[发明专利]一种基于人脸识别技术的智慧室外健身器材管理系统

权利要求书

1.一种基于人脸识别技术的智慧室外健身器材管理系统，其特征是，红外感应模块、数据获取模块、身份核验模块、设备解锁模块和权限管理模块；

所述红外感应模块，部署在健身器材上，其用于感应是否有人在所述健身器材的操作区域内；若感应到有人在所述健身器材的操作区域内，则发送相应的唤醒指令至所述数据获取模块；

所述数据获取模块，基于接收到的唤醒指令，连续获取所述健身器材的使用者的多帧人脸图像；

所述身份核验模块，用于对所述数据获取模块采集的人脸图像进行处理，提取表征使用者身份的人脸特征数据，然后根据所述权限管理模块中预存的有使用所述健身器材的人员人脸特征数据，判断该使用者是否有操作所述健身器材的权限，若判断结果显示该使用者具有操作所述健身器材的权限，则发送解锁指令至所述设备解锁模块；所述设备解锁模块基于接收到的解锁指令，解除对所述健身器材的锁定；

其中，所述身份核验模块包括：降噪单元、增强单元、分割单元和特征提取单元；

所述降噪单元，基于获取的人脸图像，对人脸图像作降噪处理，得到降噪图像；

所述增强单元，对所述降噪图像作图像增强处理；

所述分割单元，用于对增强处理后的人脸图像作分割处理，提取只包含人脸区域的目标图像；

所述提取单元，用于从所述目标图像中提取表征该使用者身份的人脸特征数据；

其中，在所述降噪单元中，所述的对人脸图像作降噪处理，具体为：

对获取的多帧人脸图像作灰度化处理；

采用相同的划分方式，将灰度化处理后的多帧人脸图像分别划分成多个大小相同的图像块；

选取其中一帧人脸图像作为参考图像Im_ref，并将参考图像Im_ref中的各图像块记为：其中，i＝1,2,…,I；j＝1,2,…,J；表示：参考图像Im_ref中的第i行、第j列的图像块；

按照预设的比较基准，依次将剩余的人脸图像中的图像块与参考图像Im_ref相同位置上的图像块进行比较，若满足所述预设的比较基准，则对该图像块进行标记；其中，表示：第k帧人脸图像中的第i行、第j列的图像块，k＝1,2,…,K，K为剩余的人脸图像的帧数；

若在剩余的人脸图像中，相同位置上的、被标记的图像块数量不大于预设阈值NC_th，则判定参考图像Im_ref中的相同位置上的图像块未被噪声污染；反之，则判定参考图像Im_ref中的相同位置上的图像块被噪声污染，此时对参考图像Im_ref中的相同位置上的图像块中各像素点的灰度值进行调优，得到调优后的图像块；参考图像Im_ref中所有未被噪声污染的图像块和调优后的图像块构成的集合，即为得到的降噪图像；

其中，所述的预设的比较基准为：

式中，ΔG为预设的灰度差阈值，表示第k帧人脸图像中的第i行第j列的图像块中的第x行第y列像素点的灰度值，表示参考图像中的第i行第j列的图像块中的第x行第y列像素点的灰度值，表示第k帧人脸图像中的第i行第j列的图像块的灰度均值，表示参考图像中的第i行第j列的图像块的灰度均值，表示第k帧人脸图像中的第i行第j列的图像块的灰度方差值，表示参考图像中的第i行第j列的图像块的灰度方差值，λ_th、N_th分别为预设的阈值，NUM(·)表示满足括号内条件的元素个数；

当同时满足上面两个式子时，则判定满足所述预设的比较基准。

2.根据权利要求1所述的智慧室外健身器材管理系统，其特征是，还包括：数据采集模块，所述数据采集模块，用于获取用户注册时录入的人脸图像，之后对录入的人脸图像进行处理，生成与录入的人脸图像一一对应的人脸特征数据，然后存储至所述权限管理模块中。

3.根据权利要求1所述的智慧室外健身器材管理系统，其特征是，还包括：设备锁定模块；

所述设备锁定模块，分别与所述红外感应模块和设备解锁模块通信连接，其用于在所述设备解锁模块处于解锁状态，且在预设的时间段内，所述红外感应模块未感应到有人在所述健身器材的操作区域内，对所述健身器材进行锁定。

4.根据权利要求1所述的智慧室外健身器材管理系统，其特征是，所述数据获取模块为：安装在所述健身器材上的高清摄像头。