CN103842894A - 用于测量佩戴眼镜的个人的形态几何参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量佩戴眼镜（21）的个人的形态几何参数的方法，该眼镜安装有位置标识装置（22），该方法利用一个独立计算机装置（1，10），该计算机装置包括一个屏幕、一个靶体（8，18）、一个具有用于确定其倾角的装置的图像采集系统（7，17）、以及一台计算机。本发明的方法的主特征在于，其包括以下步骤：使个人在使头部自然地保持在一个基本上水平的方向（24）上的同时观察位于前面无穷远处的一个点；采集此第一姿势下的眼镜架（21）的位置的一张第一图像；使该个人采用一个自然且舒适并且至少涉及头部的倾斜移动的位置观察相对于该图像采集系统放置在一个已知位置上的靶体（8，18）；采集此第二姿势下的眼镜架（21）的位置的一张第二图像；从这两张图像其中之一确定双眼（27）的位置；对所获得的两张图像进行计算机处理以便确定该个人的形态几何参数；以及传送这些测量结果。

Description

用于测量佩戴眼镜的个人的形态几何参数的方法

技术领域

本发明的技术领域涉及用于测量佩戴眼镜的个人的形态几何参数的方法。举例来讲，这些参数可以例如包括瞳距PD、将瞳孔与镜片的下边缘分离开的高度H、全景角度ΘP（即，镜片相对于个人的面部平面的倾角）、眼睛与镜片V之间的距离DVO、以及还有眼睛的转动中心CRO。了解这些参数是必不可少的，以便正确地个性化定制一副眼镜，具体地用渐进式镜片。

背景技术

还存在能够测量这些形态几何参数中的一些参数的多种方法。一种第一类这种方法利用一个带有摄像机的大尺寸竖直测量柱，该摄像机被调整到双眼的高度，佩戴眼镜的个人观看其在反射镜中的自己的反射。那种类型的设备非常笨重并且因此需要大尺寸的处所用于进行测量，并且其在使用上非常不灵活以至于其不能轻易移动以便细化测量，其也不能被分成分开的元件以便适应给定的情况。

一种第二类方法涉及较小尺寸的设备，具体地适用于放置在桌子上，但需要最受约束的测量协议和佩戴眼镜的个人的定位。那种类型的方法需要个人采用用于头部的非常具体的位置，并且需要在眼镜架上应用一个夹子，该夹子提供有一个摇杆梁。然后，一个第一步骤在于使个人采用一个自然姿势，其中阻挡住摇杆梁以便固定夹子与摇杆梁之间的角，此角对应于全景角度。在一个第二步骤过程中，佩戴眼镜架及其夹子的个人观看安排在一个屏幕上方的摄像机。个人需要倾斜头部从而使得受阻的摇杆梁垂直于连接双眼与摄像机的轴。这种方法需要复杂且精确的调整，并且其需要佩戴眼镜的个人的身体部分的一定程度的灵巧性，以便能够相对于摄像机轴采取正确的位置并且相应地固定摇杆梁的位置。

发明内容

本发明的用于测量形态几何参数的方法利用在使用上灵活、能够轻易且快速地进行所述参数的精确且可靠的测量的设备，同时不对佩戴眼镜的个人施加约束。贯穿该方法，个人仅需要采用舒适的姿势，以自然的方式保持头部，而不需要采用一系列需要头部的精确定位和倾斜或转动，并且对安装特定设备没有任何需要。本发明的方法还被设计成自动且快速地返回测量结果。

本发明提供了一种用于测量佩戴眼镜的个人的形态几何参数的方法，所述方法包括实施一个独立计算机装置，该计算机装置具有一个屏幕、一个靶体、一个包括用于确定其倾角的装置的紧凑型图像采集系统（所述系统连接到所述屏幕上）、以及一台能够控制该图像采集系统和能够处理所获得的图像的计算机。本发明的方法的主特征在于，其包括以下步骤：

·使该个人在自然地将头部保持在一个基本上水平的方向上的同时观察位于前面无穷远处的一个点，该副眼镜占据该个人的面部上的一个自然位置；

·采集此第一姿势下的眼镜架的位置的一张第一图像；

·使该个人通过采用一个自然且舒适的位置观察相对于该图像采集系统放置在一个已知位置上的靶体，所述观察致使以倾斜方式移动该个人的头部，该副眼镜相对于该第一姿势在该个人的面部上保持一个不变的位置；

·通过与用于该第一姿势相同的图像采集系统采集此第二姿势下的该眼镜架的位置的一张第二图像；

·从这两张图像其中之一确定双眼的位置；

·对所获得的两张图像进行计算机处理，以便从双眼的位置、从该第一姿势下的该眼镜架的位置、从该第二姿势下的该眼镜架的位置、以及从该图像采集系统的倾角确定该个人的形态几何参数，所述处理包括计算校正，该计算校正考虑到该第一和第二位置之间的该个人的面部的平面相对于从双眼到注视点的视轴的倾斜度差；以及

·提供这些测量结果。

这种方法的原理依赖于采用两个自然且舒适的姿势的眼镜佩戴者，并且然后依赖于采集与那两个姿势相对应的眼镜架的两张图像，并且最后依赖于对那两张图像的计算机处理以便从其中推断所希望的形态几何参数。该图像采集系统可以包括用于拍摄移动或静止图片的至少一个摄像机。应指明的是该图像采集系统为用于在两个姿势下采集两张图像的同一个系统。必须特别精确地了解图像采集系统的轴的倾角以便能够对由于该倾角引起的视差进行校正。可以用给定的倾角以静止的方式使用图像采集系统，或者其在一个可能的倾角范围内以可移动的方式使用。在该第一配置下，是佩戴者改变位置以便保证佩戴者的面部出现在摄像机的视野中心内。在该第二配置中，采集系统的倾角适应个人的位置，以便保证正确地对个人的面部进行加框。归于图像采集系统的术语“紧凑”是指所述系统尺寸小，并且其可以轻易搬运以便将其放置在一件常规家具（如桌子或书桌）上并且以便使其倾斜合适的角度。有利地，由图像采集系统携带靶体。以此方式，实施本发明的方法所需的设备没那么分散。在本发明的测量方法的另一个优选实现方式中，由该图像采集系统自己构成该靶体。该采集系统在两个姿势下拍摄的图像必须主要显示相对于个人的双眼定位的眼镜架。由于所述眼镜架在三维中相对于个人的双眼的位置，对图像进行计算机处理以便获得所寻求的参数所需的所有信息必须清晰地出现在所述图像中。对眼镜架和个人的双眼的基本要求是清晰且精确地出现在图像内。在本发明的方法中，眼镜架在个人的面部上的位置在该第一和第二姿势之间保持不变。一旦准确地定位在面部上，则不从一个位置到其他位置对眼镜的位置进行重新调整。然后可以在常规三角关系的基础上从所述图像轻易地推断形态几何参数。重要的是指出图像处理包括对所获得的参数的计算校正以便考虑该第一和第二姿势下的相对于个人的双眼与注视点之间的视轴有区别地定位的面部的平面。尽管此差异小（为大约几度），但对有待确定的参数的值造成的结果通常会是显著的。眼镜架可以可选地提供有以夹子为形式的位置标识装置，该夹子提供有多个标记以便能够在图像中精确地观察其三维下的定向及其倾角。该屏幕的主要功能是在个人采用两个姿势的同时能够观察所采集的图像。其还可以用来传送所寻求的形态几何参数的测量结果。或者通过佩戴眼镜的个人直接地控制或者通过可以是眼镜商的操作员控制该方法。为了避免描述的含糊性，术语“一副眼镜”与“眼镜架”应被理解成是等效的。术语“倾斜”用于头部的移动，该头部移动是头部围绕一个水平轴的前后转动移动。出于提出一种针对个人的身体部分上的不同实际观察情况的实际方法，本发明的方法用于方便测量步骤。因此，通过这种方法确定的参数受到比很大程度上通过理论计算确定的参数更少的随机误差。

有利地，眼镜架安装有以夹子为形式的位置标识装置，该夹子提供有多个标记并且固定在所述眼镜架上，从单个摄像机对所述眼镜架的倾角进行求值。携带多个标记的夹子能够使得精确地观察眼镜架在个人的面部上的倾角。在这种情况下，仅需要一个摄像机以便从所述夹子在摄像机捕获的图像内的尺寸特征确定此倾角。假设所述摄像机形成根据本发明的方法中实施的图像采集系统的组成部分。

在本发明的另一个优选实施例中，通过在立体方法中所使用的至少一个摄像机对眼镜架的倾角进行求值，所述摄像机拍摄两张图像。该摄像机拍摄两张其中出现参考元件的图像，该元件可以同样良好地放置在个人的面部上或放置在个人后面的壁上，所述图像用于确定眼镜架的倾角。

优选地，通过立体方法中所使用的至少一个摄像机对眼镜架的倾角进行求值。在本配置中，放置在至少两个不同位置处且每个拍摄眼镜架的图片的至少两个独特的摄像机用于确定所述眼镜架的倾角而不必依赖携带标记的夹子。

有利地，图像采集系统为高分辨率摄像机。典型地，高分辨率摄影机为具有大于1百万像素的分辨率的摄像机。摄像机的分辨率越高，测量的精度越令人满意。

优选地，用于确定图像采集系统的倾角的装置包括一个倾斜仪。先验 的，图像采集系统保持固定在一个给定位置上。然而，对于体型非常高大的人而言，会发现需要倾斜图像采集系统以便获得个人的双眼和眼镜架的令人满意的图像。需要了解倾角以便随后结合在从测量结果导出的参数的计算中。

优选地，所述方法测量的形态几何参数为瞳孔与镜片V的底缘之间的高度H、以及全景角度ΘP。应回顾的是，当将眼镜架放置在个人的鼻子上并且该个人正在注视远处时，该全景角度对应于镜片V相对于一个竖直平面的倾角。

有利地，对所测量的高度Hm进行校正以便考虑镜片V与眼睛之间的距离DVO。

优选地，从两张图像之间的差异测量推断该镜片与该眼睛之间的距离DVO。当个人正在采用两个不同姿势时，拍摄的两张图像使得可以计算镜片与眼睛之间的距离。此距离DVO为可以用本发明的测量方法测量的另一个形态几何参数。

优选地，操作员位于佩戴眼镜的个人的前面，所述操作员对图像采集系统进行调整并且控制本发明的测量方法的各个步骤。可以通过眼镜商实施该方法以便获得佩戴眼镜的个人的形态几何参数的测量结果。因此，如果合适，眼镜商操作图像采集系统以便获得两个姿势下的个人的双眼与眼镜架的可用图像。为此目的，可以将屏幕引导成面向实时观察所述图像的眼镜商。还是眼镜商触发图片拍摄和发起计算机进行的图像处理。已经开发出本发明的测量方法主要用于在眼镜商的处所上使用。

有利地，就倾角对采集系统进行调整以便适应个人的面部的位置。对于此配置而言，通过改变其倾角来移动该采集系统，以便获得个人的面部的正确加框图像。

在本发明的方法的另一个优选实现方式中，该采集系统的倾角是恒定的，个人将面部定位在合适的高度以便使其出现在图像的中心。会发生以下情况：图像采集系统在倾角上是不可调的。在这种情况下，图像采集系统固定在一个给定的位置上，并且移动个人的面部以便将该面部带到所述采集系统的视野中心内。在此配置中，个人受到一些先前的定位约束以便使获得精确且可靠的测量结果所需的调节组合。

本发明还涉及一种用于实施本发明的方法的测量装置。本发明的装置的主要特征在于，该装置包括一台计算机、安装有一个倾斜仪的至少一个摄像机、以及一个使得能够与测量结果一起观察到所述摄像机所拍摄的图像的显示屏，可以相互独立地调整该摄像机的位置和该屏幕的位置。本测量装置可以被认为是测量工具，其中各个部件相互连接以便相互影响和提供所希望的测量结果，而不一定需要任何具体且有约束的安排。就其如何连接在一起而论，这种类型的装置呈现出一定量的灵活性，并且因此可以轻易安装在任何类型的环境下，无论是在桌子还是书桌上还是仅安装在地上。独立于摄像机的位置对屏幕的位置进行调整的能力使得本发明的测量装置能够在多个配置中使用并且使得可以通过以尽可能精确的方式对实施所述方法所需的各件设备进行定位来提高本发明的测量方法的性能。

有利地，该测量装置由组合了屏幕、一个第二摄像机、倾斜仪以及计算机的平板构成，并且还由安装有其倾斜仪的至少一个摄像机构成。该装置的此版本是更紧凑版本其中之一，并且其因此可以安装在一个小空间内。通过将该装置的各个组成部件一起分组在小尺寸的平板上，使得该测量装置在使用上甚至更灵活，因为个人或操作员可以从单件工具控制该方法的所有内容并且执行所需要的调整而对来回移动这些部件或相对于彼此对其进行移动没有任何需要。应假设平板为可以与个人或操作员轻易搬运兼容的小尺寸物品。可以具体地在房间中轻易地用手移动这种类型的物品，以便将其安装在一个精确的位置上并且指向所希望的方向。该平板可以具有一个触摸屏，或者可以在鼠标的帮助下更常规使用该平板。该摄像机可以直接固定在该平板上或另外固定在一个可以用于支撑该平板的支座上。

优选地，该装置包括一个支座，该平板和该摄像机固定在该支座上。该支座通过使该摄像机能够放置得与该平板非常近而能够使该装置变得更紧凑，其中这些两个元件之间的距离小于几厘米。

优选地，该摄像机和该平板位于一个竖直平面的任一侧上并且在它们之间形成一个在15°到45°范围内的角。有利地，此角为30°。以此方式，在某一方向上定向该屏幕，并且在相反方向上定向该摄像机。本安排允许眼镜商直接在该平板的屏幕上观察佩戴眼镜的个人的面部，其中该摄像机拍摄的图像放置在所述平板的背面。在本配置中，眼镜商无须将该摄像机放置在与个人的面部相同的高度处以便采集图像。其可以足以将该测量装置放置在桌子或书桌上并且然后尽可能精确地调整该平板和摄像机的倾角。

本发明的用于测量个人的形态几何参数的方法呈现出特别符合人体工程学且使用方便的优点，以至于佩戴眼镜的个人不需要携带任何具体设备并且不需要采用一系列受约束且重复的姿势。它们还具有通过屏幕或另外通过打印文件即刻给予个人或眼镜商测量结果的优点。最后，本发明的方法中实施的测量装置尺寸小并且因此可以安装在小体积的房间内或安装在桌子上或书桌上。

附图说明

以下参照图1至图9给出根据本发明的测量方法的优选实现方式的详细描述：

·图1为能够实施本发明的方法的测量装置的一个第一优选实施例的透视图；

·图2为能够实施本发明的方法的测量装置的一个第二优选实施例的透视图；

·图3为该第一姿势下的个人的头部与摄像机一起的图解剖面图，该个人正在向前看无穷远处的一个点；

·图4为该第二姿势下的个人的头部与摄像机一起的图解剖面图，该个人正在观看所述摄像机上的靶体；

·图5为该第一姿势下的个人的头部的图解剖面图，在于正在向前观看无穷远处的一个点；

·图6为该第二姿势下的个人的头部与摄像机一起的图解剖面图，在于正在观看所述摄像机上的靶体；

·图7为带有夹子处理标记的一副眼镜的透视图；

·图8为个人的双眼与安装有标记夹的一副眼镜的简化立面图，该个人正处于该第一姿势；以及

·图9为个人的双眼与安装有标记夹的一副眼镜的简化立面图，该个人正处于该第二姿势。

具体实施方式

参照图1，用于实施佩戴眼镜的个人的形态几何参数的测量装置的一个第一优选实施例由一个包括一个屏幕和一台计算机的平板1构成，该平板站立在一个能够使其站立在平面且水平的表面上的支座2上。支座2包括一个宽的圆形站台3，该站台延长一个支撑杆4，该支撑杆围绕转动轴5铰链式安装在所述站台3上。换言之，当站台3站在水平表面6上时，杆4在一个相对于竖直方向较大或较小范围倾斜的位置上。杆4可以被认为是小厚度的金属带。平板1停留在站台3上同时斜靠着杆4。一个以高分辨率视频摄像机（有利地具有大于或等于1百万像素）为形式的图像采集系统7通过电子卡固定在杆4上并且其位于所述平板1的背面。该卡还支撑一个观察靶体8和一个闪光灯9，该靶体和闪光灯用于获得对照明条件的更好控制的并且用于揭示每只眼睛在摄像机7采集的并且在该屏幕上可见的图像内的角膜反射，以便获得更好的测量精度。该卡还携带一个靠近闪关灯9的电容器。通过该电子卡对该电容器进行充电，通过至少一条通用串行总线（USB）电缆为其供电，所述电容器适用于提供操作闪光灯9所需的能量。该电容器具有能够非常快速地对闪光灯9进行充电并且因此避免两次连续闪光之间的等待时间太长的优点。平板1可以具有一个触摸屏，或者其可以通过通过鼠标使用。所述平板1包括该计算机及其用于触发该摄像机、恢复图像、处理所述图像以及显示测量结果的相关联软件。该屏幕的法向指向三维中的一个第一方向，并且摄像机7的视轴指向与该第一方向相反的一个第二方向。无论其在三维中的定向如何，摄像机7具有一个能够确定其倾角的倾斜仪。此装置1是紧凑的并且可以轻易地安装在桌子或书桌上。其还被配置成以便通过寻求测量佩戴眼镜的个人的形态几何参数的操作员进行操作，该操作员可以是眼镜商。佩戴眼镜21的个人占据摄像机7前面的一个位置，而眼镜商面向平板1的屏幕并转动携带摄像机7的支撑杆4，从而使得在该显示屏上正确地对该个人上的眼镜架21和双眼27进行加框。然后可以开始本发明的测量方法。在另一个变体实施例中，可以并排放置该摄像机和该平板的屏幕，以便使该佩戴眼镜的个人能够直接操作本发明的测量方法。

参照图2，本发明的测量装置10的一个第二优选实施例包括一个以高分辨率视频摄像机为形式的图像采集系统17，该视频摄像机有利地具有大于或等于1百万像素的分辨率。通过具有一个安装在可变形杆14上的宽站台13的支座12携带摄像机17，可轻易地扭曲该可变形杆以采用多个位置。当站台13站在一个基本上为平面的表面16上时，杆14在一个相对于一个竖直放向倾向更大或更小范围的位置上。固定在杆14上的电子卡支撑着摄像机17、一个用于佩戴眼镜的个人21的观察靶体18、以及一个闪光灯19，该靶体和闪光灯两者用于获得对照明条件的更好的控制和用于揭示每只眼睛在摄像机17采集的图像中可见且在该屏幕上可观察的角膜反射，由此获得更好的测量精度。该电子卡携带一个在闪光灯19附近的电容器。通过该电子卡对该电容器进行再充电，通过至少一条通用串行总线（USB）电缆为其供电，所述电容器适用于提供操作闪光灯19所需的能量。该电容器具有能够非常快速地对闪光灯19进行充电并且因此避免两次连续闪光之间的等待时间太长的优点。无论其在三维中的定向如何，摄像机17具有一个能够确定其倾角的倾斜仪。与计算机相关联且紧邻所述摄像机17用于观察所述摄像机17所采集的图像与所获得的测量结果的目的显示屏通过数据连接（例如，如USB电缆30）连接到摄像机17上。电缆30用于将来自该倾斜仪的数据与所获得的图像一起发送至该计算机。本实施例中的计算机提供与该第一实施例中的计算机相同的特征。取决于所述屏幕的定向，可以或者通过眼镜商或者另外通过佩戴眼镜的个人直接控制本发明的测量方法。图像采集系统10尺寸小且轻易地安装在桌子或书桌上。仅通过用手对该图像采集系统进行操纵，甚至可以在所述书桌上对其进行移动，或者其可以倾斜至更大或更小范围。

在所述两个实施例中，以纵向模式对摄像机7、17进行定向，由此使得其可以在宽范围尺寸上覆盖人员而不需要对所述摄像机7、17的定向进行调整。然而，对于不平常的情况而言，例如，针对太高、或坐着而不是站着的人，或反之亦然，摄像机7、17可以倾斜至一个合适的角度以便对佩戴者的面部上的图像进行加框，并且该倾斜仪用于测量相应的倾角从而使得该倾角可以随后结合在对所采集的图像进行的处理中，以便对所获得的测量结果进行校正。本发明的方法的另一个变体实施例在于使用一个固定式摄像机7、17（即，倾角不可调的摄像机），其中需要佩戴者例如通过对该佩戴者所坐的座位的高度进行调整而采用一个合适的位置，从而使得该佩戴者的面部显得在屏幕8上定中心。除了摄像机7、17获得的图像，屏幕还用于显示测量结果，并且以一种几乎瞬时的方式来这样做。参照图7，包括多个标记23的夹子22可以固定在个人佩戴的眼镜架21上以便确定图像的比例，所述标记23用于对眼镜架21在三维中的位置和定向进行标识。假设镜片V的平面与夹子22的平面重合。然而，不总是需要夹子22。使用两个摄像机的立体测量系统使得可以确定全景角度并且还有比例因子而不需要利用夹子22。

本发明的方法或者按照对其进行描述的顺序或者按照一个不同的顺序实施以下步骤。

-参照图3和图5，佩戴带有安装有夹子22的眼镜架的眼镜21的个人20占据摄像机7、17前面的一个位置。眼镜商让个人采用舒适且自然并且在与直着向前观看无穷远处的一个点的一个第一位置。则该注视方向（用箭头24表示）基本上是水平的。该眼镜商通过根据需要倾斜摄像机7、17来对摄像机7、17进行调整以便在该屏幕上并且更具体地在所述屏幕的预先确定的区域中看到该个人的面部，以便实现此目的。

-一旦该个人的面部良好地定位在摄像机7、17的视野内，则该眼镜商采集一张第一图像。然后，该计算机确定夹子22在眼镜架21上的精确三维（3D）定向，并且如用该倾斜仪测量的，从其中推断全景角度ΘP1，该角度被表述为夹子22相对于摄像机7、17的轴25的角ΘClip1的函数并且与摄像机7、17相对于竖直方向的角ΘCam1相关。由夹子22通过依赖于位于夹子22上的精确了解的相位位置上的至少三个标记23测量全景角度ΘP1。这些标记23限定单个平面，并且与图像处理软件相关联的摄像机7、17确定这三个标记23在参考系（Xc，Yc，Zc）中的3D位置并且因此确定所述平面相对于所述参考系的定向。此定向直接给出角ΘClip1。使用POSIT式迭代算法常规地测量夹子22的标记23的3D坐标。然后获得以下角关系：

ΘP1=ΘClip1-ΘCam1

-参照图4和图6，眼镜商让个人采用舒适且自然的一个第二姿势，在于正在观看放置在摄像机7、17上的靶体8、18。

-该眼镜商采集一张第二图像。再一次测量全景角度ΘP2。理想地，该装置不在两个姿势（ΘCam1=ΘCam2=ΘCam）之间移动，因为该摄像机的视野大到足够覆盖头部在这两个位置之间的移动。在此第二图像采集过程中操作闪光单元9、19以便获得角膜反射。从该图像提取这些角膜反射，如眼镜架21的左右底边缘和左右鼻侧，以便测量高度（H）及瞳距（1/2PD）。夹子22还用于还原图像的比例并且因此获得H和PD的正确值。如在本示例中测量的高度为Hm并且其包括一个误差，因为在该第二姿势下保持的头部的位置不是图4和图6中用虚线26所示的夹子22表示的理想位置，即，其中误差为零并且与倾斜角90°-ΘCam的头部对应的位置，其中ΘCam为摄像机7、17与竖直方向之间的角。该高度的真值Hr与所测量的高度Hm差异在于以下关系：Hr=Hm+ΔH。通过指示，图6示出了与该第二姿势相对应的角误差ΘErr，并且用虚线26示出了与零角误差ΘErr相对应的头部与夹子22的位置。

-然后通过考虑该第二图像中的夹子的与镜片到眼睛的距离（DVO）的角误差ΘErr来对关于该高度H的误差进行校正。通过下式得出该角误差：

ΘErr=ΘP1-ΘP2-(90°-ΘCam)

并且大致上通过下式得出高度的校正：

ΔH=(Reye+DVO)tan(ΘErr)=d(CRO,V)tan(ΘErr)

其中，Reye为眼睛的半径，平均等于12毫米（mm），并且DVO为镜片到眼睛的距离，平均等于15mm。该参数d（CRO，V）表示眼睛的转动中心CRO与镜片V之间的距离。图5使得可以具体地使用DVO、CRO以及Reye表示的距离和参数形象化，参照镜片V的位置，即，眼镜架21或夹子22的位置，并且还参照双眼27和瞳孔28的位置。参照图7、图8和图9，为了获得更好的精确度，可以使用与这两个姿势相对应的图像测量DVO的正确值。为了做到这一点，使用这两张图像，并且通过对瞳孔28、虹膜、或双眼的眼角进行标识来提取如使用标记23获得的夹子22的姿势，如双眼27的位置。

通过将瞳孔28投影到夹子22的参考系中并且使用三角测量从其中推断双眼27的每只眼睛的CRO在夹子22的参考系中的位置来确定双眼27的每只眼睛的瞳孔28和/或虹膜在这两张图像中的夹子22的平面内的位置。

这得出：

d(CRO,V)=(Y1-Y2)/tan(ΘP1-ΘP2)

如果利用双眼27的眼角，则：

DVO=(Y1-Y2)/tan(ΘP1-ΘP2)

其中Y1和Y2为眼角的坐标。

以任意的方式，可以考虑取CRO与V之间的距离的平均值，该值可以例如为27mm。在一个第一替代方案中，可以在拍摄该第二图像的同时让佩戴者进一步倾斜头部以便获得至少10°的角度差。

在一个第二替代方案中，可以让该个人转动头部而不注视靶体8、18或不注视任何具体的事物，并且通过使用双眼27的眼角测量DVO。

当眼镜21的佩戴者在拍摄这两张图像之间不倾斜头部时，则ΘP1=ΘP2。

瞳距或半距离PD、眼睛27的瞳孔28与镜片V或眼镜架21的低边缘之间的高度H、眼睛27与镜片V之间的距离DVO、以及全景角度ΘP为可以使用本发明的测量方法确定的主要形态几何参数。

由操作员通过手动地在所采集的图像上指出或通过计算机在这两张采集的图像上执行自动检测来确定双眼的瞳孔28的位置、虹膜的位置、角膜反射的位置以及眼角的位置。

与双眼的眼角比较，虹膜、角膜反射以及瞳孔为呈现出当个人倾斜头部时眼镜架掩蔽得更少的优点的要素。进一步地，在所述要素的图像上的手动指出或自动检测更精确，因为更容易对这些要素进行标识。

不像双眼的眼角，双眼27呈现出转动移动并且在夹子22的参考系内是可移动的。可以对两张图像之间的眼睛移动进行补偿以便在这种情况下返回至其中双眼没有相对于夹子而移动的情形。因此，通过用距离dP对该第二图像内的双眼27的位置进行补偿，该情形返回至该事物没有相对于夹子22而移动的情形。dP大致上基本等于瞳孔28或虹膜或角膜反射在这两张图像之间平移的距离。可以通过考虑眼睛27的半径、该摄像机与该水平方向之间的角度、夹子22的角度在这两张图像之间的变化、以及该眼睛的角度在这两张图像之间的变化来实施更精确的几何计算。

此外，可以有利地使用常规的三角关系将与虹膜和角膜的顶部不在同一个平面内的事实相关联的几何补偿考虑在内。优选地，还可以将对与个人的双眼27没有观看采集系统7、17但观看摄像机透镜的顶部的事实相关联的会聚缺陷的几何补偿结合在计算内以便减少与使用本发明的方法确定的参数相关的不精确性的潜在来源。

Claims (16)

1.一种用于测量佩戴眼镜（21）的个人的形态几何参数的测量方法，所述方法包括实施一个独立计算机装置（1，10），该计算机装置具有一个屏幕、一个靶体（8，18）、一个包括用于确定其倾角的装置的紧凑型图像采集系统（7，17）、以及一台能够控制该图像采集系统和能够处理所获得的图像的计算机，所述系统（7，17）连接到所述屏幕上，所述方法特征在于，其包括以下步骤：

·使该个人在自然地将头部保持在一个基本上水平的方向（24）上的同时观察位于前面无穷远处的一个点，该副眼镜（21）占据该个人的面部上的一个自然位置；

·采集此第一姿势下的该眼镜架（21）的位置的一张第一图像；

·使该个人通过采用一个自然且舒适的位置观察相对于该图像采集系统放置在一个已知位置上的靶体（8，18），所述观察致使以倾斜方式移动该个人的头部，该副眼镜（21）相对于该第一姿势在该个人的面部上保持一个不变的位置；

·通过与用于该第一姿势相同的图像采集系统（7，17）采集此第二姿势下的该眼镜架（21）的位置的一张第二图像；

·从这两张图像其中之一确定双眼（27）的位置；

·对所获得的两张图像进行计算机处理，以便从双眼（27）的位置、从该第一姿势下的该眼镜架（21）的位置、从该第二姿势下的该眼镜架（21）的位置、以及从该图像采集系统（7，17）的倾角确定该个人的形态几何参数，所述处理包括计算校正，该计算校正考虑到该第一和第二位置之间的该个人的面部的平面相对于从双眼到该注视点的视轴的倾斜差；以及

·提供这些测量结果。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，该眼镜架（21）安装有以一个夹子（22）为形式的位置标识装置，该夹子提供有多个标记（23）并且固定在所述眼镜架（21）上，并且其特征在于，从单个摄像机（7，17）对所述眼镜架（21）的倾角进行求值。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，通过在一种立体方法中所使用的至少一个摄像机（7，17）对该眼镜架（21）的倾角进行求值，所述摄像机（7，17）拍摄两张图像。

4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于，通过在一种立体方法中所使用的至少两个摄像机（7，17）对该眼镜架（21）的倾角进行求值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，该图像采集系统是一个高分辨率摄像机（7，17）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，用于确定该图像采集系统的倾角的装置包括一个倾斜仪。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法所测量的形态几何参数为瞳孔（28）与镜片V的底缘之间的高度H、以及全景角度ΘP。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所测量的高度Hm进行校正以便考虑该镜片V与眼睛（28）之间的距离DVO。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，从这两张图像之间的差异测量推断该镜片（V）与该眼睛（28）之间的距离DVO。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，一个操作员位于该佩戴眼镜的个人的前面，所述操作员对该图像采集系统（7，17）进行调整并且控制所述方法的各个步骤。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，就倾角对该图像采集系统（7，17）进行调整以便适应该个人的面部的位置。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，该采集系统（7，17）的倾角是恒定的，该个人将面部定位在合适的高度以便使其出现在该图像的中心。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的测量装置，该装置特征在于，其包括一台计算机、安装有一个倾斜仪的至少一个摄像机（7，17）、以及一个使得能够与测量结果一起观察到所述摄像机（7，17）所拍摄的图像的显示屏，可以相互独立地调整该摄像机（7，17）的位置和该屏幕的位置。

14.根据权利要求13所述的测量装置，其特征在于，该装置由组合了该屏幕、一个第二摄像机、该倾斜仪以及该计算机的一个平板（1）构成，并且还由所述至少一个摄像机（7）构成。

15.根据权利要求14所述的测量装置，其特征在于，该装置包括一个支座（2），该平板（1）和该摄像机（7）固定在该支座上。

16.根据权利要求15所述的测量装置，其特征在于，该摄像机（7）和该平板（1）位于一个竖直平面的任一侧上并且在它们之间形成一个在15°到45°范围内的角。

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