CN112353363A - 基于开孔分析的尺寸选择系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于开孔分析的尺寸选择系统，包括：开孔检测设备，封装在固定式成像仪的外壳内，用于基于眼部开孔形状特征提取出第二处理图像的左眼开孔图案和右眼开孔图案；重叠处理机构，与开孔检测设备连接，用于将所述左眼开孔图案和所述右眼开孔图案的形心对齐以重叠所述左眼开孔图案和所述右眼开孔图案并获得重叠区域；镜片定制设备，与重叠处理机构连接，用于基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸。本发明的基于开孔分析的尺寸选择系统运行稳定、操作简便。由于能够基于左右眼开孔图案的重叠区域的面积自适应计算定制眼镜的左眼镜片和右眼镜片的尺寸，从而减少了人工操作的环节。

Description

基于开孔分析的尺寸选择系统

技术领域

本发明涉及视觉检测领域，尤其涉及一种基于开孔分析的尺寸选择系 统。

背景技术

视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过机 器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转 换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色 等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目 标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。是用于生产、装 配或包装的有价值的机制。他在检测缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者 的功能方面具有不可估量的价值。

其中，照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，他直接影响输入数 据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个 特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。光源可分为 可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白炽灯、日光灯、水银灯和钠 光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保 持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面，环境光有可能影 响图像的质量，所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。照明系 统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。 其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对 比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于 安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的 畸变，解调出被测物的三维信息。高频闪光照明是将高频率的光脉冲照射 到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。

当前，在执行眼镜配制的过程中，由于人员的眼部面积和形状各有差 异，而眼镜的镜框大小和形状固定，导致配制的眼镜的镜片大小和形状也 固定，显然，无法满足不同人员的个性化需求。当前软性材料的发展以及 3维打印技术的进步为同一类型眼镜的镜框大小变化提供可能，但仍缺乏 相关的眼镜个性化配制的应用方案。

发明内容

本发明至少需要具有以下两个重要的发明点：

(1)引入开孔检测设备，封装在固定式成像仪的外壳内，用于基于 眼部开孔形状特征提取出现场针对性处理后图像的左眼开孔图案和右眼 开孔图案，并引入重叠处理机构，用于将所述左眼开孔图案和所述右眼开 孔图案的形心对齐以重叠所述左眼开孔图案和所述右眼开孔图案并获得 重叠区域；

(2)基于重叠区域的面积计算定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸， 所述重叠区域的面积越大，计算获得的定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸 越大。

根据本发明的一方面，提供了一种基于开孔分析的尺寸选择系统，所 述系统包括：

开孔检测设备，封装在固定式成像仪的外壳内，与第二处理机构连接；

其中，所述开孔检测设备用于基于眼部开孔形状特征提取出第二处理 图像的左眼开孔图案和右眼开孔图案。

更具体地，在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中，还包括：

重叠处理机构，与所述开孔检测设备连接，用于将所述左眼开孔图案 和所述右眼开孔图案的形心对齐以重叠所述左眼开孔图案和所述右眼开 孔图案并获得重叠区域。

更具体地，在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中，还包括：

镜片定制设备，与所述重叠处理机构连接，用于基于所述重叠区域占 据所述第二处理图像的比例计算定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸；

固定式成像仪，固定在眼镜店的墙面上，用于在其对前方拍摄的预览 图像中识别到人形时，启动对前方的高清晰的图像数据采集，以获得墙面 前方图像，所述墙面前方图像的清晰度是所述预览图像的清晰度的三倍以 上；

所述固定式成像仪包括光电传感器、设置在光电传感器上的光栅基片 和清晰度切换设备，所述固定式成像仪前方预设距离处化有水平横线，以 供配镜人员配镜时站立在所述水平横线上并保持面部朝向所述固定式成 像仪；

所述光栅基片用于替换光学镜头实现对其前方的光线的调制，所述光 电传感器用于对调制后的光线进行感应和解调，以获得相应的初始图像信 号；

所述清晰度切换设备与所述光电传感器连接，用于对接收到的初始图 像信号执行低清晰度的信号转换或高清晰度的信号转换以分别获得预览 图像或墙面前方图像；

第一处理机构，封装在所述固定式成像仪的外壳内，与所述清晰度切 换设备连接，用于对接收到的墙面前方图像执行引导滤波处理，以获得第 一处理图像；

第二处理机构，设置在所述第一处理机构的附近，与所述第一处理机 构连接，用于对接收到的第一处理图像执行图像频域增强处理，以获得第 二处理图像；

其中，基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左 眼镜片和右眼镜片的尺寸包括：所述重叠区域占据所述第二处理图像的比 例越高，计算获得的定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸越大；

其中，基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左 眼镜片和右眼镜片的尺寸包括：定制的左眼镜片和右眼镜片的形状固定且 定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸相同；

其中，定制的左眼镜片和右眼镜片的形状与当前设定类型的镜架的左 侧镜框和右侧镜框的形状分别匹配，以及当前设定类型的镜架的左侧镜框 和右侧镜框的尺寸可变。

本发明的基于开孔分析的尺寸选择系统运行稳定、操作简便。由于能 够基于左右眼开孔图案的重叠区域的面积自适应计算定制眼镜的左眼镜 片和右眼镜片的尺寸，从而减少了人工操作的环节。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于开孔分析的尺寸选择系统的光 栅基片的制造工序示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于开孔分析的尺寸选择系统的实施方 案进行详细说明。

配镜指为眼镜配上适宜的眼镜的活动。配镜分为验光、挑选镜片、挑 选镜架、磨光、装配。验光最好在早上进行，有利于验光准确度。镜片 材料以玻璃、树脂为主。镜架材料以塑料、金属为主。配镜时一般要使 用磨片机对镜片形状进行修正使之与镜架内筐吻合。

镜框形状根据框型分为：全框架、半框架、无框架、眉毛架和组 合架。选择镜架时，用户应该根据面部的情况反其道而行之。例如， 脸很圆的人可能就不适合再戴圆形的眼镜。

当前，在执行眼镜配制的过程中，由于人员的眼部面积和形状各有差 异，而眼镜的镜框大小和形状固定，导致配制的眼镜的镜片大小和形状也 固定，显然，无法满足不同人员的个性化需求。当前软性材料的发展以及 3维打印技术的进步为同一类型眼镜的镜框大小变化提供可能，但仍缺乏 相关的眼镜个性化配制的应用方案。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于开孔分析的尺寸选择系 统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的基于开孔分析的尺寸选择系统包括：

开孔检测设备，封装在固定式成像仪的外壳内，与第二处理机构连接；

其中，所述开孔检测设备用于基于眼部开孔形状特征提取出第二处理 图像的左眼开孔图案和右眼开孔图案。

接着，继续对本发明的基于开孔分析的尺寸选择系统的具体结构进行 进一步的说明。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中，还包括：

重叠处理机构，与所述开孔检测设备连接，用于将所述左眼开孔图案 和所述右眼开孔图案的形心对齐以重叠所述左眼开孔图案和所述右眼开 孔图案并获得重叠区域。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中，还包括：

镜片定制设备，与所述重叠处理机构连接，用于基于所述重叠区域占 据所述第二处理图像的比例计算定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸；

固定式成像仪，固定在眼镜店的墙面上，用于在其对前方拍摄的预览 图像中识别到人形时，启动对前方的高清晰的图像数据采集，以获得墙面 前方图像，所述墙面前方图像的清晰度是所述预览图像的清晰度的三倍以 上；

所述固定式成像仪包括光电传感器、设置在光电传感器上的光栅基片 和清晰度切换设备，所述固定式成像仪前方预设距离处化有水平横线，以 供配镜人员配镜时站立在所述水平横线上并保持面部朝向所述固定式成 像仪；

其中，图1为根据本发明实施方案示出的基于开孔分析的尺寸选择系 统的光栅基片的制造工序示意图；

所述光栅基片用于替换光学镜头实现对其前方的光线的调制，所述光 电传感器用于对调制后的光线进行感应和解调，以获得相应的初始图像信 号；

所述清晰度切换设备与所述光电传感器连接，用于对接收到的初始图 像信号执行低清晰度的信号转换或高清晰度的信号转换以分别获得预览 图像或墙面前方图像；

第一处理机构，封装在所述固定式成像仪的外壳内，与所述清晰度切 换设备连接，用于对接收到的墙面前方图像执行引导滤波处理，以获得第 一处理图像；

第二处理机构，设置在所述第一处理机构的附近，与所述第一处理机 构连接，用于对接收到的第一处理图像执行图像频域增强处理，以获得第 二处理图像；

其中，基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左 眼镜片和右眼镜片的尺寸包括：所述重叠区域占据所述第二处理图像的比 例越高，计算获得的定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸越大；

其中，基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左 眼镜片和右眼镜片的尺寸包括：定制的左眼镜片和右眼镜片的形状固定且 定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸相同；

其中，定制的左眼镜片和右眼镜片的形状与当前设定类型的镜架的左 侧镜框和右侧镜框的形状分别匹配，以及当前设定类型的镜架的左侧镜框 和右侧镜框的尺寸可变。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中：

所述固定式成像仪还用于在所述墙面前方图像中未识别到人形时，停 止对前方的高清晰的图像数据采集，并恢复到其对前方拍摄的预览图像中 的人形识别状态。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中：

所述第二处理机构和所述重叠处理机构都封装在固定式成像仪的外 壳内。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中，还包括：

非总线型单片机，设置在所述第一处理机构的附近，用于为所述第一 处理机构的运行模式的切换提供触发信号。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中，还包括：

温度测量机构，包括两个接触式温度传感器，分别与所述第一处理机 构和所述第二处理机构的外壳接触。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中：

所述温度测量机构用于分别测量所述第一处理机构的外壳温度和所 述第二处理机构的外壳温度。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中：

所述非总线型单片机还用于检测所述第一处理机构的当前运行负荷， 所述第一处理机构的当前运行负荷为百分比数值表达方式；

其中，所述非总线型单片机在所述第一处理机构的当前运行负荷超限 时，开辟内存空间以暂存所述第一处理机构的输入数据和输出数据。

在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中：

所述非总线型单片机在所述第一处理机构的当前运行负荷未超限时， 释放为所述第一处理机构所开辟的内存空间。

另外，在所述基于开孔分析的尺寸选择系统中，所述光电传感器是将 光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是 指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电 效应现象。根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类：外光电效应、 内光电效应及光生伏特效应。光电器件有光电管、光电倍增管、光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等。分析了光电器件的性能、特性曲线。

光电传感器一般由处理通路和处理元件2部分组成。其基本原理是以 光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元 件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体，可 以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量 就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收， 电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为3类：(1)在光线作用下能使电 子溢出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管等；(2) 在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，如光敏电 阻、光敏晶体管等；(3)在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现 象称为光生伏特效应，如光电池等。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限 于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含 所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于，所述系统包括：

开孔检测设备，封装在固定式成像仪的外壳内，与第二处理机构连接；

其中，所述开孔检测设备用于基于眼部开孔形状特征提取出第二处理图像的左眼开孔图案和右眼开孔图案。

2.如权利要求1所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于，所述系统还包括：

重叠处理机构，与所述开孔检测设备连接，用于将所述左眼开孔图案和所述右眼开孔图案的形心对齐以重叠所述左眼开孔图案和所述右眼开孔图案并获得重叠区域。

3.如权利要求2所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于，所述系统还包括：

镜片定制设备，与所述重叠处理机构连接，用于基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸；

固定式成像仪，固定在眼镜店的墙面上，用于在其对前方拍摄的预览图像中识别到人形时，启动对前方的高清晰的图像数据采集，以获得墙面前方图像，所述墙面前方图像的清晰度是所述预览图像的清晰度的三倍以上；

所述固定式成像仪包括光电传感器、设置在光电传感器上的光栅基片和清晰度切换设备，所述固定式成像仪前方预设距离处化有水平横线，以供配镜人员配镜时站立在所述水平横线上并保持面部朝向所述固定式成像仪；

所述光栅基片用于替换光学镜头实现对其前方的光线的调制，所述光电传感器用于对调制后的光线进行感应和解调，以获得相应的初始图像信号；

所述清晰度切换设备与所述光电传感器连接，用于对接收到的初始图像信号执行低清晰度的信号转换或高清晰度的信号转换以分别获得预览图像或墙面前方图像；

第一处理机构，封装在所述固定式成像仪的外壳内，与所述清晰度切换设备连接，用于对接收到的墙面前方图像执行引导滤波处理，以获得第一处理图像；

第二处理机构，设置在所述第一处理机构的附近，与所述第一处理机构连接，用于对接收到的第一处理图像执行图像频域增强处理，以获得第二处理图像；

其中，基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸包括：所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例越高，计算获得的定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸越大；

其中，基于所述重叠区域占据所述第二处理图像的比例计算定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸包括：定制的左眼镜片和右眼镜片的形状固定且定制的左眼镜片和右眼镜片的尺寸相同；

其中，定制的左眼镜片和右眼镜片的形状与当前设定类型的镜架的左侧镜框和右侧镜框的形状分别匹配，以及当前设定类型的镜架的左侧镜框和右侧镜框的尺寸可变。

4.如权利要求3所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于：

所述固定式成像仪还用于在所述墙面前方图像中未识别到人形时，停止对前方的高清晰的图像数据采集，并恢复到其对前方拍摄的预览图像中的人形识别状态。

5.如权利要求4所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于：

所述第二处理机构和所述重叠处理机构都封装在固定式成像仪的外壳内。

6.如权利要求5所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于，所述系统还包括：

非总线型单片机，设置在所述第一处理机构的附近，用于为所述第一处理机构的运行模式的切换提供触发信号。

7.如权利要求6所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于，所述系统还包括：

温度测量机构，包括两个接触式温度传感器，分别与所述第一处理机构和所述第二处理机构的外壳接触。

8.如权利要求7所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于：

所述温度测量机构用于分别测量所述第一处理机构的外壳温度和所述第二处理机构的外壳温度。

9.如权利要求8所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于：

所述非总线型单片机还用于检测所述第一处理机构的当前运行负荷，所述第一处理机构的当前运行负荷为百分比数值表达方式；

其中，所述非总线型单片机在所述第一处理机构的当前运行负荷超限时，开辟内存空间以暂存所述第一处理机构的输入数据和输出数据。

10.如权利要求9所述的基于开孔分析的尺寸选择系统，其特征在于：

所述非总线型单片机在所述第一处理机构的当前运行负荷未超限时，释放为所述第一处理机构所开辟的内存空间。

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