本发明涉及一种医院面部结账系统，包括：信息提示设备，设置在医院结账台上，用于在接收到偏差角度时，对所述偏差角度进行现场显示；内容抓取设备，设置在医院结账台上，用于面对结账请求人进行图像内容获取，以输出相应的结账人图像；均衡度提取设备，与所述内容抓取设备连接，用于接收所述结账人图像，对所述结账人图像的灰度均衡度进行检测，以获得所述结账人图像对应的当前均衡度，并输出所述结账人图像对应的当前均衡度；结账执行设备，用于在接收到的偏差角度未超过限量时，识别面部轮廓对应的面部特征，基于所述面部特征对应的电子账户进行现场结账动作。通过本发明，加快了医疗费用的支付效率。
信息提示设备，设置在医院结账台上，用于在接收到偏差角度时，对所述偏差角度进行现场显示；
内容抓取设备，设置在医院结账台上，用于面对结账请求人进行图像内容获取，以输出相应的结账人图像；
均衡度提取设备，与所述内容抓取设备连接，用于接收所述结账人图像，对所述结账人图像的灰度均衡度进行检测，以获得所述结账人图像对应的当前均衡度，并输出所述结账人图像对应的当前均衡度；
图像均衡设备，与所述均衡度提取设备连接，用于在所述结账人图像对应的当前均衡度不在预设均衡度范围内时，对所述结账人图像对应的当前均衡度执行灰度均衡动作，以使得所述结账人图像对应的当前均衡度落在所述预设均衡度范围内；所述图像均衡设备在执行完灰度均衡动作后，输出与所述结账人图像对应的灰度均衡图像；
径向半径采集设备，与所述图像均衡设备连接，用于接收所述灰度均衡图像，对所述灰度均衡图像进行斑点识别，以获得所述灰度均衡图像中的各个斑点区域，测量每一个斑点区域的径向半径，将各个斑点区域的径向半径进行大小排序，以获取其中的最大径向半径；
窗口定义设备，与所述径向半径采集设备连接，用于获取所述最大径向半径对应的斑点区域的形状，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口；
信号替换设备，分别与所述径向半径采集设备和所述窗口定义设备连接，用于接收所述均值滤波窗口，对所述灰度均衡图像的像素点执行以下滤波处理操作：在所述灰度均衡图像中，获取以所述灰度均衡图像的像素点为中心的均值滤波窗口内的各个像素点的各个像素值用作目标像素值，在以所述灰度均衡图像的像素点为中心的均值滤波窗口内，距离所述灰度均衡图像的像素点越近，权重系数越大，基于各个目标像素值以及分别对应的权重系数确定所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值以替换所述灰度均衡图像的像素点的原始像素值，从而获得所述灰度均衡图像对应的数据替换图像；在所述信号替换设备中，基于各个目标像素值以及分别对应的权重系数确定所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值以替换所述灰度均衡图像的像素点的原始像素值包括：将每一个目标像素值与对应的权重系数相乘以获得所述目标像素值对应的乘积项，将各个目标像素值的各个乘积项相加，将相加结果除以各个目标像素值的各个权重系数之和以获得所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值；
变换域滤波设备，与所述信号替换设备连接，用于接收所述数据替换图像，对所述数据替换图像执行变换域滤波处理，以获得对应的变换域滤波图像，并输出所述变换域滤波图像；
角度识别设备，与所述变换域滤波设备连接，用于接收所述变换域滤波图像，对所述变换域滤波图像中的面部轮廓进行提取，并基于提取到面部轮廓确定其偏离垂直平面的角度，以作为偏差角度输出；
结账执行设备，与所述角度识别设备连接，用于在所述偏差角度未超过限量时，识别所述面部轮廓对应的面部特征，基于所述面部特征对应的电子账户进行现场结账动作。
2.如权利要求1所述的医院面部结账系统，其特征在于：
在所述窗口定义设备中，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口包括：相应的均值滤波窗口的形状与所述最大径向半径对应的斑点区域的形状相匹配。
3.如权利要求1所述的医院面部结账系统，其特征在于：
在所述窗口定义设备中，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口包括：相应的均值滤波窗口的径向半径与所述最大径向半径相匹配。
4.如权利要求2-3任一所述的医院面部结账系统，其特征在于：
所述信号替换设备包括滤波窗口接收单元、距离检测单元、权重系数确定单元和滤波执行单元。
5.如权利要求4所述的医院面部结账系统，其特征在于：
所述距离检测单元分别与所述滤波窗口接收单元和所述权重系数确定单元连接。
6.如权利要求5所述的医院面部结账系统，其特征在于：
所述权重系数确定单元分别与所述距离检测单元和所述滤波执行单元连接。
7.如权利要求6所述的医院面部结账系统，其特征在于：
所述变换域滤波设备、所述角度识别设备和所述结账执行设备都设置在医院结账台上。
8.如权利要求7所述的医院面部结账系统，其特征在于：
所述角度识别设备与所述信息提示设备连接，用于在所述偏差角度超过限量时，将所述偏差角度发送给所述信息提示设备。
医院面部结账系统
技术领域
[0001] 本发明涉及面部支付领域，尤其涉及一种医院面部结账系统。
背景技术
[0002] 面部特征检测在检测到人脸并定位面部关键特征点之后，主要的人脸区域就可以被裁剪出来，经过预处理之后，馈入后端的识别算法。识别算法要完成人脸特征的提取，并与库存的已知人脸进行比对，完成最终的分类。
发明内容
[0003] 为了解决当前医药付费自动化水平低下的技术问题，本发明提供了一种医院面部结账系统，基于识别到的面部轮廓偏离垂直平面的角度确定是否能够执行面部结账操作，在角度达到预设范围内时方允许进行面部结账操作，否则，进行现场提醒，在提高了医院结账的效率的同时，保证了医院结账的可靠性；以及基于图像中各个斑点区域的分布情况，选择对应的均值滤波窗口，并在以图像的像素点为中心的均值滤波窗口内，距离所述图像的像素点越近，权重系数越大，提高图像信号的滤波效果。
[0004] 根据本发明的一方面，提供了一种医院面部结账系统，所述系统包括：
[0005] 信息提示设备，设置在医院结账台上，用于在接收到偏差角度时，对所述偏差角度进行现场显示；内容抓取设备，设置在医院结账台上，用于面对结账请求人进行图像内容获取，以输出相应的结账人图像；均衡度提取设备，与所述内容抓取设备连接，用于接收所述结账人图像，对所述结账人图像的灰度均衡度进行检测，以获得所述结账人图像对应的当前均衡度，并输出所述结账人图像对应的当前均衡度；图像均衡设备，与所述均衡度提取设备连接，用于在所述结账人图像对应的当前均衡度不在预设均衡度范围内时，对所述结账人图像对应的当前均衡度执行灰度均衡动作，以使得所述结账人图像对应的当前均衡度落在所述预设均衡度范围内；所述图像均衡设备在执行完灰度均衡动作后，输出与所述结账人图像对应的灰度均衡图像；径向半径采集设备，与所述图像均衡设备连接，用于接收所述灰度均衡图像，对所述灰度均衡图像进行斑点识别，以获得所述灰度均衡图像中的各个斑点区域，测量每一个斑点区域的径向半径，将各个斑点区域的径向半径进行大小排序，以获取其中的最大径向半径；窗口定义设备，与所述径向半径采集设备连接，用于获取所述最大径向半径对应的斑点区域的形状，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口；信号替换设备，分别与所述径向半径采集设备和所述窗口定义设备连接，用于接收所述均值滤波窗口，对所述灰度均衡图像的像素点执行以下滤波处理操作：在所述灰度均衡图像中，获取以所述灰度均衡图像的像素点为中心的均值滤波窗口内的各个像素点的各个像素值用作目标像素值，在以所述灰度均衡图像的像素点为中心的均值滤波窗口内，距离所述灰度均衡图像的像素点越近，权重系数越大，基于各个目标像素值以及分别对应的权重系数确定所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值以替换所述灰度均衡图像的像素点的原始像素值，从而获得所述灰度均衡图像对应的数据替换图像；在所述信号替换设备中，基于各个目标像素值以及分别对应的权重系数确定所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值以替换所述灰度均衡图像的像素点的原始像素值包括：将每一个目标像素值与对应的权重系数相乘以获得所述目标像素值对应的乘积项，将各个目标像素值的各个乘积项相加，将相加结果除以各个目标像素值的各个权重系数之和以获得所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值；变换域滤波设备，与所述信号替换设备连接，用于接收所述数据替换图像，对所述数据替换图像执行变换域滤波处理，以获得对应的变换域滤波图像，并输出所述变换域滤波图像；角度识别设备，与所述变换域滤波设备连接，用于接收所述变换域滤波图像，对所述变换域滤波图像中的面部轮廓进行提取，并基于提取到面部轮廓确定其偏离垂直平面的角度，以作为偏差角度输出；结账执行设备，与所述角度识别设备连接，用于在所述偏差角度未超过限量时，识别所述面部轮廓对应的面部特征，基于所述面部特征对应的电子账户进行现场结账动作。
[0006] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：在所述窗口定义设备中，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口包括：相应的均值滤波窗口的形状与所述最大径向半径对应的斑点区域的形状相匹配。
[0007] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：在所述窗口定义设备中，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口包括：相应的均值滤波窗口的径向半径与所述最大径向半径相匹配。
[0008] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：所述信号替换设备包括滤波窗口接收单元、距离检测单元、权重系数确定单元和滤波执行单元。
[0009] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：所述距离检测单元分别与所述滤波窗口接收单元和所述权重系数确定单元连接。
[0010] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：所述权重系数确定单元分别与所述距离检测单元和所述滤波执行单元连接。
[0011] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：所述变换域滤波设备、所述角度识别设备和所述结账执行设备都设置在医院结账台上。
[0012] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：所述角度识别设备与所述信息提示设备连接，用于在所述偏差角度超过限量时，将所述偏差角度发送给所述信息提示设备。
[0013] 更具体地，在所述医院面部结账系统中：所述结账执行设备还用于在所述偏差角度超过限量时，停止对所述面部轮廓对应的面部特征的识别。
附图说明
[0014] 以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
[0015] 图1为根据本发明实施方案示出的医院面部结账系统的内容抓取设备的外形结构图。
具体实施方式
[0016] 下面将参照附图对本发明的医院面部结账系统的实施方案进行详细说明。
[0017] 面部特征检测主要集中在二维图像方面，二维人脸识别主要利用分布在人脸上从低到高80个节点或标点，通过测量眼睛、颧骨、下巴等之间的间距来进行身份认证。人脸识别算法主要有：
[0018] 1、基于模板匹配的方法：模板分为二维模板和三维模板，核心思想:利用人的脸部特征规律建立一个立体可调的模型框架,在定位出人的脸部位置后用模型框架定位和调整人的脸部特征部位,解决人脸识别过程中的观察角度、遮挡和表情变化等因素影响。
[0019] 2、基于奇异值特征方法：人脸图像矩阵的奇异值特征反映了图像的本质属性，可以利用它来进行分类识别。
[0020] 3、子空间分析法：因其具有描述性强、计算代价小、易实现及可分性好等特点，被广泛地应用于人脸特征提取，成为了当前人脸识别的主流方法之一。
[0021] 4、局部保持投影(Locality Preserving Projections，LPP)：是一种新的子空间分析方法，它是非线性方法Laplacian Eigen map的线性近似，既解决了PCA等传统线性方法难以保持原始数据非线性流形的缺点，又解决了非线性方法难以获得新样本点低维投影的缺点。
[0022] 5、主成分分析(PCA)：PCA模式识别领域一种重要的方法，已被广泛地应用于人脸识别算法中，基于PCA人脸识别系统在应用中面临着一个重要障碍：增量学习问题。增量PCA算法由新增样本重构最为重要PCS，但该方法随着样本的增加，需要不断舍弃一些不重要PC，以维持子空间维数不变，因而该方法精度稍差。
[0023] 6、其他方法：弹性匹配方法、特征脸法(基于KL变换)、人工神经网络法、支持向量机法、基于积分图像特征法(adaboost学习)、基于概率模型法。
[0024] 为了克服上述不足，本发明搭建了一种医院面部结账系统，能够有效解决相应的技术问题。
[0025] 图1为根据本发明实施方案示出的医院面部结账系统的内容抓取设备的外形结构图。其中，1为CMOS传感器，2为抓取平台，3为保护外壳。
[0026] 根据本发明实施方案示出的医院面部结账系统包括：
[0027] 信息提示设备，设置在医院结账台上，用于在接收到偏差角度时，对所述偏差角度进行现场显示；
[0028] 内容抓取设备，设置在医院结账台上，用于面对结账请求人进行图像内容获取，以输出相应的结账人图像；
[0029] 均衡度提取设备，与所述内容抓取设备连接，用于接收所述结账人图像，对所述结账人图像的灰度均衡度进行检测，以获得所述结账人图像对应的当前均衡度，并输出所述结账人图像对应的当前均衡度；
[0030] 图像均衡设备，与所述均衡度提取设备连接，用于在所述结账人图像对应的当前均衡度不在预设均衡度范围内时，对所述结账人图像对应的当前均衡度执行灰度均衡动作，以使得所述结账人图像对应的当前均衡度落在所述预设均衡度范围内；所述图像均衡设备在执行完灰度均衡动作后，输出与所述结账人图像对应的灰度均衡图像；
[0031] 径向半径采集设备，与所述图像均衡设备连接，用于接收所述灰度均衡图像，对所述灰度均衡图像进行斑点识别，以获得所述灰度均衡图像中的各个斑点区域，测量每一个斑点区域的径向半径，将各个斑点区域的径向半径进行大小排序，以获取其中的最大径向半径；
[0032] 窗口定义设备，与所述径向半径采集设备连接，用于获取所述最大径向半径对应的斑点区域的形状，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口；
[0033] 信号替换设备，分别与所述径向半径采集设备和所述窗口定义设备连接，用于接收所述均值滤波窗口，对所述灰度均衡图像的像素点执行以下滤波处理操作：在所述灰度均衡图像中，获取以所述灰度均衡图像的像素点为中心的均值滤波窗口内的各个像素点的各个像素值用作目标像素值，在以所述灰度均衡图像的像素点为中心的均值滤波窗口内，距离所述灰度均衡图像的像素点越近，权重系数越大，基于各个目标像素值以及分别对应的权重系数确定所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值以替换所述灰度均衡图像的像素点的原始像素值，从而获得所述灰度均衡图像对应的数据替换图像；在所述信号替换设备中，基于各个目标像素值以及分别对应的权重系数确定所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值以替换所述灰度均衡图像的像素点的原始像素值包括：将每一个目标像素值与对应的权重系数相乘以获得所述目标像素值对应的乘积项，将各个目标像素值的各个乘积项相加，将相加结果除以各个目标像素值的各个权重系数之和以获得所述灰度均衡图像的像素点的替换像素值；
[0034] 变换域滤波设备，与所述信号替换设备连接，用于接收所述数据替换图像，对所述数据替换图像执行变换域滤波处理，以获得对应的变换域滤波图像，并输出所述变换域滤波图像；
[0035] 角度识别设备，与所述变换域滤波设备连接，用于接收所述变换域滤波图像，对所述变换域滤波图像中的面部轮廓进行提取，并基于提取到面部轮廓确定其偏离垂直平面的角度，以作为偏差角度输出；
[0036] 结账执行设备，与所述角度识别设备连接，用于在所述偏差角度未超过限量时，识别所述面部轮廓对应的面部特征，基于所述面部特征对应的电子账户进行现场结账动作。
[0037] 接着，继续对本发明的医院面部结账系统的具体结构进行进一步的说明。
[0038] 在所述医院面部结账系统中：在所述窗口定义设备中，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口包括：相应的均值滤波窗口的形状与所述最大径向半径对应的斑点区域的形状相匹配。
[0039] 在所述医院面部结账系统中：在所述窗口定义设备中，基于所述最大径向半径对应的斑点区域的形状确定相应的均值滤波窗口包括：相应的均值滤波窗口的径向半径与所述最大径向半径相匹配。
[0040] 在所述医院面部结账系统中：所述信号替换设备包括滤波窗口接收单元、距离检测单元、权重系数确定单元和滤波执行单元。
[0041] 在所述医院面部结账系统中：所述距离检测单元分别与所述滤波窗口接收单元和所述权重系数确定单元连接。
[0042] 在所述医院面部结账系统中：所述权重系数确定单元分别与所述距离检测单元和所述滤波执行单元连接。
[0043] 在所述医院面部结账系统中：所述变换域滤波设备、所述角度识别设备和所述结账执行设备都设置在医院结账台上。
[0044] 在所述医院面部结账系统中：所述角度识别设备与所述信息提示设备连接，用于在所述偏差角度超过限量时，将所述偏差角度发送给所述信息提示设备。
[0045] 在所述医院面部结账系统中：所述结账执行设备还用于在所述偏差角度超过限量时，停止对所述面部轮廓对应的面部特征的识别。
[0046] 另外，在所述变换域滤波设备中，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
[0047] 由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
[0048] 常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
[0049] 采用本发明的医院面部结账系统，针对现有技术中医药医疗费支付过于繁琐的技术问题，通过基于识别到的面部轮廓偏离垂直平面的角度确定是否能够执行面部结账操作，在角度达到预设范围内时方允许进行面部结账操作，否则，进行现场提醒，在提高了医院结账的效率的同时，保证了医院结账的可靠性；以及基于图像中各个斑点区域的分布情况，选择对应的均值滤波窗口，并在以图像的像素点为中心的均值滤波窗口内，距离所述图像的像素点越近，权重系数越大，提高图像信号的滤波效果，从而解决了上述技术问题。
[0050] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
