CN110763150A

CN110763150A - 一种面部轮廓测量方法

Info

Publication number: CN110763150A
Application number: CN201810836282.7A
Authority: CN
Inventors: 王东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2038-07-26
Also published as: CN110763150B

Abstract

本发明公开了一种面部轮廓测量方法，所述方法通过以下步骤实现：获得人面部立体影像数据；确定与人面部轮廓高相关性的指标；基于人面部立体影像数据，获得高相关性指标的结果，提供面部轮廓测量结论。本发明通过模拟立体影像配合人面部轮廓高相关性指标的确定，可有效改善主观性误差以及传统审美标准确定的低相关性指标对人面部改善的无效性，且确定的人面部轮廓高相关性指标对医疗美容、泥塑、雕刻、绘画、发型设计、化妆等美学相关方面具有高度的指导作用。

Description

一种面部轮廓测量方法

技术领域

本发明属于医学诊断、测量领域，具体涉及一种面部轮廓测量方法。

背景技术

整形美容是指对人体组织、器官畸形和缺损进行修复与重建，以及对人们容颜和形体美进行重塑的过程。现今人们对每的追求以及整形美容技术的发展使得越来越多的人参与到整形美容中，且对整容的满意度要求越来越高。然而，医疗整形手术与机械制造不同，不是流水化操作且每个人的面部、形体的具体结构不同导致无法产生规范化的施术标准。也就是说，医疗整形手术在很大程度上依赖于医生的施术经验。施术过程中医生主观性的认定、判断，导致存在术后整形效果不佳的风险。

为此，在术前获取求美者面部或其他形体的立体影像，在此基础上进行分析、模拟施术方案、相应的术后效果，为施术方案的确定提供更为细节、直观的资料，利于对手术过程的把控，以及获得预料的术后效果。现有技术中，立体成像(3D成像)技术的获得包括接触式3D成像或者非接触式3D成像。接触式3D成像技术虽然数据获取精度高，但代表性产品(三坐标测量机)应用不够灵活，数据采集时间长，人的感官体验差，不适宜生物体表面的3D测量。非接触式3D成像技术包括不同的测量方法，但普遍存在由于数据获取量大导致的后期运算强度大、成像耗时长，容易获得模糊图像，细微结构/复杂结构处数据损失的问题。

我们经过研究还发现，术后“美感”效果不佳的原因并不仅局限于医生的施术水平，面部/形体的测量指标是另一个重要的影响因素。关注于对“美感”改善影响力较弱的指标，根据这些指标对求美者的面部/形体进行改变，即使这种改变是巨大的，也无法获得改善的视觉“美感”效果。目前，人们对“美感”改善的要求主要集中于面部，且面部轮廓结构更为精细复杂，对面部结构立体影像的改善以及测量指标的确定是医疗诊断、测量领域面临的重要难题。

因此，本发明的目的在于提供一种面部轮廓测量方法，采用非接触式3D成像技术，在较短的时间内获得高清晰度的3D图像，使得细微结构/复杂结构处数据得到保留，同时确定有效的测量指标，有目标性的实现整形效果的提升。

发明内容

针对上述面部轮廓测量的重要性以及测量中存在的问题，本发明人进行了锐意研究，通过特定的立体影像装置获得人面部立体影像数据；对大量临床数据以及对国内外现存的雕像面部等进行分析，重新确立了与人面部轮廓“美感”高相关性的指标，并基于人面部立体影像数据，获得高相关性指标的结果，得到面部轮廓测量结论。本发明通过模拟立体影像配合人面部轮廓高相关性指标的确定，可有效改善主观性误差以及传统审美标准确定的低相关性指标对人面部改善的无效性，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

(1)一种面部轮廓测量方法，所述方法包括以下步骤：

S1)，获得人面部立体影像数据；

S2)，确定与人面部轮廓高相关性的指标；

S3)，基于人面部立体影像数据，获得高相关性指标的结果，提供面部轮廓测量结论。

(2)根据权上述(1)所述的方法，S1)中，通过立体影像装置获得人面部立体影像数据，所述立体影像装置包括：光发射模块、光信息接收模块、计算控制模块、以及显示模块。

(3)根据权上述(1)所述的方法，S2)中，确定与人面部轮廓高相关性的指标包括以下两部分：

(i)定位位于人头面部上的九个关键美学区域；

(ii)确定关键美学区域的型态即凹型或不凹型对人面部美感的影响，所述美感主要包括立体感和协调感。

(4)根据权上述(1)所述的方法，S3)中，获得高相关性指标的结果包括以下步骤：

步骤1)，通过计算控制模块提取人头面部区域上大量点的三维坐标数据，基于点云直接构三角形不规则网络提取等高线或者对点云数据栅格化后提取等高线，得到人头面部等高线图；

步骤2)，确定关键美学区域的型态是凹型或不凹型：

存在以下两种情况中任意一种情况的美学区域为不凹型美学区域，否则为凹型：

(i)等高线图中美学区域1/2以上面积落入距其位置最近的最小闭合圈中；

(ii)等高线图中距美学区域位置最近的最小闭合圈落入对应美学区域中。

步骤3)，当关键美学区域的型态是凹型时，完成该关键美学区域型态判定；

当关键美学区域的型态是不凹型时，进一步判定关键美学区域的圆心点与距其位置最近的最小闭合圈的中心点是否重合，若两点重合，则判定该关键美学区域型态为凸型；若不重合，则判定该关键美学区域型态为平型。

根据本发明提供的一种面部轮廓测量方法，具有以下有益效果：

(1)本发明中采用能够形成结构光场的红外激发光源(光发射模块)，相当于多个线光源同时发射红外激光的效果，能够极大地提高扫描速度和测量精度；同时，基于位相信息获得三维坐标数据，降低了后期运算强度大、成像耗时短，获得的三维图像分辨率高。

(2)基于传统审美标准产生的“美感”低相关性指标对人面部改善的无效性，本发明人通过对大量临床数据以及对国内外现存的雕像面部等进行分析，得到了与人面部轮廓“美感”高相关性的指标，获得具有有效意义的面部轮廓测量结论。

(3)本发明中确立的与人面部轮廓“美感”高相关性的指标，能够对应于人面部立体感和协调感(两者为主要美感来源)，对医疗美容、泥塑、雕刻、绘画、发型设计、化妆等美学相关方面具有高度的指导作用。

(4)本发明进一步提供了人头面部3D头面部结构的制作方式，使人们更加直观透彻认知自己的面部轮廓特点，且利于操作者在3D头面部结构上进行预操作，直观展示、对比修改前后的面部结构。

(5)本发明提供的可用于浇注3D头面部结构的成型材料包括明胶、蜂蜡、甘油和水，在50℃以上为粘性流体，常温固化后，成淡黄色带轻微弹性的胶体材料，相较于现有成型材料更接近皮肤性质；同时该成型材料可回收循环利用，大大降低了制备的成本。

附图说明

图1示出面部轮廓测量方法流程图；

图2示出“三庭五眼、四高三低”的审美标准示例图；

图3示出本发明中九个关键美学区域的分布图；

图4示出人的头面部九个关键美学区域中，额顶美学区域、额心美学区域、左眉弓美学区域、左眶缘美学区域、右眉弓美学区域、右眶缘美学区域为凹型，鼻尖美学区域、唇珠美学区域、颏尖美学区域为低凸型时的图片；

图5示出人的头面部九个关键美学区域均为凸型(或高凸型)时的图片。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本发明的目的在于提供一种面部轮廓测量方法，以解决未能预先进行施术模拟造成主观性误差、短时间内无法获得高清晰度的3D图像、测量指标低相关性造成无效施术的问题。

本发明中，如图1所示，所述面部轮廓测量方法包括以下步骤：

S1)，获得人面部立体影像数据；

S2)，确定与人面部轮廓高相关性的指标；

本发明中，S1)，通过立体影像装置获得人面部立体影像数据。所述立体影像装置包括：光发射模块、光信息接收模块、计算控制模块、以及显示模块；

光发射模块发射结构光场至参考平面上，光信息接收模块接收由参考平面散射的光信息，并将光信息传送至计算控制模块；光发射模块发射结构光场至参考平面方向，人头面部置于参考平面前方，光信息接收模块接收受人头面部区域高度调制后的光信息，并将该受人头面部区域高度调制后的光信息传送至计算控制模块；此时，受人头面部区域高度调制后的光信息中包含有景深信息；

计算控制模块接收由参考平面散射的光信息以及受人头面部区域高度调制后的光信息，通过对比两种光信息中包含的位相信息，获得人头面部区域三维坐标数据(包括人头面部区域高度分布数据(z)以及人头面部区域平面坐标数据(x，y))，并将人头面部区域三维坐标数据传送至显示模块；人头面部区域由大量的点构成，因而实际上获得的是人头面部区域中大量点的三维坐标数据；

显示模块接收计算控制模块传送的人头面部区域三维坐标数据，以立体影像形式直观显示人头面部。

在本发明中，所述结构光场是指，光发射模块发出的激光经过光栅后形成的均匀分布的多条具有设定宽度的光带条纹集合。激光为红外激光，以避免使用可见光投射对人造成的侵犯感、以及刺目可见光使人面部产生应激反应导致的非自然面部状态。进一步地，光发射模块发射的红外激光的波长为900nm～960nm。

在本发明中，所述光发射模块为任意能够产生结构光场装置，如包括有红外激光光源和罗琦光栅的组合装置。光信息接收模块为可获取光信息的CCD摄像机或者CMOS摄像机。

在本发明中，计算控制模块为硬件和软件的组合，其中，软件为用于实施计算、图像处理等的程序代码，硬件包括A/D转化部件、数据处理部件如一个或更多个处理器、存储部件、输入/输出部件。

在本发明中，显示模块为图像生成器，如显示面板。

现有技术中，用于获取人头面部深度信息的光源为点光源或线光源，点光源单次扫描后，光信息接收模块能够获得人头面部某点的坐标和深度信息；线光源扫描是点光源扫描的延伸，线光源发出的光平面与被测对象表面相交形成带状线条，单次扫描后光信息接收模块能够获得带状信息。点光源和线光源在获取人头面部信息时需要耗费较长的扫描时间以获得全面的人头面部轮廓信息，且由于光发射模块—光信息接收模块需要经过较长的扫描路径，扫描精度受影响。本发明中采用能够形成结构光场的红外激发光源，相当于多个线光源同时发射红外激光的效果，很显然能够极大地提高扫描速度和测量精度。同时，基于位相信息获得三维坐标数据，降低了后期运算强度，成像耗时短，获得的三维图像分辨率高。

面部轮廓可通过扫描包括以下区间的范围获得：两耳外宽即左右两耳向外最突出部位间的水平直线距离，头全高即从头顶点至颏下点的垂距。也就是说，面部轮廓的立体影像数据可以通过控制结构光场的发射方向垂直于人的头部纵向剖面且朝向面部正方向来一次性获得；获得的三维面部轮廓影像为人头部的前方轮廓。

在一种优选的实施方式中，为避免单方向扫描可能引入的测量不准确的问题，可以通过改变光发射模块和光信息接收模块相对于人头面部的方位，或者改变人头面部的转向，对人头面部多个方向进行扫描，光信息接收模块获得人头面部多个方向的光信息(每个方向的光信息均分别包括由参考平面散射的光信息以及经人头面部区域高度调制后的光信息)，通过计算控制模块进行数据处理获得人头面部区域三维坐标数据。最终获得的三维面部轮廓影像为人头部的前方轮廓，或者包括人头部前方轮廓的整个头部轮廓，这取决于计算控制模块输出的人头面部区域三维坐标数据的范围。

本发明中，S2)，确定与人面部轮廓高相关性的指标。

现今，有众多的人要求根据既定的审美定律对脸部进行修正。诸多美容整形专家在研究中国历代的审美和黄金分割定律基础上提出了“三庭五眼、四高三低”的审美标准，如图2所示，这已成为中国现在评价“美女”的统一标准。一般认为标准的脸型，其长宽比例协调，符合三庭五眼。三庭是指脸型的长度，从头部发际到下颏的距离分为三等分，即从发际到眉、眉到鼻尖、鼻尖到下颏各分为一等分，各称一庭，共三庭。五眼是指脸型的宽度，双耳间正面投影的长度为五只眼裂的跃度。除眼裂以外，内眦间距为一眼裂长度，两侧外眦角到耳部各有一眼裂长度，其是五眼长度，称五眼。在垂直轴上，一定要有“四高三低”。“四高”即额部、鼻尖、唇珠、下巴尖；“三低”即两个眼睛之间，鼻额交界处必须是凹陷的；在唇珠的上方，人中沟是凹陷的；下唇的下方，有一个小小的凹陷，共三个凹陷。

然而，中国人、亚洲人甚至其他各洲际国家的人种中极少有符合上述标准的人，且不符合上述审美标准的人中不乏大量公认的“美人”。同时，进一步研究中外现存的人像雕塑，如佛塑等，发现符合大众审美的人像雕塑同样不符合上述“三庭五眼、四高三低”的审美标准。这表明上述“三庭五眼、四高三低”审美标准过于严苛，且有时很难被应用于普通人的整形，如有些人鼻尖到下颏这一庭较其他两庭短很多，这很难通过手术如假体、脂肪填充进行大区域延展；有些人眼睛很大但长度较短，不满足“五眼”标准，通过开眼角增加眼长会使得眼睛在面部上的比例“失调”。也就是说，依据现今“三庭五眼、四高三低”等标准实施面部轮廓指标的测量，并以此作为施术指导存在实践上存在极大问题。

本发明人通过对大量临床数据以及对国内外现存的雕像面部等进行分析，得到了与人面部轮廓“美感”高相关性的指标。

本发明中，确定与人面部轮廓高相关性的指标包括以下两部分：

(i)定位位于人头面部上的多个关键美学区域，优选地，所述多个关键美学区域为九个关键美学区域。

在一种优选的实施方式中，所述关键美学区域通过以下方法获得：

步骤1)，确定三线：

确定面部正中线，所述面部正中线为过鼻尖、唇珠和颏尖的直线；

获取左瞳孔正中线，所述左瞳孔正中线在人正视前方的前提下，穿过左瞳孔且与面部正中线平行；

获取右瞳孔正中线，所述右瞳孔正中线在人正视前方的前提下，穿过右瞳孔且与面部正中线平行。此时“平行”是基于将人头面部视觉压缩为平面后，面部正中线与左瞳孔正中线和右瞳孔正中线的线性关系。

面部正中线为判定人面部对称状况和轮廓的分割线；左瞳孔正中线和右瞳孔正中线与人面部的立体感相关，因而，三线涉及了对称原理、轮廓原理和立体原理。在化妆、手术、工艺品雕塑中，要获得较好的直面观，打造的立体感必定是要堆积到三线上。

步骤2)，确定关键美学区域：

获取额顶美学区域：在面部正中线上，确定额顶点至发际线连线的中点，以该中点为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到额顶美学区域，所述设定长度为0.5～1.0cm；其中，额顶点是人正视前方时头部的最高点；

获取额心美学区域：在面部正中线上，确定两眉尖中心点至发际线连线的中点，以该中点为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到额心美学区域，所述设定长度为0.5～1.0cm；

获取鼻尖美学区域：在以位于面部正中线上的鼻尖为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到鼻尖美学区域，所述设定长度为0.20～0.5cm；

获取唇珠美学区域：在以位于面部正中线上的唇珠为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到唇珠美学区域，所述设定长度为0.20～0.5cm；

获取颏尖美学区域：在以位于面部正中线上的颏尖为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到颏尖美学区域，所述设定长度为0.5～1.0cm；

获取左眉弓美学区域：以左瞳孔正中线与眉弓的交叉点为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到左眉弓美学区域，所述设定长度为0.20～0.5cm；

获取左眶缘美学区域：以左眼下眼眶与左瞳孔正中线的交点为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到左眶缘美学区域，所述设定长度为0.20～0.5cm；

获取右眉弓美学区域：以右瞳孔正中线与眉弓的交叉点为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到右眉弓美学区域，所述设定长度为0.20～0.5cm；

获取右眶缘美学区域：以右眼下眼眶与右瞳孔正中线的交点为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到右眶缘美学区域，所述设定长度为0.20～0.5cm。理论上以上述画圆方式得到的区域为平面圆形(非圆锥)，该平面圆形在人脸部投影得到对应的美学区域。

该九个关键美学区域是结合面部正中线、左瞳孔正中线和右瞳孔正中线进行的定位，分散分布于人头面部，确定了面部立体感与颅形的过渡。

本发明中，关键美学区域的型态即凹型或不凹型对人面部美感的影响为：关键美学区域为不凹型相较于凹型促进立体感的展现；不凹型包括平型和凸型，关键美学区域为凸型相较于不凹型促进立体感的展现。

在一种优选的实施方式中，确定与人面部轮廓高相关性的指标还包括：确定九个关键美学区域的最高点对人面部美感的影响，该影响为关键美学区域的圆心点是该区域的最高点促进面部协调感的展现。关键美学区域的圆心点是该区域的最高点时，该关键美学区域为凸型美学区域。

一般来说，人的鼻尖美学区域、唇珠美学区域、颏尖美学区域在自然状态下的型态为凸型(除非伤残导致型态改变)。因而对于该三个关键美学区域，还可进一步通过凸起高度定性分为低凸型和高凸型。低凸型相较于高凸型，体现出相对较弱的美感。

本发明中，以上指标形成了一套完整的审美标准和美学设计标准，成为“三线九点”标准，可用于指导医疗美容、泥塑、雕刻、绘画、发型设计、化妆等多个方面，在上述九个关键美学区域打造不凹型，优选凸型，且区域最高点为区域圆心点的设计，更能促进人面部立体感和协调感的展现。

本发明中，S3)，通过人面部立体影像数据，获得高相关性指标的结果，即确定关键美学区域的型态是凹型或不凹型，以及当关键美学区域的型态是不凹型时，进一步确定美学区域的圆心点是否是该区域的最高点，从而得到面部轮廓测量结论。

本发明中，通过立体影像装置获得高相关性指标的结果。具体地，获得高相关性指标的结果包括以下步骤：

步骤1)，通过计算控制模块提取人头面部区域大量点的三维坐标数据，基于点云直接构三角形不规则网络(TIN，Triangulated Irregular Network)提取等高线或者对点云数据栅格化后提取等高线，得到人头面部等高线图。基于三维坐标数据提取等高线的相关算法本发明不做限定，以能实现等高线的制作为基准(如高文利等.基于机载LiDAR数据的等高线制作流程研究[J].测绘与空间地理信息,2018,41(02):34-36+39.)。

步骤2)，确定关键美学区域的型态是凹型或不凹型：

存在以下两种情况中任意一种情况的美学区域为不凹型关键美学区域，否则为凹型关键美学区域：

在本发明中，通过立体影像装置能够获得人面部立体影像，得到相应的三维坐标数据，三维立体影像较二维图像能够更为形象生动的展示，但是仍然存在人们无法触摸或无法在现实中“真实”看到的问题，这就导致人们不能直观透彻认知自己的面部轮廓特点，该问题会导致人们整形时无法理解医生向自己提供的整形方案。本发明人基于该问题结合现有的3D打印技术进行了试验研究，塑造立体结构，以向用户提供更加可视化为展示模式。

现有的3D打印技术打印材料为粉末状金属或塑料等可粘合材料，但存在的问题在于，打印后形成的3D结构坚硬致密，不利于医生在3D结构上进行细微的雕琢，模拟施术范围，示出手术前后比对效果。本发明基于人头面部区域三维坐标数据，采用3D打印技术，打印出人头面部的反模，以反模为功能面制作可容纳头面部模型且上端开口的槽型模具，通过向槽型模具内浇注成型材料，低温定型、脱模后，获得人头面部3D结构。

为达到成型材料在成型后便于雕琢，本发明人对现有成型材料进行了大量实验，发现存在各种问题，如采用固体石蜡-白醋-硬脂酸得到的蜡质作为成型材料制备的3D头面部结构，易产生局部熔化和变形；而石膏制备存在粉尘危害，等等。受皮肤性质和成分的启发，本发明人研制出一种可用于浇注3D头面部结构的成型材料，所述成型材料由包括以下重量配比的原料制成：

采用上述重量配比的原料制成的成型材料在50℃以上为粘性流体，常温固化后，成淡黄色带轻微弹性的胶体材料，相较于现有成型材料更接近皮肤性质；同时该成型材料可回收循环利用，大大降低了制备的成本。

成型材料的原料中，降低明胶和蜂蜡的相对含量会造成成型困难，增加明胶和蜂蜡的相对含量将会使得成型后的结构质地坚硬；而降低甘油的相对含量，则会极大降低成型后结构的弹性，增加甘油的相对含量将会增加固化时间，且结构的弹性过大。

本发明中，用于浇注3D头面部结构的成型材料的制备包括以下步骤：将明胶和水投入容器中，加热升温至80～90℃，搅拌，使明胶熔化后，依次投入蜂蜡和甘油，搅拌2～4h。

优选地，对获得的成型材料抽真空处理，如将成型材料放置于真空干燥箱中，抽真空30min，以除去成型材料由于含有甘油而在搅拌下产生的大量气泡。成型材料中的气泡可长时间存在，这会导致浇注的3D头面部结构中存在大量气泡，或者固化后气泡破裂在3D头面部结构表面产生凹凸不平的坑洞。

本发明中，通过模拟立体影像配合人面部轮廓高相关性指标的确定，可有效改善主观性误差以及传统审美标准确定的低相关性指标对人面部改善的无效性，而3D头面部结构的制作，使人们更加直观透彻认知自己的面部轮廓特点，且利于操作者(如医生)在3D头面部结构上进行预操作，直观展示、对比调整前后的面部轮廓。

实施例

实施例1

采用本发明提供的面部轮廓测量方法对一女性求美者在面部整形前进行面部轮廓测量。

首先，通过立体影像装置获得人面部立体影像数据，包括能够产生结构光场的红外激光光源、获取光信息的CCD摄像机、计算机中央处理器、液晶显示器。红外激光光源发射结构光场至其前方的墙面上，CCD摄像机接收由墙面散射的光信息，并将光信息传送至计算机中央处理器，红外激光光源发射结构光场至墙面方向，人头面部置于墙面前，CCD摄像机接收受人头面部区域高度调制后的光信息，并将该受人头面部区域高度调制后的光信息传送至计算机中央处理器。

计算机中央处理器接收由墙面散射的光信息以及受人头面部区域高度调制后的光信息，通过对比两种光信息中包含的位相信息，获得人头面部区域三维坐标数据(包括人头面部区域高度分布数据(z)以及人头面部区域平面坐标数据(x，y))，并将人头面部区域三维坐标数据传送至液晶显示器，以立体影像形式直观显示人头面部。

其次，确定与人面部轮廓高相关性的指标：

确定三线：面部正中线、左瞳孔正中线、右瞳孔正中线；基于三线确定关键美学区域：额顶美学区域、额心美学区域、鼻尖美学区域、唇珠美学区域、颏尖美学区域、左眉弓美学区域、左眶缘美学区域、右眉弓美学区域、右眶缘美学区域。

再次，通过人面部立体影像数据，获得高相关性指标的结果：通过计算控制模块提取人头面部区域大量点的三维坐标数据，基于点云直接构三角形不规则网络提取等高线，得到人头面部等高线图。基于等高线图中距美学区域位置最近的最小闭合圈与该关键美学区域的位置关系，确定关键美学区域的型态是凹型或不凹型，或者进一步的凸型，具体判断标准为：

(i)等高线图中美学区域1/2以上面积落入距其位置最近的最小闭合圈中，判断该关键美学区域为不凹型；

(ii)等高线图中距美学区域位置最近的最小闭合圈落入对应美学区域中，判断该关键美学区域为不凹型；

(iii)当关键美学区域的型态是不凹型时，判定关键美学区域的圆心点与距其位置最近的最小闭合圈的中心点是否重合，若两点重合，则判定该关键美学区域型态为凸型；若不重合，则判定该关键美学区域型态为平型。

关键美学区域的型态中对人的面部立体感和协调感的优势排序为凸型＞平型＞凹型。即九个关键美学区域中，凸型关键美学区域的数量越多，人的面部轮廓越好。

鼻尖美学区域、唇珠美学区域、颏尖美学区域为凸型时，定性判断其为低凸型或是高凸型。

人的面部轮廓美观度对比图如图4和图5所示：其中：

实施例2

基于实施例1中得到的人头面部区域三维坐标数据，采用3D打印技术，打印出人头面部的反模，以反模为功能面制作可容纳头面部模型且上端开口的立方形槽，向槽型模具内浇注液体成型材料，20℃下干燥约12h、定型至含水量9～11％，脱模，获得人头面部3D结构。

所述成型材料的制备方法为：将320g明胶和360g水投入容器中，加热升温至80℃，搅拌，使明胶熔化后，依次投入56g蜂蜡和120g甘油，搅拌3h，得到混合均匀的胶状材料，将胶状成型材料放置于真空干燥箱中，60℃下抽真空30min，除去其中的气泡，获得最终可用于浇筑3D结构的成型材料。

实施例3

所述成型材料的制备方法为：将280g明胶和360g水投入容器中，加热升温至80℃，搅拌，使明胶熔化后，依次投入64g蜂蜡和112g甘油，搅拌3h，得到混合均匀的胶状材料，将胶状成型材料放置于真空干燥箱中，60℃下抽真空30min，除去其中的气泡，获得最终可用于浇筑3D结构的成型材料。

对比例

对比例1

成型材料的制备方法为：将220g明胶和360g水投入容器中，加热升温至80℃，搅拌，使明胶熔化后，依次投入35g蜂蜡和112g甘油，搅拌3h，得到混合均匀的胶状材料，将胶状成型材料放置于真空干燥箱中，60℃下抽真空30min，除去其中的气泡，获得最终可用于浇筑3D结构的成型材料。

基于实施例1中得到的人头面部区域三维坐标数据，采用3D打印技术，打印出人头面部的反模，以反模为功能面制作可容纳头面部模型且上端开口的立方形槽，向槽型模具内浇注液体成型材料，20℃下干燥，经干燥48h后，仍无法获得定型的3D结构。

对比例2

成型材料的制备方法为：将400g明胶和360g水投入容器中，加热升温至80℃，搅拌，使明胶熔化后，依次投入80g蜂蜡和120g甘油，搅拌3h，得到混合均匀的胶状材料，将胶状成型材料放置于真空干燥箱中，60℃下抽真空30min，除去其中的气泡，获得最终可用于浇筑3D结构的成型材料。

基于实施例1中得到的人头面部区域三维坐标数据，采用3D打印技术，打印出人头面部的反模，以反模为功能面制作可容纳头面部模型且上端开口的立方形槽，向槽型模具内浇注液体成型材料，20℃下干燥8h后，获得定型的3D结构，3D结构致密性高，坚硬，无弹性，对其结构改造困难。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims

1.一种面部轮廓测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1)，获得人面部立体影像数据；

S2)，确定与人面部轮廓高相关性的指标；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1)中，通过立体影像装置获得人面部立体影像数据，所述立体影像装置包括：光发射模块、光信息接收模块、计算控制模块、以及显示模块；

光发射模块发射结构光场至参考平面上，光信息接收模块接收由参考平面散射的光信息，并将光信息传送至计算控制模块；

光发射模块发射结构光场至参考平面方向，人头面部置于参考平面前方，光信息接收模块接收受人头面部区域高度调制后的光信息，并将该受人头面部区域高度调制后的光信息传送至计算控制模块；

计算控制模块接收由参考平面散射的光信息以及受人头面部区域高度调制后的光信息，通过对比两种光信息中包含的位相信息，获得人头面部区域三维坐标数据，并将人头面部区域三维坐标数据传送至显示模块；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，光发射模块发射的结构光场为红外光结构光场，波长为900nm～960nm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1)中，面部轮廓的立体影像数据可以通过控制结构光场的发射方向垂直于人的头部纵向剖面且朝向面部正方向来一次性获得；或者

通过改变光发射模块和光信息接收模块相对于人头面部的方位，或者改变人头面部的转向，对人头面部多个方向进行扫描，光信息接收模块获得人头面部多个方向的光信息，每个方向的光信息均分别包括由参考平面散射的光信息以及经人头面部区域高度调制后的光信息，通过计算控制模块进行数据处理获得人头面部区域三维坐标数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2)中，确定与人面部轮廓高相关性的指标包括以下两部分：

(i)定位位于人头面部上的九个关键美学区域；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述关键美学区域通过以下方法获得：

步骤1)，确定三线：

获取右瞳孔正中线，所述右瞳孔正中线在人正视前方的前提下，穿过右瞳孔且与面部正中线平行；

步骤2)，确定关键美学区域：

获取右眶缘美学区域：以右眼下眼眶与右瞳孔正中线的交点为圆心，以设定长度为半径划定区域，得到右眶缘美学区域，所述设定长度为0.20～0.5cm。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，关键美学区域的型态即凹型或不凹型对人面部美感的影响为：

关键美学区域为不凹型相较于凹型促进立体感的展现；不凹型包括平型和凸型，关键美学区域为凸型相较于不凹型促进立体感的展现。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定与人面部轮廓高相关性的指标还包括：确定九个关键美学区域的最高点对人面部美感的影响，该影响为关键美学区域的圆心点是该区域的最高点促进面部协调感的展现。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3)中，获得高相关性指标的结果包括以下步骤：

步骤2)，确定关键美学区域的型态是凹型或不凹型：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述面部轮廓测量方法还包括：基于人头面部区域三维坐标数据，采用3D打印技术，打印出人头面部的反模，以反模为功能面制作可容纳头面部模型且上端开口的槽型模具，通过向槽型模具内浇注成型材料，低温定型、脱模后，获得人头面部3D结构。