CN106778803B - 一种基于红外图像识别技术的指甲定位方法及美甲设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外图像识别技术的指甲定位方法，其包括以下步骤：对获取到的当前时刻的手指的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组；将所述像素属性数据数组与预设的当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点；获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，将获取到的所述像素点坐标在显示屏上处理形成为指甲的定位框。本发明还公开了一种基于红外图像识别技术的美甲设备。本发明能够准确地对指甲进行定位并具有良好的用户体验。

Description

一种基于红外图像识别技术的指甲定位方法及美甲设备

技术领域

本发明涉及美甲技术领域，尤其涉及一种基于红外图像识别技术的指甲定位方法及美甲设备。

背景技术

现有的美甲设备的定位甲片的方法是通过自带补光效果的高清摄像头在甲片放入彩绘区域前与放入彩绘区域后分别对彩绘区域拍摄照片，然后通过相应的软件根据放入前与放入后所拍摄的照片进行对比处理，识别出放入前与放入后所拍摄的照片发生变化的区域，最后将该区域作为甲片的彩绘区域。

现有的这种甲片定位方式只能根据放入前和放入后的图片来进行比对而定位彩绘区域，定位方法过于简单，无法对人体手指的指甲进行有效定位，因为当人体手指伸进彩绘区域时，这时就会将摄像头拍摄到的图像中的整个人体手指作为定位框，因此现有的甲片定位方式无法有效识别出人体手指的指甲，即对人体手指的指甲存在定位失准的问题，从而影响了用户的使用体验。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种对人体指甲定位准确却具有良好的用户体验的基于红外技术的指甲定位方法及美甲设备。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种基于红外图像识别技术的指甲定位方法，其包括以下步骤：S10，对获取到的当前时刻的手指的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组；S11，将所述像素属性数据数组与预设的当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点；其中，所述特征数据数组包括所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值以及与所述像素属性参考值对应的当前时刻的容差范围，所述像素阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域和皮肤区域之间以及所述指甲区域与图像背景区域之间的阶跃状边缘中的像素点；S12，获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，将获取到的所述像素点坐标在显示屏上处理形成为指甲的定位框。

进一步地，在步骤S10之后、步骤S11之前还包括：S101，对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值，并获取所述指甲区域的像素点、所述皮肤区域的像素点以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值的当前时刻的容差范围；S102，根据所述像素属性参考值以及所述当前时刻的容差范围建立特征数据数组。

进一步地，所述像素属性数据包括所述像素点的红色值、绿色值、蓝色值、透明度值以及色相值其中的一个或一个以上，所述像素属性参考值包括所述像素点的红色值参考值、绿色值参考值、蓝色值参考值、透明度值参考值以及色相值参考值其中的一个或一个以上。

进一步地，在步骤S11之后，步骤S12之前还包括：S110，根据所述像素属性阶跃点生成相应的阶跃点数组，对所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点进行坐标差值计算，以获取所述阶跃点数组中的且在所述当前时刻的热成像图像中处于同一行或者同一列的像素属性阶跃点的坐标的差值的绝对值最大的两个所述像素属性阶跃点；S111，根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述像素属性数据数组与所述优化的阶跃点数组获取优化后的当前时刻的容差范围；S112，判断所述当前时刻的容差范围与上一时刻的容差范围是否相同；S113，若是，获取所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点，并执行步骤S12；S114，若否，则将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，并返回步骤S10。

进一步地，在步骤S10之前还包括：S6，将红外探测仪在起始时刻检测到的红外信号处理为起始红外辐射数据，将所述起始红外辐射数据处理为起始时刻的热成像图像，并将所述起始时刻的热成像图像进行保存；S7，将所述红外探测仪在当前时刻检测到的红外信号处理为当前红外辐射数据，并将所述当前红外辐射数据处理为当前时刻的热成像图像；S8，根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同；S9，当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同时，返回步骤S7；当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，自动执行步骤S10。

本发明另外一方面还提供了一种基于红外图像识别技术的美甲设备，其包括：数据获取模块，用于对获取到的当前时刻的手指的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组；比对分析模块，用于将所述像素属性数据数组与预设的当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点；其中，所述特征数据数组包括所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值以及与所述像素属性参考值对应的当前时刻的容差范围，所述像素阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域和皮肤区域之间以及所述指甲区域与图像背景区域之间的阶跃状边缘中的像素点；指甲定位模块，用于获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，将获取到的所述像素点坐标在显示屏上处理形成为指甲的定位框。

进一步地，所述的基于红外图像识别技术的美甲设备还包括：分析模块，用于对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值，并获取所述指甲区域的像素点、所述皮肤区域的像素点以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值的当前时刻的容差范围；特征数据数组建立模块，用于根据所述像素属性参考值以及所述当前时刻的容差范围建立特征数据数组。

进一步地，所述像素属性数据包括所述像素点的红色值、绿色值、蓝色值、透明度值以及色相值其中的一个或一个以上，所述像素属性参考值包括所述像素点的红色值参考值、绿色值参考值、蓝色值参考值、透明度值参考值以及色相值参考值其中的一个或一个以上。

进一步地，所述的基于红外图像识别技术的美甲设备还包括：阶跃点优化模块，用于根据所述像素属性阶跃点生成相应的阶跃点数组，对所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点进行坐标差值计算，以获取所述阶跃点数组中的且在所述当前时刻的热成像图像中处于同一行或者同一列的像素属性阶跃点的坐标的差值的绝对值最大的两个所述像素属性阶跃点；容差范围优化模块，用于根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述像素属性数据数组与所述优化的阶跃点数组获取优化后的当前时刻的容差范围；判断模块，用于判断所述当前时刻的容差范围与上一时刻的容差范围是否相同；获取模块，用于若是，获取所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点，并通知所述指甲定位模块；替换模块，用于若否，则将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，并通知所述数据获取模块。

进一步地，所述的基于红外图像识别技术的美甲设备还包括：第一热成像模块，用于将红外探测仪在起始时刻检测到的红外信号处理为起始红外辐射数据，将所述起始红外辐射数据处理为起始时刻的热成像图像，并将所述起始时刻的热成像图像进行保存；第二热成像模块，用于将所述红外探测仪在当前时刻检测到的红外信号处理为当前红外辐射数据，并将所述当前红外辐射数据处理为当前时刻的热成像图像；图像对比模块，用于根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同；通知模块，用于当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同时，通知所述第二热成像模块；当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，通知所述数据获取模块。

本发明提供的所述的基于红外图像识别技术的指甲定位方法及所述的基于红外图像识别技术的美甲设备，通过对获取到的手指的所述当前时刻的热成像图像进行像素点的像素属性分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组，然后将所述像素属性数据数组与预设的所述当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，以获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点，然后获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，最后将获取到的所述像素点坐标在所述显示屏上处理形成为指甲的所述定位框。因此，本发明可以准确地识别出所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域，从而可以准确地对指甲进行定位，进而提高了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供一种基于红外图像识别技术的指甲定位方法的流程图；

图2是本发明实施例提供一种基于红外图像识别技术的美甲设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供一种优选的基于红外图像识别技术的美甲设备的结构示意图；

图4是本发明实施例提供另一种优选的基于红外图像识别技术的美甲设备的结构示意图；

图5是本发明实施例提供另一种优选的基于红外图像识别技术的美甲设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，本发明一方面提供了一种基于红外技术的指甲定位方法，其包括步骤S10至步骤S12：

S10，对获取到的当前时刻的手指的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组。

其中，手指的所述当前时刻的热成像图像的热成像原理是：因为人体指甲的主要成分是没有生命力的角质蛋白，因此指甲自身没有产热能力。虽然指甲的温度会接收到手指体温传导过来的热量，但是因为指甲是热的不良导体，因此指甲的温度与人体手指皮肤的温度差别较大。当人体的手指放在所述美甲设备设有的红外探测仪的探测范围内的区域(即美甲设备的用于绘制甲片或者指甲的绘制区域)时，因为人体手指与周围的环境会具有温度差且人体的手指的指甲与皮肤之间同时也具有温度差(其中，人体手指的皮肤的温度高于人体手指的指甲的温度，而人体手指的指甲的温度高于周围的环境的温度)，这时已经启动的所述红外探测仪会对探测范围内的区域进行热成像，即所述红外探测仪采集探测范围内的红外辐射信号，然后通过相应的信号处理电路将采集到的所述红外辐射信号处理为所述当前时刻的热成像图像。需要说明的是，如果是因为探测范围内所述红外辐射信号比较弱(这样根据所述红外辐射信号所处理形成的所述当前时刻的热成像图像会缺少如可见光图像所具有的层次分明的特点)，这时可以通过相应的图像处理软件对所述当前时刻的热成像图像进行图像增强处理(例如可以调节所述当前时刻的热成像图像的亮度与对比度或者是对所述当前时刻的热成像图像进行图像校正等)，从而改善了所述当前时刻的热成像图像的图像效果，并将改善后的所述当前时刻的热成像图像在所述美甲设备的显示屏上进行显示。

当获取到所述当前时刻的热成像图像时，对所述当前时刻的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的每一个像素点的所述像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组。其中，所述像素属性数据包括所述像素点的红色值、绿色值、蓝色值、透明度值以及色相值；所述像素属性数据数组为二维数组结构。

S11，将所述像素属性数据数组与预设的当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点；其中，所述特征数据数组包括所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值以及与所述像素属性参考值对应的当前时刻的容差范围，所述像素阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域和皮肤区域之间以及所述指甲区域与图像背景区域之间的阶跃状边缘中的像素点。

即根据所述特征数据数组中的像素属性参考值(即所述指甲区域的像素点的像素属性参考值、所述皮肤区域的像素点的像素属性参考值以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值)以及所述容差范围(即所述指甲区域的像素点的像素属性参考值的容差范围、所述皮肤区域的像素点的像素属性参考值的以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值的容差范围)与所述像素属性数据数组中的所述像素属性数据进行像素属性值的比对分析，这样可以获取出所述像素属性数据数组中的所述像素属性阶跃数据，然后获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点。需要说明的是，所述像素属性阶跃数据是为二维数组结构的所述像素属性数据数组中的同一行或者同一列中的与相邻的像素属性数据的数值差别较大的像素属性数据，同理，与所述像素属性阶跃数据对应的所述像素属性阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的同一行或者同一列的与相邻的像素点的像素属性数据的数值差别较大的像素点，即所述像素阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的所述指甲区域和所述皮肤区域之间以及所述指甲区域与所述图像背景区域之间的阶跃状边缘中的像素点。

其中，所述预设的特征数据数组是在步骤S11之前建立的，且是根据相应的所述像素属性参考值以及相应的所述当前时刻的容差范围建立的。即，优选地，在所述步骤S10之后、步骤S11之前还包括步骤S101至步骤S102：

S101，对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值，并获取所述指甲区域的像素点、所述皮肤区域的像素点以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值的当前时刻的容差范围。

因为所述当前时刻的热成像图像中的所述指甲区域内的每个像素点的像素属性值相互之间差别不大，即所述指甲区域内的每个像素点的像素属性值都在一个取值范围之内，同理，所述图像背景区域的每个像素点的像素属性值都在一个取值范围之内，所述皮肤区域的每个像素点的像素属性值也都在一个取值范围之内。其中，所述取值范围具体表示为所述当前时刻的热成像图像中的每个区域(即所述指甲区域、所述皮肤区域和所述图像背景区域)的像素属性参考值减去该区域的像素属性参考值的容差范围所得到的数值与该区域的像素属性参考值加上该区域的像素属性参考值的容差范围所得到的数值的这两个数值的数值区间。而且所述指甲区域内的像素点的像素属性值、所述图像背景区域的像素点的像素属性值以及所述皮肤区域的像素点的像素属性值互不相同，这样通过对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，可以以一个特定的像素属性参考值来代表所述指甲区域内的每个像素点的像素属性数据的数值，同时以一个特定的容差范围来表示所述指甲区域内的每一个像素点的像素属性数据的数值差异情况。同理，可以以另一个特定的像素属性参考值来代表所述皮肤区域内的每个像素点的像素属性数据的数值，同时以另一个特定容差范围来表示所述皮肤区域内的每一个像素点的像素属性数据的数值差异情况；也可以以另一个特定的像素属性参考值来代表所述图像背景区域内的每个像素点的像素属性数据的数值，同时以另一个特定的容差范围来表示所述图像背景区域内的每一个像素点的像素属性数据的数值差异情况。

优选地，所述像素属性数据包括所述像素点的红色值、绿色值、蓝色值、透明度值以及色相值其中的一个或一个以上，所述像素属性参考值包括所述像素点的红色值参考值、绿色值参考值、蓝色值参考值、透明度值参考值以及色相值参考值其中的一个或一个以上。

在此，需要说明的是，在第一次进行像素属性值分析时(即第一次获取出当前时刻的热成像图像，并根据所述当前时刻的热成像图像建立相应的像素属性数据数组)，这时的容差范围是根据对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析后而获取得到的；当在进行第二次或者第二次以后的像素属性值分析时(即在完成第一次定位的过程后再次重新返回步骤S10以获取新的像素属性数据数组，然后执行步骤S11)，优选地，这时获取到的容差范围是优化后的当前时刻的容差范围(优化后的所述当前时刻的容差范围的获取过程请参见下面的第一种优选实施例)。

S102，根据所述像素属性参考值以及所述当前时刻的容差范围建立特征数据数组。

在此，提供一个例子以便于对步骤S101与步骤S102的描述：例如，当所述像素属性参考值包括所述像素点的红色值参考值、绿色值参考值、蓝色值参考值以及透明度值参考值，当所述容差范围包括红色参考值容差范围、绿色参考值容差范围、蓝色参考值容差范围以及透明度参考值容差范围，这时通过对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，可以得出所述指甲区域内的每个像素点的像素属性参考值为[0,0,0,0]，容差范围为[30,30,30,30]；所述皮肤区域内的每个像素点的像素属性参考值为[50,50,50,50]，容差范围为[30,30,30,30]；所述图像背景区域内的每个像素点的像素属性参考值为[100,100,100,100]，容差范围为[30,30,30,30]。其中，上述的每一个像素属性参考值中的数据从左至右依次为红色参考值、黄色参考值、蓝色参考值以及透明度参考值，上述的每一个容差范围中的数据从左至右依次为红色参考值容差范围、黄色参考值容差范围、蓝色参考值容差范围以及透明度参考值容差范围。然后根据上面获取到的相应的所述像素属性参考值以及相应的像素属性参考值的当前时刻的容差范围建立所述当前时刻的特征数据数组。

当所述当前时刻的热成像图像中的某个像素点的像素属性值为[90,90,90,90]时，根据所述特征数据数组可以分析出该像素点落在所述图像背景区域内。

需要说明的是，上述的数值以及每一组数据的数量只是为了便于对本发明的描述而举的一个例子，不应该以上述的数值以及每一组数据的数量来限定本发明的保护范围。此外，与所述指甲区域内的每个像素点的像素属性参考值对应的容差范围、与所述皮肤区域内的每个像素点的像素属性参考值对应的容差范围以及与所述图形背景区域内的每个像素点的像素属性参考值对应的容差范围相互之间可以相同也可以不同，在此不做具体限定。

S12，获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，将获取到的所述像素点坐标在显示屏上处理形成为指甲的定位框。

当获取到所述像素阶跃点后，可以获取出所述所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，这样可以根据所述像素点坐标获取出所述显示屏上与所述像素点坐标所对应的发光的像素点坐标，然后对所述显示屏的发光的像素点坐标所对应的像素点进行显示，最后可以得到一个在所述显示屏上显示出来的所述定位框，其中，指甲位于所述定位框内(即所述定位框表示为指甲的定位区域，而所述定位框是根据得到的所述像素点坐标在所述显示屏上所处理形成的一条首尾相接的曲线(所述曲线可以是虚线也可以是实线)。可以理解的是，所述定位框还可以是在所述显示屏上显示成的一个渲染成同一个颜色的闭合区域。

在本发明实施例中，通过对获取到的手指的所述当前时刻的热成像图像进行像素点的像素属性分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组，然后将所述像素属性数据数组与预设的所述当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，以获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点，然后获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，最后将获取到的所述像素点坐标在所述显示屏上处理形成为指甲的所述定位框。因此，本发明可以准确地识别出所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域，从而可以准确地对指甲进行定位，进而提高了用户的使用体验。

为了便于对本发明实施例的理解，在此提供本发明实施例的一些优选实施例：

第一种优选实施例：

在步骤S110之后、步骤S12之前还包括步骤S110至步骤S114：

S110，根据所述像素属性阶跃点生成相应的阶跃点数组，对所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点进行坐标差值计算，以获取所述阶跃点数组中的且在所述当前时刻的热成像图像中处于同一行或者同一列的像素属性阶跃点的坐标的差值的绝对值最大的两个所述像素属性阶跃点。

即，当获取到所述像素属性阶跃点后，可以根据所述像素属性阶跃点生成相应的所述阶跃点数组；因为所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点是第一次对所述当前时刻的热成像图像进行图像分析处理而得出的，所以得出的所述像素属性阶跃点的数量会比较多，即所述指甲区域与所述皮肤区域之间的阶跃状边缘和所述指甲区域与所述图像背景区域的阶跃状边缘会比较宽，因此会影响到对指甲的定位精度。所以通过对所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点进行坐标差值计算，这样可以获取所述阶跃点数组中的且在所述当前时刻的热成像图像中处于同一行或者同一列的像素属性阶跃点的坐标的差值的绝对值最大的两个所述像素属性阶跃点，即可以获取出所述指甲区域与所述皮肤区域之间的阶跃状边缘中和所述指甲区域与所述图像背景区域的阶跃状边缘中的边缘最外面的像素属性阶跃点，这样根据获取到所述像素属性阶跃点的像素坐标在所述显示屏上显示出的所述定位框的线条宽度会更加小，从而可以提高对指甲的定位精度。

S111，根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述像素属性数据数组与所述优化的阶跃点数组获取优化后的当前时刻的容差范围。

当获取到在进行坐标差值计算后的所述像素属性阶跃点后，可以根据所述像素属性阶跃点生成所述优化的阶跃点数组，这时，所述优化的阶跃点数组的像素属性阶跃点的数量比没有经过优化的所述阶跃点数组的像素属性阶跃点的数量少，即根据所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点的坐标可以得出更加准确的指甲的所述定位框。同时也可以根据所述优化的阶跃点数组与所述像素属性数据数组来获取得到优化后的所述当前时刻的容差范围。其中，所述当前时刻的容差范围的优化过程为：根据所述优化的像素阶跃点数组与所述当前时刻的热成像图像获取所述当前时刻的热成像图像中的与所述像素阶跃点相邻的像素点，其中，所述像素点不在所述像素阶跃点形成的定位框中(即所述像素点不属于上一次得出的像素属性阶跃点)；然后通过所述像素属性数据数组获取所述当前时刻的热成像图像中的每一个像素点的像素属性值(即像素点的红色值、蓝色值、绿色值、透明度值或者色相值)与所述像素属性阶跃点的像素属性值(即像素点的红色值、蓝色值、绿色值、透明度值或者色相值)，接着将每一个所述像素阶跃点和与其相邻的所述像素点进行像素属性差值计算，例如，将每一个所述像素阶跃点的红色值和与其相邻的所述像素点的红色值进行差值计算，得出两者的红色值的差值的绝对值，并将得出的所有的红色值的差值的绝对值进行平均计算，得出的平均值就是像素属性值的红色值的容差范围。同理，依次可得出像素属性值的蓝色值的容差范围、绿色值容差范围、透明度值容差范围以及色相值容差范围，然后将上述得出的像素属性数值的容差范围作为优化后的容差范围。

S112，判断所述当前时刻的容差范围与上一时刻的容差范围是否相同。

即将优化后的所述当前时刻的容差范围和与上一次获取到的容差范围进行对比，以判断两者是否相同，这样可以判断出上一时刻获取到的容差范围是否是最优化的，从而可以根据该判断结果来判断出根据上一时刻的容差范围与相应的所述像素属性参考值建立的所述当前时刻的特征数据数组是否是最优化的。

S113，若是，获取所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点，并执行步骤S12。

即，当判断出优化后的所述当前时刻的容差范围与上一时刻获取到的容差范围相同时，表明上一时刻的所述容差范围以及优化后的所述当前时刻的容差范围都已经是最优化的容差范围了。这时执行步骤S12。

S114，若否，则将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，返回步骤S10。

当判断出优化后的所述当前时刻的容差范围与上一时刻获取到的容差范围不相同时，表明上一时刻的所述容差范围并不是最优化的容差范围，即根据上一时刻的容差范围与所述像素属性参考值所建立的所述特征数据数组并不是最优化的(也即根据上一时刻的所述反光模型数组与所述像素属性数据获取到的所述像素属性阶跃点也并不是最优化的)。这时，则将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，从而在返回步骤S10并在执行步骤S11时可以根据当前时刻所获取到的所述像素属性参考值(包括当前时刻获取到的所述当前时刻的手指图像中的指甲区域内的像素点的像素属性参考值、皮肤区域内的像素点的像素属性参考值以及图像背景区域内的像素点的像素属性参考值)与优化后的所述当前时刻的容差范围建立新的特征数据数组。

在本优选实施例中，通过根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述优化的阶跃点数组获取优化后的所述当前时刻的容差范围，然后在判断出优化后的所述当前时刻的容差范围与上一时刻获取到的容差范围不同时，将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，重复步骤S10至步骤S112以重新判断容差范围，直到判断出所述当前时刻的容差范围与上一时刻获取到的容差范围相同时，表明所述当前时刻的容差范围已经是最优化的，即所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点已经是最优化的了，这时执行步骤S12就可以根据最优化的所述像素属性阶跃点的像素点坐标来得出最优化的指甲的定位框，从而进一步提高了对指甲的定位精度。

第二种优选实施例：

步骤S10之前还包括步骤S6至步骤S9：

S6，将红外探测仪在起始时刻检测到的红外信号处理为起始红外辐射数据，将所述起始红外辐射数据处理为起始时刻的热成像图像，并将所述起始时刻的热成像图像进行保存。

其中，所述红外信号为人体手指还没有放入到所述红外探测仪的探测范围内时所述红外探测仪所检测到的红外信号。

S7，将所述红外探测仪在当前时刻检测到的红外信号处理为当前红外辐射数据，并将所述当前红外辐射数据处理为当前时刻的热成像图像。

其中，所述红外探测仪每隔预设的时间间隔对其探测范围内的红外信号检测一次，并将每次检测到的红外信号处理为相应的所述红外辐射数据，然后再将所述红外辐射数据处理为相应的热成像图像。所述当前时刻的热成像图像即为根据所述红外探测仪在当前时刻所检测到的红外信号所处理成的所述当前红外辐射数据处理形成的。

S8，根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同。

即，将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像分别进行灰度化然后再进行二值化，接着进行图像增强处理与去噪处理，以加强对所述当前时刻的热成像图像和所述起始时刻的热成像图像的识别效果，将去噪后的所述当前时刻的热成像图像和所述起始时刻的热成像图像进行图像区域分割，以获取出所述当前时刻的热成像图像的每个分割区域以及所述起始时刻的热成像图像的每个分割区域的像素属性特征(即像素点的红色值、蓝色值、绿色值和透明度值等)，再将所述当前时刻的热成像图像的分割区域逐个和所述起始时刻的热成像图像的分割区域进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像的每个分割区域的像素属性特征是否与所述起始时刻的热成像图像相对应的分割区域的像素属性特征这两者之间的差异值是否在预设的阈值内，若是则可以判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同，若否则可以判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不相同。

S9，当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同时，返回步骤S7；当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，自动执行步骤S10。

当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同时，表明人体的手指还没有放入到所述红外探测仪的探测范围内，这时返回步骤S102让所述红外探测仪重新对其探测范围进行热成像。当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，表明人体的手指已经放入到所述红外探测仪的探测范围内，这时自动执行步骤S10至步骤S12，以完成对指甲的定位过程。

在本优选实施例中，通过根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同，并在判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，自动执行步骤S10，这样可以实现对人体的指甲的自动定位的功能，无需人工对指甲的定位过程过多干预，从而提高了用户的使用体验。

请参见图2，本发明另外一方面还提供了一种基于红外图像识别技术的美甲设备，其包括：数据获取模块10，用于对获取到的当前时刻的手指的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组；比对分析模块11，用于将所述像素属性数据数组与预设的当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点；其中，所述特征数据数组包括所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值以及与所述像素属性参考值对应的当前时刻的容差范围，所述像素阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域和皮肤区域之间以及所述指甲区域与图像背景区域之间的阶跃状边缘中的像素点；指甲定位模块12，用于获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，将获取到的所述像素点坐标在显示屏上处理形成为指甲的定位框。

优选地，请参见图3，所述的基于红外图像识别技术的美甲设备还包括：分析模块101，用于对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值，并获取所述指甲区域的像素点、所述皮肤区域的像素点以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值的当前时刻的容差范围；特征数据数组建立模块102，用于根据所述像素属性参考值以及所述当前时刻的容差范围建立特征数据数组。

再优选地，所述像素属性数据包括所述像素点的红色值、绿色值、蓝色值、透明度值以及色相值其中的一个或一个以上，所述像素属性参考值包括所述像素点的红色值参考值、绿色值参考值、蓝色值参考值、透明度值参考值以及色相值参考值其中的一个或一个以上。

在本发明实施例中，所述数据获取模块10通过对获取到的手指的所述当前时刻的热成像图像进行像素点的像素属性分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组，然后通过所述比对分析模块11将所述像素属性数据数组与预设的所述当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，以获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点，再然后通过所述指甲定位模块12获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，最后将获取到的所述像素点坐标在所述显示屏上处理形成为指甲的所述定位框。因此，本发明可以准确地识别出所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域，从而可以准确地对指甲进行定位，进而提高了用户的使用体验。

为了便于对本发明实施例的理解，在此提供本发明实施例的一些优选实施例：

第一种优选实施例：

请参见图4，所述的基于红外图像识别技术的美甲设备还包括：阶跃点优化模块110，用于根据所述像素属性阶跃点生成相应的阶跃点数组，对所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点进行坐标差值计算，以获取所述阶跃点数组中的且在所述当前时刻的热成像图像中处于同一行或者同一列的像素属性阶跃点的坐标的差值的绝对值最大的两个所述像素属性阶跃点；容差范围优化模块111，用于根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述像素属性数据数组与所述优化的阶跃点数组获取优化后的当前时刻的容差范围；判断模块112，用于判断所述当前时刻的容差范围与上一时刻的容差范围是否相同；获取模块113，用于若是，获取所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点，并通知所述指甲定位模块；替换模块114，用于若否，则将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，并通知所述数据获取模块。

在本优选实施例中，通过所述容差范围优化模块111根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述优化的阶跃点数组获取优化后的所述当前时刻的容差范围；然后通过所述替换模块114在所述判断模块112判断出优化后的所述当前时刻的容差范围与上一时刻获取到的容差范围不同时，并将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，重复通知数据获取模块10以在后续过程中重新判断容差范围，直到所述判断模块112判断出当前时刻获取到的所述容差范围与上一时刻获取到的容差范围相同时，表明所述当前容差范围已经是最优化的，即所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点已经是最优化的了，这时通知所述指甲定位模块12就可以根据最优化的所述像素属性阶跃点的像素点坐标来得出最优化的指甲的定位框，从而进一步提高了对指甲的定位精度。

第二种优选实施例：

请参见图5，所述的基于红外图像识别技术的美甲设备还包括：第一热成像模块6，用于将红外探测仪在起始时刻检测到的红外信号处理为起始红外辐射数据，将所述起始红外辐射数据处理为起始时刻的热成像图像，并将所述起始时刻的热成像图像进行保存；第二热成像模块7，用于将所述红外探测仪在当前时刻检测到的红外信号处理为当前红外辐射数据，并将所述当前红外辐射数据处理为当前时刻的热成像图像；图像对比模块8，用于根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同；通知模块9，用于当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同时，通知所述第二热成像模块7；当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，通知所述数据获取模块10。

在本优选实施例中，通过所述图像对比模块8根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同，并在所述图像比对模块8判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，通知所述数据获取模块10，这样可以实现对人体的指甲的自动定位的功能，无需人工对指甲的定位过程过多干预，从而提高了用户的使用体验。

以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

Claims (10)

1.一种基于红外图像识别技术的指甲定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，对获取到的当前时刻的手指的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组；

S11，将所述像素属性数据数组与预设的当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点；其中，所述特征数据数组包括所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值以及与所述像素属性参考值对应的当前时刻的容差范围，所述像素属性阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域和皮肤区域之间以及所述指甲区域与图像背景区域之间的阶跃状边缘中的像素点；

S12，获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，将获取到的所述像素点坐标在显示屏上处理形成为指甲的定位框。

2.根据权利要求1所述的基于红外图像识别技术的指甲定位方法，其特征在于，在步骤S10之后、步骤S11之前还包括：

S101，对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值，并获取所述指甲区域的像素点、所述皮肤区域的像素点以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值的当前时刻的容差范围；

S102，根据所述像素属性参考值以及所述当前时刻的容差范围建立特征数据数组。

3.根据权利要求2所述的基于红外图像识别技术的指甲定位方法，其特征在于，所述像素属性数据包括所述像素点的红色值、绿色值、蓝色值、透明度值以及色相值其中的一个或一个以上，所述像素属性参考值包括所述像素点的红色值参考值、绿色值参考值、蓝色值参考值、透明度值参考值以及色相值参考值其中的一个或一个以上。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的基于红外图像识别技术的指甲定位方法，其特征在于，在步骤S11之后，步骤S12之前还包括：

S110，根据所述像素属性阶跃点生成相应的阶跃点数组，对所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点进行坐标差值计算，以获取所述阶跃点数组中的且在所述当前时刻的热成像图像中处于同一行或者同一列的像素属性阶跃点的坐标的差值的绝对值最大的两个所述像素属性阶跃点；

S111，根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述像素属性数据数组与所述优化的阶跃点数组获取优化后的当前时刻的容差范围；

S112，判断所述当前时刻的容差范围与上一时刻的容差范围是否相同；

S113，若是，获取所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点，并执行步骤S12；

S114，若否，则将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，并返回步骤S10。

5.根据权利要求1所述的基于红外图像识别技术的指甲定位方法，其特征在于，在步骤S10之前还包括：

S6，将红外探测仪在起始时刻检测到的红外信号处理为起始红外辐射数据，将所述起始红外辐射数据处理为起始时刻的热成像图像，并将所述起始时刻的热成像图像进行保存；

S7，将所述红外探测仪在当前时刻检测到的红外信号处理为当前红外辐射数据，并将所述当前红外辐射数据处理为当前时刻的热成像图像；

S8，根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同；

S9，当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同时，返回步骤S7；当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像不同时，自动执行步骤S10。

6.一种基于红外图像识别技术的美甲设备，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于对获取到的当前时刻的手指的热成像图像进行分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的像素点的像素属性数据，并根据所述像素属性数据建立相应的像素属性数据数组；

比对分析模块，用于将所述像素属性数据数组与预设的当前时刻的特征数据数组进行像素属性的比对，获取所述像素属性数据数组中的像素属性阶跃数据，并获取与所述像素属性阶跃数据对应的像素属性阶跃点；其中，所述特征数据数组包括所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值以及与所述像素属性参考值对应的当前时刻的容差范围，所述像素属性阶跃点为所述当前时刻的热成像图像中的指甲区域和皮肤区域之间以及所述指甲区域与图像背景区域之间的阶跃状边缘中的像素点；

指甲定位模块，用于获取所述像素属性阶跃点所对应的像素点坐标，将获取到的所述像素点坐标在显示屏上处理形成为指甲的定位框。

7.根据权利要求6所述的基于红外图像识别技术的美甲设备，其特征在于，还包括：

分析模块，用于对所述像素属性数据数组中的每个像素属性数据进行像素属性值分析，以获取所述当前时刻的热成像图像中的图像背景区域、指甲区域和皮肤区域各自区域内的像素点的像素属性参考值，并获取所述指甲区域的像素点、所述皮肤区域的像素点以及所述图像背景区域的像素点的像素属性参考值的当前时刻的容差范围；

特征数据数组建立模块，用于根据所述像素属性参考值以及所述当前时刻的容差范围建立特征数据数组。

8.根据权利要求7所述的基于红外图像识别技术的美甲设备，其特征在于，所述像素属性数据包括所述像素点的红色值、绿色值、蓝色值、透明度值以及色相值其中的一个或一个以上，所述像素属性参考值包括所述像素点的红色值参考值、绿色值参考值、蓝色值参考值、透明度值参考值以及色相值参考值其中的一个或一个以上。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的基于红外图像识别技术的美甲设备，其特征在于，还包括：

阶跃点优化模块，用于根据所述像素属性阶跃点生成相应的阶跃点数组，对所述阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点进行坐标差值计算，以获取所述阶跃点数组中的且在所述当前时刻的热成像图像中处于同一行或者同一列的像素属性阶跃点的坐标的差值的绝对值最大的两个所述像素属性阶跃点；

容差范围优化模块，用于根据在进行坐标差值计算后所获取到的所述像素属性阶跃点生成优化的阶跃点数组，并根据所述像素属性数据数组与所述优化的阶跃点数组获取优化后的当前时刻的容差范围；

判断模块，用于判断所述当前时刻的容差范围与上一时刻的容差范围是否相同；

获取模块，用于若是，获取所述优化的阶跃点数组中的所述像素属性阶跃点，并通知所述指甲定位模块；

替换模块，用于若否，则将所述特征数据数组中的所述上一时刻的容差范围替换为所述当前时刻的容差范围，并通知所述数据获取模块。

10.根据权利要求6所述的基于红外图像识别技术的美甲设备，其特征在于，还包括：

第一热成像模块，用于将红外探测仪在起始时刻检测到的红外信号处理为起始红外辐射数据，将所述起始红外辐射数据处理为起始时刻的热成像图像，并将所述起始时刻的热成像图像进行保存；

第二热成像模块，用于将所述红外探测仪在当前时刻检测到的红外信号处理为当前红外辐射数据，并将所述当前红外辐射数据处理为当前时刻的热成像图像；

图像对比模块，用于根据图像识别技术将所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像进行对比，以判断所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像是否相同；

通知模块，用于当判断出所述当前时刻的热成像图像与所述起始时刻的热成像图像相同时，通知所述第二热成像模块；当判断出所述当前时刻的热成像图与所述起始时刻的热成像图像不同时，通知所述数据获取模块。