CN104808701A - 基于云视觉的自动眼妆机装置 - Google Patents

Abstract

基于云视觉的自动眼妆机装置，以控制机构为基础系统，摄像头、LED补光灯、装载识别和描眼算法的云端控制芯片，微控制器，无线传输模块，USB接口，描眼笔刷，拔眼夹，步进电机等设备组成，设计实现了基于云视觉的自动眼妆机装置。通过该发明可以解决人类描眼化妆的费时、不专业等的效果，既可以一次设定多次使用，亦可以多次设定，随需而变的使用模式。满足了爱美人士的终端需求，最终可以全世界推广，从而成为生活的必需品，可以产生巨大的经济效益和社会效益。

Description

基于云视觉的自动眼妆机装置

技术领域

 本发明属于小家电制造和机器人以及化妆技术领域，涉及基于云视觉的自动眼妆机装置。

背景技术

化妆在世界具有悠久的历史，不论在影视界还是日常生活，对于大部分人群已经成为司空见惯的一项日常行为。而且，随着社会的发展，也越来越重视化妆技术的历练。专业化妆师行业也越来越被人们所重视，但大部分人群既没有时间也没有金钱去聘请专业人员为自己化妆。而在整个脸部化妆中，眼睛是心灵之窗，将眼睛呈现的大而有灵性的妆容绝对算得上是成功的美妆。

    俗话说：适合的才是最好的，这句话同样适用于眼妆。每个人的脸型都是独一无二的，我们不能只顾及画的好看就好了，一定要找到适合自己的眼妆。一般眼妆的步骤如下:

1.      首先是底妆，完美的妆容绝对不容忽视的就是底妆，上粉底液的方式有很多，建议使用中号刷慢慢扫开更服帖细腻。

2.      紧接着，对眼睑上打上阴影，这样能使脸更加立体小巧。

3.      接着我们开始眼妆的部分，首先的眼窝上大面积的打底，使用自然的颜色就可以。

4.      然后在图中标示的范围内轻轻的扫上一层淡淡的绿色眼影，着重眼线周围的即可。

5.      接着，用细小的眼线棒蘸取一点点的眼影在下眼线的地方轻轻扫开。

6.      紧接着，在图中标示的范围内用更深一层的墨绿色眼影轻扫一下，尤其着重在眼尾的部分。

7.      然后就是眼线的，眼线采用半包的形式，上眼线用细滑的方式描绘，下眼线从眼球部分往后延伸，在眼角的三角处与上眼线连接在一起。

最后，在笑肌处扫上轻薄的一层粉色的腮红就完成了整个妆容。

为了能够达到专业化妆师的效果，以及方便人们自己节省时间并能达到专业化妆技术。本发明研发了基于云视觉的自动眼妆机装置，首先要有识别装置，能够对使用者的脸型进行分析。所以，该装置的芯片内部有人脸识别中的五官识别算法，事先设定好几种眼型的设计方案，并可以通过USB接口或无线传输模块显示在屏幕上。并根据经验计算，该脸型适合什么样的眼部化妆以及上妆色彩等等，也可以自行定义和选择。通过摄像头来提取使用者眼部的定位，自动眼妆机的宽度可以设定不同型号，使用者紧贴脸部即可。组成为：摄像头、装载识别和眼妆算法的云端控制芯片，无线传输模块，USB接口，描眼笔刷，描眼线笔，横向步进电机，纵向步进电机。也就是由微控制器、传感器模块、电源模块、驱动模块、支撑单元、眼妆单元等组成。

发明内容

 本发明的目的是提供基于云视觉的自动眼妆机装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

     基于云视觉的自动眼妆机装置，以控制机构为基础系统，摄像头、LED补光灯、装载识别和描眼算法的云端控制芯片，微控制器，无线传输模块，USB接口，描眼笔刷，拔眼夹，步进电机等设备组成，设计实现了基于云视觉的自动眼妆机装置。通过该发明可以解决人类描眼化妆的费时、不专业等的效果，既可以一次设定多次使用，亦可以多次设定，随需而变的使用模式。满足了爱美人士的终端需求，最终可以全世界推广，从而成为生活的必需品，可以产生巨大的经济效益和社会效益。其特征是将设备置于人脸正面，通过摄像头抓拍人脸，对采集的图像进行分析，通过内置算法分析合适人脸的眼形，并可通过显示屏或手机终端进行人工确认；再将设备放在眼部和眼部的位置，摄像机对现有的眼毛位置定位，之后按确认按钮，开始智能描眼机描眼。具体的过程是：摄像头采集信息传给算法芯片，微控制器收到定位信息后驱动电机对没笔进行微调定位，眼笔根据位置信息对设定的眼形反复运动，比如眼峰处画的深些，可通过运动频次来形成深浅不同的效果，从而形成层次感。

   本发明的接口可包括有显示器及人机操作接口,显示器为手机、平板类触控或非触控均可。使用者可通过显示器预设模拟描画眼型,确定是否为使用者所需,也可自行设定眼型。

   本智能描眼机设有异常中断键,如有任何异常可通过按键紧急制停,避免异常情况发生。

   本智能描眼机设有夹鼻固定装置,可以像戴眼镜一样将设备固定于脸的上半部,也可以通过头部定位件来辅助定位,也可以通过手部轻压固定装置。

本智能描眼机使用步骤如下:

1.    启动设备,摄像机将脸部图片进行全局抓拍,再通过设备的显示终端显示出来,并通过无线将图片上传至云端, 通过云端算法模块对使用者的五官轮廓进行分析,并可智能选择和专家判断的模式对适合该脸型的眼型进行局部置换,显示给使用者，并将选择好的眼型发送至设备存储区。

2.    将设备固定在头部后，通过摄像机对使用者的眼毛位置进行精确定位。该定位通过边缘检测和色差区分即能对眼毛准确定位。只是位于眼上，所以没有其他干扰，所以视觉定位方法既简单又可靠。

3.    将眼起点、眼峰、眼尾三点在通过图像处理结合三点比例和眼峰突出等方法进行分析后，从眼峰做起点，控制电机驱动描眼机构根据位置信息推送眼笔反复描涂，并通过变频器对步长和频率设定经验值，从而可以获得立体和层次的效果。

4.    通过电机驱动夹眼器将多余眼毛拔除。

云端内描眉算法主要为如下描述：如何获得不同类型的特征或属性：

1.几何属性，重点在通过眉部坐标位置计算形状特征。

2.整体性：在将PCA(主成分分析)应用于一组可用的样本之前，将每个独立的图像裁剪成标准的区域。主要为 (i)丢弃尽可能多的背景象素(ii)对所有正面面部和侧面面部限定相同的部分，包括最显著的面部特征（前额、鼻子、嘴和下巴等）(iii)尽可能的除去侧面图像的毛发。为了处理在不受控环境中拍摄的图像还应使用对比标准化。最终裁剪出的图像转换为灰度图像并且表示成一维串联图像行向量。

3. 纹理描述，总结整个图像或坐标四周的小区域纹理特征。

所有的几何属性和大部分的纹理属性源于眉部图像的关键点的位置。对于图像，使用主动形状模型（ASM）技术已经自动计算出26个关键点。

这些描述符总结整个图像的纹理特征或者是坐标四周区域。

相邻LBPs的旋转不变共生性（RIC-LBP）是扩展了经典的局部二值模式（LBPs），旨在以改善光照不变性，顾名思义，旋转不变性。在初步测试中，RIC-LBP优于其他LBPs的扩展。对于每个灰度图像，提取出大小为136的特征向量。

伽柏过滤器广泛用于边缘检测和纹理分析。通过窗口的中心计算每个坐标，其标准化宽度是两个定位点之间15%的距离。通过实验发现该宽度可以优化RIGF特征的精确度。

SIFT（尺度不变特征变换）是一种流行的局部图像描述符，事实上，它已经成为计算机视觉方面的标准，例如物体识别、图像配准和基于内容的图像检索等。因此，基于SIFT的描述符已被用于对独立图像中提取出的坐标的附近区域进行表征。SIFT作用于单色图像，进行统一不变的缩放和旋转，并部分不变的仿射畸变和光照变化。最近，有不同类型的基于颜色描述符对不同颜色方案应用SIFT算法，这是为了改善照明不变性和辨别力^]。 本发明用以下颜色描述符：

1）opponent-SIFT，通过RGB色彩空间转变得出的基于对立的色彩空间                                               。，，。

2）C-SIFT，基于色彩不变性模型和彩色机构的反射光谱特性，前两部分基本可由标准的opponent-SIFT色彩空间表示，。第三部分是强度通道。

3) rg-SIFT，其由r和g两个SIFT描述符组成，r、g的色度可以由RGB颜色模型得出，。

4) rgb-SIFT，是由RGB通道独立的计算出的SIFT描述符。

C-SIFT和rg-SIFT是强度不变的，而opponent-SIFT和rgb-SIFT对不同图像的光源颜色变化也是不变的。所有颜色描述符被计算评估为单独的SIFT描述符，其大小是128，用于将每个通道的相应的颜色模型关联到简单的向量中。通过数据集上的初步试验，颜色描述符优于标准的SIFT。单独考虑每种颜色描述符，C-SIFT可以提供最佳精度。当一种颜色描述符与其他属性一同分组，结果是C-SIFT再次稍好些，因此，选择C-SIFT为图像实验的参考描述符。而且，C-SIFT仅仅是强度不变，这使得它特别适合处理在受控环境中获取的图像。当处理的图像在拍摄时有较少或没有限制，如的图像，描述符提供了更高的不变性，这会提供更好的结果。

         

        附图说明：

图1 为基于云视觉的自动眼妆机装置，1）描眼机构2）纵向步进电机3）横向步进电机4）摄像头5）电源模块6）夹鼻器7）算法芯片模块8）无线传输模块9）Usb接口

10）变频器

图2为描眼机构图，11）眼粉槽12）眼笔刷13 ）夹睫毛器

        有益效果        :

1)    节约成本,代替人工作业，达到专业效果；

2)    智能分析人脸特征，选择不同的眼型；

3)    虚拟效果显示，也可一次选择，反复使用；

4)    高精度定位，颗粒小，层次感强；

5)    设备小巧，易于携带，方便使用，随时随地都可用；

6) 智能化设备，引领行业龙头。未来社会，将是一个智慧化城市时代，很多劳作都可以用智能机器去取代。该产品的研发，将引起一场新的变革；

        具体实施方式：

上述的目的通过以下的技术方案实现：

1）基于云视觉的自动眼妆机装置，其组成包括：以控制机构为基础系统，摄像头、LED补光灯、装载识别和描眼算法的DSP芯片，微控制器，无线传输模块，USB接口，描眼笔刷，夹眼器，步进电机设备组成，设计实现了基于云视觉的自动眼妆机装置。

2）根据权利要求1所述 ，基于云视觉的自动眼妆机装置，其特征是由装载识别和描眼算法的DSP芯片，微控制器，无线传输模块，USB接口以及电源接口组成的板卡，步进电机和微控器相连，LED补光灯和摄像机相连，摄像机和微控器相连，夹眉器和步进电机相连，描眉笔芯和步进电机相连，变频器和步进电机相连。

3）根据权利要求1和2所述 ，基于云视觉的自动眼妆机装置，设有异常中断键,如有任何异常可通过按键紧急制停,避免异常情况发生。

4）根据权利要求1、2、3所述 ，本智能描眼机设有夹鼻固定装置,可以像戴眼镜一样将设备固定于脸的上半部,也可以通过头部定位件来辅助定位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于云视觉的自动眼妆机装置，其组成包括：以控制机构为基础系统，摄像头、LED补光灯、装载识别和描眼算法的DSP芯片，微控制器，无线传输模块，USB接口，描眼笔刷，夹眼器，步进电机设备组成，设计实现了基于云视觉的自动眼妆机装置。

2.根据权利要求1所述 ，基于云视觉的自动眼妆机装置，其特征是由装载识别和描眼算法的DSP芯片，微控制器，无线传输模块，USB接口以及电源接口组成的板卡，步进电机和微控器相连，LED补光灯和摄像机相连，摄像机和微控器相连，夹眉器和步进电机相连，描眉笔芯和步进电机相连，变频器和步进电机相连。

3.根据权利要求1和2所述 ，基于云视觉的自动眼妆机装置，设有异常中断键,如有任何异常可通过按键紧急制停,避免异常情况发生。

4.根据权利要求1、2、3所述 ，本智能描眼机设有夹鼻固定装置,可以像戴眼镜一样将设备固定于脸的上半部,也可以通过头部定位件来辅助定位。