เกณฑ์การยุติโครงการ (Termination Criteria) โรงเรียนไม่ยินยอมเข้าร่วมโครงการวิจัยต่อ 2.ขอบเขตด้านเนื้อหา การศึกษาครั้งนี้มุ่งพัฒนาระบบรักษาความปลอดภัยในการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยระดับชั้นอนุบาล 2-3 ในโรงเรียนด้วยการใช้ระบบจดจำใบหน้าและแจ้งเตือนผ่านแอพพลิเคชั่นไลน์ - ใช้ระบบตรวจจับใบหน้า face detection - ใช้ระบบจดจำใบหน้า face recognition - ใช้อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งในการแจ้งเตือนผ่าน แอพพลิเคชั่น ไลน์ - ใช้ประเมินความพึงพอใจของผู้ใช้งาน 3.ขอบเขตด้านตัวแปร ตัวแปรต้น ระบบตรวจจับใบหน้า ระบบรู้จำใบหน้า Open CV และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง ตัวแปรตาม ระบบรักษาความปลอดภัยในการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยระดับชั้นอนุบาล 2-3 ในโรงเรียนด้วยการใช้ระบบจดจำใบหน้าและอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง การรวบรวมข้อมูล ผู้วิจัยดำเนินการรวบรวมข้อมูลตามลำดับดังนี้ 1 การเตรียมเครื่องมือที่ในการวิจัยและการเตรียมกลุ่มเป้าหมาย มีขั้นตอนดังนี้ 1.1 อุปกรณ์ที่ใช้ในการพัฒนาระบบรู้จำใบหน้า ข้อมูลชื่อ-นามสกุลและข้อมูลภาพใบหน้า 1.2 การเตรียมกลุ่มเป้าหมาย คือ ผู้ปกครองและนักเรียนระดับชั้นอนุบาล 2-3 โรงเรียนเทศบาลวัดวรนาถบรรพต (ท.4) จำนวน 147 คน ได้จากผู้ปกครองและนักเรียนที่สมัครใจและยินยอมเข้าร่วมโครงการเท่านั้น 1.3 วิธีการเข้าถึงอาสาสมัคร (Approach to participant) การเข้าถึงอาสาสมัครคณะผู้วิจัยทำการติดต่อผู้อำนวยการโรงเรียนเทศบาลวัดวรนาถบรรพต (ท.4) เพื่อขอความอนุเคราะห์ให้เชิญผู้ปกครองระดับชั้นอนุบาล2-3 เข้ารับฟังคณะผู้วิจัยบรรยายข้อมูลและรายละเอียด เกี่ยวกับการวิจัยให้กับผู้ปกครองและนักเรียนระดับชั้นอนุบาล2-3ฟังอย่างละเอียด และแจกเอกสารข้อมูล รายละเอียด และแบบขอความยินยอมให้อาสาสมัครนำกลับไปพิจารณาก่อนตัดสินใจเข้าร่วมโครงการวิจัย โดยไม่มีการบังคับ หรือข่มขู่แต่อย่างใด 1.4 การเก็บรวบรวมข้อมูล (Data Collection)คณะผู้วิจัยได้แจกแบบตอบรับการเข้าร่วมโครงการวิจัย ให้กับกลุ่มตัวอย่าง โดยคณะผู้วิจัยอธิบายข้อมูลเกี่ยวกับการวิจัยให้กับกลุ่มตัวอย่างอย่างละเอียด และตอบคำถามต่าง ๆ ที่กลุ่มตัวอย่างมีข้อสงสัย ถ้ากลุ่มตัวอย่างสมัครใจหรือยินยอมเข้าร่วมโครงการวิจัย ให้ตอบแบบตอบรับการเข้าร่วมโครงการวิจัย โดยให้กลับไปตัดสินใจก่อนการเข้าร่วม และเมื่อตัดสินใจได้แล้ว ให้นำเอกสารแบบตอบรับการเข้าร่วมโครงการวิจัยมาส่งคืนให้กับคณะผู้วิจัย
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- ประโยชน์ทางตรง 1. ช่วยให้การมาโรงเรียนและกลับบ้านของนักเรียนมีความปลอดภัย 2. ผู้ปกครองได้รับรู้ถึงการมาโรงเรียนและการกลับบ้านของนักเรียน 3. โรงเรียนสามารถดูสถิติการมาเรียนของนักเรียนได้ ประโยชน์ทางอ้อม 1. เป็นต้นแบบเทคโนโลยีในการรักษาความปลอดภัยในโรงเรียนที่โรงเรียนอื่นสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 1.ผู้วิจัยได้ดำเนินการตามขั้นตอนการพัฒนาการเรียนการสอน ADDIE Model 2.สถานที่ใช้ในการวิจัย คือ โรงเรียนวัดวรนาถบรรพตนครสวรรค์ (ท.4)
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำเสนอเทคนิคการวิเคราะห์ใบหน้าเพื่อนำไปพัฒนาระบบการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยในโรงเรียนและเชื่อมโยงอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งมาประยุกต์ใช้ โดยมีขั้นตอนการศึกษา ได้แก่ การศึกษาและวิเคราะห์เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการระบบการจดจำใบหน้า เทคนิคการวิเคราะห์ข้อมูล การประมวลผลภาพโดยใช้เทคนิค Local Binary Pattern Histograms (LBPH) Recognition ในการวิเคราะห์รูปภาพรูปแบบลักษณะพิเศษในรูปภาพ การระบุลักษณะพิเศษในใบหน้า ผลการวิจัยครั้งนี้นำเสนอ องค์ประกอบของระบบในการรับ-ส่งเด็กปฐมวัยในโรงเรียนด้วยการใช้ระบบจดจำใบหน้าและอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งซึ่งประกอบด้วย ต้นแบบการเทรนข้อมูลใบหน้าและระบบรักษาความปลอดภัยโดยการใช้ระบบการจดจำใบหน้า ซึ่งผู้วิจัยจะนำไปพัฒนาเป็นเครื่องมือเพื่อใช้ในการทดลองในขั้นตอนต่อไป
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นายภราดร พิมพันธุ์ นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 100%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
