CN108187332B - 一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统 - Google Patents

一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统，包括摄像装置、若干低功耗蓝牙采集设备、与低功耗蓝牙采集设备相配合的若干蓝牙数据处理器、设备管理服务器、会员服务器、场馆地图信息服务器、人脸识别服务器、互动服务器和终端。本发明属于互动系统技术领域，为了克服现有技术健身场馆中健身者和健身器械绑定操作成本高，体验不佳，以及健身房训练过程中缺少互动，健身较枯燥等一系列问题，本发明提供了一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统，针对健身训练的会员和教练人员等在无监督情况下实现识别，而且系统对识别出的个体作相应个性化的智能互动。

Description

一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统
技术领域
本发明属于互动系统技术领域，尤其涉及一种基于健身房大屏人脸识别的智能互动系统，具体是指一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统。
背景技术
随着物质生活水平的不断提高，人们越来越关注自身的身体健康。现有专业健身场馆的智能化水平不断发展，通常可以吸引到一大批的健身人群。例如，公告号为CN20162083534的中国发明专利，公开了“一种智能健身房系统”，其通过健身设备中低功耗蓝牙识别设备的运动数据的获取和计算，使得健身房更加智能化和高效。此种健身房系统存在以下缺陷：第一，健身会员和健身器械使用的强绑定关系，会员只是健身器械的一段时间的使用者，频繁绑定和解除绑定会员和健身器械的关系，操作成本较大，用户体验不好；第二，健身房系统缺乏互动，健身训练显得比较枯燥，容易导致会员流失。
发明内容
为了克服现有技术健身场馆中健身者和健身器械绑定操作成本高，体验不佳，以及健身房训练过程中缺少互动，健身较枯燥等一系列问题，本发明提供了一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统，针对健身训练的会员和教练人员等在无监督情况下实现识别，而且系统对识别出的个体作相应个性化的智能互动。
本发明采取的技术方案如下：本发明基于人脸识别技术的智能健身互动系统，包括摄像装置、若干低功耗蓝牙采集设备、与低功耗蓝牙采集设备相配合的若干蓝牙数据处理器、设备管理服务器、会员服务器、场馆地图信息服务器、人脸识别服务器、互动服务器和终端；
所述摄像装置是一种摄像头和处理总成系统，摄像头包含广角镜头，能覆盖场馆所需区域，或者带有一种云台可供某一工作频率旋转的摄像头设备，摄像装置负责提供采集和捕捉健身房中场馆动态图片，所述摄像装置和所述人脸识别服务器网络相连接；
所述低功耗蓝牙采集设备是应用于健身训练过程中采集健身者生物特征和健身器械指示的设备，其生物特征包括心率、消耗能量、体脂肪率、体水分率、肌肉量和骨量，健身器械指示包括重力、距离、速度、加速度、坡度、海拔、阻尼系数、力量和运动量；
所述蓝牙数据处理器包括网络通信单元和中央处理器单元，网络通信单元负责其和上述低功耗蓝牙采集设备以及设备管理服务器数据通信，所述中央处理器单元负责蓝牙数据的获取和计算，所述蓝牙数据处理器和设备管理服务器网络相连接；
所述设备管理服务器负责管理健身房中的设备，包括设备标识、设备类型和设备数据值，设备管理服务器和若干蓝牙数据处理器网络通信，以获取各个低功耗蓝牙采集设备的即时数据；
所述会员服务器包括健身房系统会员数据信息和会员历史健身数据，会员数据信息包括会员标识、会员昵称、会员头像及其会员的相关详细档案，会员历史健身数据表示会员以往的健身历史数据，其包括各个健身单项的训练情况、训练时长和自身生物特征指标的变化情况。
所述场馆地图信息服务器负责提供场馆初始部署时健身器械和上述低功耗蓝牙采集设备的关联数据，以及健身器械间地理几何关系的数据信息；所述场馆地图信息服务器解决了设备在场馆物理位置的几何关系化，数据信息至少包括健身器械标识和对应的位置坐标区域；
所述人脸识别服务器包括网络通信单元、缓存单元和识别计算单元，所述网络通信单元负责接收上述摄像装置传输的动态图片，以及和上述设备管理服务器、会员服务器和场馆地图信息服务器之间的网络通信，所述缓存单元负责初始获取上述场馆地图信息服务器发送的健身器械标识和对应的位置坐标区域数据信息，以及定期获取会员服务器的会员标识、会员昵称和会员头像等信息数据存入缓存，上述识别计算单元负责分析和检测图片，第一步骤，提取图片中包含的人脸部分的图像数据和区域信息，并对提取的每一人脸的图像数据和区域进行和上述缓存单元预先存入的会员头像逐一匹配和表情识别计算，识别出会员及其表情标识；第二步骤，根据获取的图片中器械的位置；上述第一步骤的计算结果和上述缓存单元中健身器械标识和对应的位置坐标区域，计算出会员和健身器械对应关系；因此，上述识别计算单元解决会员是谁，以及谁在使用哪个健身器械；人脸识别服务器计算输出包括识别的会员信息和表情、相对应的设备标识和人脸部分的图像区域信息；
所述互动服务器包括网络通信单元、数据处理单元和互动输出单元；所述网络通信单元包括接收人脸识别服务器传输的计算结果包括识别的会员信息和表情、相对应的设备标识和人脸部分的图像区域信息，以及接收来自所述设备管理服务器传输当前会员的运动数据，和/或接收来自会员服务器传输的历史运动数据，以及发送语音数据包至上述终端；数据处理单元根据会员对应的当前和历史运动数据，计算当前和历史的平均数据，再计算当前数据值是否高于或低于当前和/或历史的平均数据或者对应相关加权结果值，生成相对应的等同语义的文本信息；例如，若当前数据值高于其平均值，生成的文本如“某某会员，太棒啦”等；若当前数据值低于其平均值，生成如“某某会员，要加油哦”等。互动输出单元包括计算数据处理单元的语义文本信息为语音数据包，和/或识别的会员信息、表情和相对应人脸部分的图像区域；
所述终端包括网络通信单元、语音播报单元、人脸互动展示单元和内容输出单元，上述网络通信单元收取上述互动服务器输出的的语音数据包，和/或识别的会员信息、表情和相对应人脸部分的图像区域，所述语音播报单元执行解析此种语音数据包和播放语音指示，人脸互动展示单元负责获取会员的信息区域、表情区域和人脸的区域，根据会员信息中会员的喜好、习惯和年龄，在所述人脸的区域指示进行人脸美化处理和输出，和/或添加各种卡通造型和变脸处理和输出，根据获取表情指示渲染对应的表情动画，从而达到增强现实(Augment Reality)个性化互动效果；所述内容输出单元包括屏幕显示模块和音响输出模块，所述屏幕显示模块尤其涉及一种健身房的LED液晶大屏及拼接屏，实施效果更好。
采用上述方案本发明取得的有益效果如下：本方案基于人脸识别技术的智能健身互动系统，针对健身训练的会员和教练人员等在无监督情况下实现人脸识别和计算，解决现有技术健身场馆中健身者和健身器械绑定操作成本高，体验不佳，以及对于健身房或者健身场馆训练过程中缺少互动，健身较枯燥等一系列问题，本方案对识别出的个体结合历史和当前运动数据，以及会员的喜好、习惯和年龄等作相应一系列个性化和富有趣味性的互动，具体互动包括个性化语音播报训练状态、人脸美化处理，和/或添加各种卡通造型和变脸计算处理，和/或表情动画特效互动展示等，此种智能化和个性化的互动大大增强了系统和用户的粘性，提升了健身房会员的留存率，为营业额的进一步创收提供条件。
附图说明
图1为本发明基于人脸识别技术的智能健身互动系统模块示意图。
图中箭头表示技术系统中数据流的流向。
其中，1、摄像装置，2、低功耗蓝牙采集设备，3、蓝牙数据处理器，4、设备管理服务器，5、会员服务器，6、场馆地图信息服务器，7、人脸识别服务器，8、互动服务器，9、终端。
具体实施方式
结合附图，对本发明做进一步详细说明。
实施例1，本方案基于人脸识别技术的智能健身互动系统，包括摄像装置1，低功耗蓝牙采集设备2，蓝牙数据处理器3，设备管理服务器4，会员服务器5，场馆地图信息服务器6，人脸识别服务器7，互动服务器8，终端9。
摄像装置1是包含一种带有广角镜头，覆盖场馆所需区域，或者带有一种云台可供某一工作频率旋转的摄像头设备，摄像装置负责提供采集和捕捉健身房中场馆动态图片，所述摄像头装置和上述人脸识别服务器7网络相连接。蓝牙数据处理器3获取和处理低功耗蓝牙采集设备2的健身者的生物特征和健身器械指示，并上传至设备管理服务器4以获取各个低功耗蓝牙采集设备2的即时数据，其生物特征包括心率、消耗能量、体脂肪率、体水分率、肌肉量和骨量等，健身器械指示包括重力、距离、速度、加速度、坡度、海拔、阻尼系数、力量和运动量等。会员服务器5包括健身房系统会员数据信息和会员的历史健身数据等，上述会员数据信息具体包括会员标识、会员昵称、会员头像及其会员的相关详细档案，上述会员历史健身数据表示会员以往的健身历史数据，其包括各个健身单项的训练情况、训练时长和自身生物特征指标的变化情况等。场馆地图信息服务器6负责提供场馆初始部署时健身器械和上述低功耗蓝牙采集设备的关联数据，以及健身器械间地理几何关系的数据信息。人脸识别服务器7接收摄像装置1传输的动态图片，获取场馆地图信息服务器6发送的健身器械标识和对应的位置坐标区域等数据信息，以及定期获取会员服务器5的会员标识、会员昵称和会员头像等信息数据，计算输出包括识别的会员信息和表情、相对应的设备标识和人脸部分的图像区域等信息，提供给到互动服务器7。互动服务器8接收接收人脸识别服务器7传输的计算结果包括识别的会员信息和表情、相对应的设备标识和人脸部分的图像区域等信息，以及接收来自设备管理服务器4传输当前会员的运动数据，和/或接收来自会员服务器5传输的历史运动数据。互动服务器8输出数据信息发送至终端9，所述互动服务器8输出的数据信息包括计算数据处理单元的语义文本信息为语音数据包，和/或识别的会员信息、表情和相对应人脸部分的图像区域。终端9接收互动服务器8输出的的语音数据包，和/或识别的会员信息、表情和相对应人脸部分的图像区域，语音播报单元执行解析此种语音数据包和播放语音指示，人脸互动展示单元执行人脸美化处理和输出，和/或添加各种卡通造型和变脸处理和输出，根据获取表情指示渲染对应的表情动画效果，从而达到增强现实(Augment Reality)个性化互动效果。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的方案并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方案方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于人脸识别技术的智能健身互动系统，其特征在于：包括摄像装置、若干低功耗蓝牙采集设备、与低功耗蓝牙采集设备相配合的若干蓝牙数据处理器、设备管理服务器、会员服务器、场馆地图信息服务器、人脸识别服务器、互动服务器和终端；
所述摄像装置是一种摄像头和处理总成系统，摄像头包含广角镜头，能覆盖场馆所需区域，或者带有一种云台可供某一工作频率旋转的摄像头设备，摄像装置负责提供采集和捕捉健身房中场馆动态图片，所述摄像装置和所述人脸识别服务器网络相连接；
所述低功耗蓝牙采集设备是应用于健身训练过程中采集健身者生物特征和健身器械指示的设备，其生物特征包括心率、消耗能量、体脂肪率、体水分率、肌肉量和骨量，健身器械指示包括重力、距离、速度、加速度、坡度、海拔、阻尼系数、力量和运动量；
所述蓝牙数据处理器包括网络通信单元和中央处理器单元，网络通信单元负责其和上述低功耗蓝牙采集设备以及设备管理服务器数据通信，所述中央处理器单元负责蓝牙数据的获取和计算，所述蓝牙数据处理器和设备管理服务器网络相连接；
所述设备管理服务器负责管理健身房中的设备，包括设备标识、设备类型和设备数据值，设备管理服务器和若干蓝牙数据处理器网络通信，以获取各个低功耗蓝牙采集设备的即时数据；
所述会员服务器包括健身房系统会员数据信息和会员历史健身数据，会员数据信息包括会员标识、会员昵称、会员头像及其会员的相关详细档案，会员历史健身数据表示会员以往的健身历史数据，其包括各个健身单项的训练情况、训练时长和自身生物特征指标的变化情况；
所述场馆地图信息服务器负责提供场馆初始部署时健身器械和上述低功耗蓝牙采集设备的关联数据，以及健身器械间地理几何关系的数据信息； 所述场馆地图信息服务器解决了设备在场馆物理位置的几何关系化，数据信息至少包括健身器械标识和对应的位置坐标区域；
所述人脸识别服务器包括网络通信单元、缓存单元和识别计算单元，所述网络通信单元负责接收上述摄像装置传输的动态图片，以及和上述设备管理服务器、会员服务器和场馆地图信息服务器之间的网络通信，所述缓存单元负责初始获取上述场馆地图信息服务器发送的健身器械标识和对应的位置坐标区域数据信息，以及定期获取会员服务器的会员标识、会员昵称和会员头像信息数据存入缓存，上述识别计算单元负责分析和检测图片，第一步骤，提取图片中包含的人脸部分的图像数据和区域信息，并对提取的每一人脸的图像数据和区域进行和上述缓存单元预先存入的会员头像逐一匹配和表情识别计算，识别出会员及其表情标识；第二步骤，根据获取的图片中器械的位置； 上述第一步骤的计算结果和上述缓存单元中健身器械标识和对应的位置坐标区域，计算出会员和健身器械对应关系； 因此，上述识别计算单元解决会员是谁，以及谁在使用哪个健身器械； 人脸识别服务器计算输出包括识别的会员信息和表情、相对应的设备标识和人脸部分的图像区域信息；
所述互动服务器包括网络通信单元、数据处理单元和互动输出单元； 所述网络通信单元包括接收人脸识别服务器传输的计算结果包括识别的会员信息和表情、相对应的设备标识和人脸部分的图像区域信息，以及接收来自所述设备管理服务器传输当前会员的运动数据，和/或接收来自会员服务器传输的历史运动数据，以及发送语音数据包至上述终端； 数据处理单元根据会员对应的当前和历史运动数据，计算当前和历史的平均数据，再计算当前数据值是否高于或低于当前和/或历史的平均数据或者对应相关加权结果值，生成相对应的等同语义的文本信息； 互动输出单元包括计算数据处理单元的语义文本信息为语音数据包，和/或识别的会员信息、表情和相对应人脸部分的图像区域；
所述终端包括网络通信单元、语音播报单元、人脸互动展示单元和内容输出单元，上述网络通信单元收取上述互动服务器输出的的语音数据包，和/或识别的会员信息、表情和相对应人脸部分的图像区域，所述语音播报单元执行解析此种语音数据包和播放语音指示，人脸互动展示单元负责获取会员的信息、表情和人脸的区域，根据会员信息中会员的喜好、习惯和年龄，在所述人脸的区域指示进行人脸美化处理和输出，和/或添加各种卡通造型和变脸处理和输出，根据获取表情指示渲染对应的表情动画，从而达到增强现实个性化互动效果；所述内容输出单元包括屏幕显示模块和音响输出模块，所述屏幕显示模块包括健身房的 LED 液晶大屏或拼接屏。
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