CN117291979A - 一种耳洞定位方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种耳洞定位方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耳洞定位方法、电子设备和存储介质，包括：构建基础信息表I；获取目标图像的参考点信息C＝(G1，G2，D12，θ12)；S3，获取C与C12 a之间的相似度Sa，如果Sa≥S0，则将Sa存放至候选列表S中；候选列表S的初始值为空集；S0为预设相似度阈值；如果当前的候选列表不为空集，则获取maxS对应的样本图像作为基准图像；其中，maxS为S中的最大值；基于G1、G2和所述基准图像对应的基础信息确定所述目标图像中的耳洞中心位置。本发明能够提供一种准确的耳洞识别方式。

Description

一种耳洞定位方法、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及计算机技术应用领域，特别是涉及一种耳洞定位方法、电子设备及存储介质。
背景技术
一般，通过将耳道温度计插入外耳道口(也可称之为耳洞)中测量耳朵的温度，该温度能够代表人体的体温。随着红外热成像技术的大力发展，利用红外热成像来获取耳洞的温度变得越来越普及。当前获取耳洞的一个方式是利用耳洞的温度高于周围的温度来在红外图像中进行标注，这种方式在如果耳朵周围出现发炎导致耳洞周围温度升高的情况下，将无法准确获得耳洞区域。另一种方式是通过经训练的AI模型进行识别，这种方式需要大量的训练样本和训练时间，也会存在识别不准确的情况。
发明内容
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明实施例提供一种耳洞定位方法，所述方法包括如下步骤：
S1，构建基础信息表I；其中，I的第a行为Ia＝(Ua，Ga，Da，θa，C12 a)；其中，Ia为第a个样本图像的基础信息；Ua为第a个样本图像的ID，Ga为第a个样本图像的耳洞的位置，Ga＝(xa，ya)，xa和ya分别为第a个样本图像的耳洞的横坐标和纵坐标；Da＝(Da1，Da2)，Da1为Ga与第a个样本图像的第一参考点之间的距离，Da2为Ga与第a个样本图像的第二参考点之间的距离，θa＝(θa1，θa2)，θa1为Ga与第a个样本图像的第一参考点之间相对于对应的直角坐标系的X轴负方向的夹角，θa2为Ga与第a个样本图像的第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；C12 a为第a个样本图像的参考点信息，C12 a＝(D12 a，θ12 a)，D12 a为第a个样本图像的第一参考点和第二参考点之间的距离，θ12 a为第a个样本图像的第一参考点和第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；a的取值为1到Q1，Q1为样本图像的数量；第a个样本图像为头部侧部图像，第a个样本图像对应的直角坐标系为以第a个样本图像的第一参考点为原点、以水平方向为X轴、以竖直方向为Y轴构建的直角坐标系，其中，第a个样本图像中的头顶方向为Y轴正方向，第a个样本图像中的后脑勺方向为X轴负方向；
S2，获取目标图像的参考点信息C＝(G1，G2，D12，θ12)，其中，G1为目标图像的第一参考点的位置，G1＝(x1，y1)，x1和y1分别为目标图像的第一参考点在对应直角坐标中的横坐标和纵坐标；G2为目标图像的第二参考点的位置，G2＝(x2，y2)，x2和y2分别为目标图像的第二参考点在对应直角坐标中的横坐标和纵坐标；D12为目标图像的第一参考点和第二参考点之间的距离，θ12为目标用户的第一参考点和第二参考点相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；
S3，获取C与C12 a之间的相似度Sa，如果Sa≥S0，则将Sa存放至候选列表S中；候选列表S的初始值为空集；S0为预设相似度阈值；
S4，如果当前的候选列表不为空集，则获取maxS对应的样本图像作为基准图像；其中，maxS为S中的最大值；
S5，基于G1、G2和所述基准图像对应的基础信息确定所述目标图像中的耳洞中心位置。
本发明实施例还提供一种非瞬时性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，其所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现前述方法。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和前述的非瞬时性计算机可读存储介质。
本发明至少具有以下有益效果：
本发明实施例提供的耳洞定位方法，能够提供另一种耳洞定位的方式，并且能够确保耳洞定位尽可能准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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例，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为本发明实施例提供的耳洞定位方法的流程图。
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，本领域技术人员在没有作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。
本发明实施例提供一种耳洞定位方法，所述耳洞为耳朵的外耳道口。如图1所示，所述方法可包括如下步骤：
S1，构建基础信息表I；其中，I的第a行为Ia＝(Ua，Ga，Da，θa，C12 a)；其中，Ia为第a个样本图像的基础信息；Ua为第a个样本图像的ID，Ga为第a个样本图像的耳洞的位置，Ga＝(xa，ya)，xa和ya分别为第a个样本图像的耳洞的横坐标和纵坐标；Da＝(Da1，Da2)，Da1为Ga与第a个样本图像的第一参考点之间的距离，Da2为Ga与第a个样本图像的第二参考点之间的距离，θa＝(θa1，θa2)，θa1为Ga与第a个样本图像的第一参考点之间相对于对应的直角坐标系的X轴负方向的夹角，θa2为Ga与第a个样本图像的第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；C12 a为第a个样本图像的参考点信息，C12 a＝(D12 a，θ12 a)，D12 a为第a个样本图像的第一参考点和第二参考点之间的距离，θ12 a为第a个样本图像的第一参考点和第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；a的取值为1到Q1，Q1为样本图像的数量；第a个样本图像为头部侧部图像，第a个样本图像对应的直角坐标系为以第a个样本图像的第一参考点为原点、以水平方向为X轴、以竖直方向为Y轴构建的直角坐标系，其中，第a个样本图像中的头顶方向为Y轴正方向，第a个样本图像中的后脑勺方向为X轴负方向。
在本发明实施例中，图像的ID可为自定义值，例如编号。
在本发明实施例中，样本图像可为不同年龄不同体型的头部侧部图像，可包括头部左侧和头部右侧的图像。在一个示意性实施例中，图像可为红外图像。样本图像的数量可基于实际情况进行设置，理论上越多越好。
在本发明实施例中，所述第一参考点和所述第二参考点位于头部侧部的外轮廓上。具体地，所述第一参考点为鼻尖，所述第二参考点为下颏即下颚的最前端。本领域技术人员知晓，鼻尖和下颏可基于现有方法确定，例如，经训练的AI模型或者人工标注等。
在本发明实施例中，采用以第一参考点为原点构建直角坐标系，与采用图像的左上角或者右下角为原点构建的图像坐标系相比，能够避免由于拍摄姿态误差所导致的参考点之间的距离和夹角以及耳洞中心位置与参考点之间的距离和夹角的差异，例如，由于每个人的姿态不可能安全一直，有的可能在拍摄过程会头稍微低一下，有的可能头会稍微抬一点，如果以图像坐标系为基准，会导致夹角会存在误差。
S2，获取目标图像的参考点信息C＝(G1，G2，D12，θ12)，其中，G1为目标图像的第一参考点的位置，G1＝(x1，y1)，x1和y1分别为目标图像的第一参考点在对应直角坐标中的横坐标和纵坐标；G2为目标图像的第二参考点的位置，G2＝(x2，y2)，x2和y2分别为目标图像的第二参考点在对应直角坐标中的横坐标和纵坐标；D12为目标图像的第一参考点和第二参考点之间的距离，θ12为目标用户的第一参考点和第二参考点相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角。
S3，获取C与C12 a之间的相似度Sa，如果Sa≥S0，则将Sa存放至候选列表S中；候选列表S的初始值为空集；S0为预设相似度阈值。
本领域知晓的是，与目标图像进行相似度计算的样本图像为与目标图像的头部朝向一直的图像，即如果目标图像是头部左侧图像，则所有的比较图像也是头部左侧图像。
在本发明实施例中，S0可为经验值。优选，S0≥0.85。
在本发明一示意性实施例中，Sa＝w1×(1-∣D12-D12 a∣/D12 a)+w2×(1-∣θ12-θ12 a∣/θ12 a)，其中，w1和w2分别为第一预设权重和第二预设权重，w1+w2＝1。
在本发明实施例中，w1和w2的具体值可基于实验得到，可为经验值，在一个示意性实施例中，w1＝w2＝0.5。
S4，如果当前的候选列表不为空集，则获取maxS对应的样本图像作为基准图像；其中，maxS为S中的最大值。
本领域技术人员知晓的是，如果当前的候选列表中存在多个最大值，则可随机选择一个最大值对应的样本图像作为基准图像即可。
S5，基于G1、G2和所述基准图像对应的基础信息确定所述目标图像中的耳洞中心位置。
进一步地，在本发明实施例中，S5可具体包括：
S51，基于G1、Df1和θf1获取第一候选耳洞中心位置G01＝(x01,y01)；x01和y01分别为第一候选耳洞中心位置在目标图像中的横坐标和纵坐标。
在本发明实施例中，根据三角函数关系，可推导到：x01＝-(Df1/(1+tan2θf1)1/2),如果yf＞0，y01＝(Df1×tanθf1)/(1+tan2θf1)1/2，如果yf＜0，y01＝-(Df1×tanθf1)/(1+tan2θf1)1/2；其中，Df1为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第一参考点之间的距离，θf1为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第一参考点之间相对于对应的直角坐标系的X轴负方向的夹角，yf为基准图像的耳洞中心位置的纵坐标。
S52，基于G2、Df2和θf2获取第二候选耳洞中心位置G02＝(x02,y02)；x02和y02分别为第二候选耳洞中心位置在目标图像中的横坐标和纵坐标。
在本发明实施例中，根据三角函数关系，x02＝x2-Df2×sinθf2，y02＝y2+Df2×cosθf2；其中，Df2为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第二参考点之间的距离，θf2为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的X轴负方向的夹角。
本领域技术人员知晓的是，一般人的鼻尖和耳洞中心位置不会完全位于同一水平线上即耳洞中心位置的纵坐标不为0。如果yf＝0，则x01＝-Df1，y01＝y02＝0，x02＝x2-Df2×sinθf2。
S53，获取G01和G02的中间值作为目标图像的耳洞中心位置。
具体地，如果yf＞0，目标图像的耳洞中心位置的横坐标为(x2-Df2×sinθf2-(Df1/(1+tan2θf1)1/2))/2，纵坐标为((Df1×tanθf1)/(1+tan2θf1)1/2+y2+Df2×cosθf2)/2，如果yf＜0，目标图像的耳洞中心位置的横坐标为(x2-Df2×sinθf2-(Df1/(1+tan2θf1)1/2))/2，纵坐标为(y2+Df2×cosθf2-(Df1×tanθf1)/(1+tan2θf1)1/2)/2。
进一步地，在本发明实施例中，S4还包括：如果当前候选列表为空集，则基于经训练的AI模型和/或人工标注的方法获取所述目标图像的耳洞中心位置。
本领域技术人员知晓，经训练的AI模型可基于标注了耳洞位置和耳洞中心位置的样本训练得到，具体训练方式可为现有技术。
进一步地，在本发明实施例中，S4还包括：将所述目标图像作为样本图像，以更新I。
具体地，可基于获取的目标图像的耳洞中心位置获取其耳洞中心位置与对应第一参考点和第二参考点之间的距离和夹角，然后基于C，得到目标图像的基础信息，然后，将得到的目标图像的基础信息存储至基础信息表中，以更新基础信息表，从而能够使得基础信息表中的样本图像更加丰富，能够使得后续耳洞中心位置的计算更加准确。
进一步地，本发明实施例提供的方法还可包括如下步骤：
S6，基于目标图像的耳洞中心位置获取对应的耳洞位置。
在一个示意性实施例中，可以目标图像的耳洞中心位置为圆心，以预设半径为半径绘制圆心区域，作为对应的耳洞位置。其中，预设半径可为基准图像的耳洞的半径。
在另一个示意性实施例中，可以目标图像的耳洞中心位置为地点，向外扩充，得到扩充区域，其中，该扩充区域内的像素点连续并且任一像素点的温度与目标图像的耳洞中心位置对应的温度之间的差小于设定温度阈值。设定温度阈值可为经验值，例如，可等于(△t1+△t2+……+△ta+……+△TQ1)/Q1，其中，△ta为第a个样本图像对应的耳洞中心位置的温度与耳洞的平均温度之间的差值的绝对值。
由于通过将与耳洞中心位置的温度之间的温度差值位于设定温度阈值内的区域作为耳洞位置，与直接使用预设半径绘制圆形区域作为耳洞位置相比，能够使得得到的耳洞位置更加准确。
本发明的实施例还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，该存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述实施例提供的方法。
本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和前述的非瞬时性计算机可读存储介质。
本发明的实施例还提供一种计算机程序产品，其包括程序代码，当所述程序产品在电子设备上运行时，所述程序代码用于使该电子设备执行本说明书上述描述的根据本发明各种示例性实施方式的方法中的步骤。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种耳洞定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1，构建基础信息表I；其中，I的第a行为Ia＝(Ua，Ga，Da，θa，C12 a)；其中，Ia为第a个样本图像的基础信息；Ua为第a个样本图像的ID，Ga为第a个样本图像的耳洞的位置，Ga＝(xa，ya)，xa和ya分别为第a个样本图像的耳洞的横坐标和纵坐标；Da＝(Da1，Da2)，Da1为Ga与第a个样本图像的第一参考点之间的距离，Da2为Ga与第a个样本图像的第二参考点之间的距离，θa＝(θa1，θa2)，θa1为Ga与第a个样本图像的第一参考点之间相对于对应的直角坐标系的X轴负方向的夹角，θa2为Ga与第a个样本图像的第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；C12 a为第a个样本图像的参考点信息，C12 a＝(D12 a，θ12 a)，D12 a为第a个样本图像的第一参考点和第二参考点之间的距离，θ12 a为第a个样本图像的第一参考点和第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；a的取值为1到Q1，Q1为样本图像的数量；第a个样本图像为头部侧部图像，第a个样本图像对应的直角坐标系为以第a个样本图像的第一参考点为原点、以水平方向为X轴、以竖直方向为Y轴构建的直角坐标系，其中，第a个样本图像中的头顶方向为Y轴正方向，第a个样本图像中的后脑勺方向为X轴负方向；
S2，获取目标图像的参考点信息C＝(G1，G2，D12，θ12)，其中，G1为目标图像的第一参考点的位置，G1＝(x1，y1)，x1和y1分别为目标图像的第一参考点在对应直角坐标中的横坐标和纵坐标；G2为目标图像的第二参考点的位置，G2＝(x2，y2)，x2和y2分别为目标图像的第二参考点在对应直角坐标中的横坐标和纵坐标；D12为目标图像的第一参考点和第二参考点之间的距离，θ12为目标用户的第一参考点和第二参考点相对于对应的直角坐标系的Y轴负方向的夹角；
S3，获取C与C12 a之间的相似度Sa，如果Sa≥S0，则将Sa存放至候选列表S中；候选列表S的初始值为空集；S0为预设相似度阈值；
S4，如果当前的候选列表不为空集，则获取maxS对应的样本图像作为基准图像；其中，maxS为S中的最大值；
S5，基于G1、G2和所述基准图像对应的基础信息确定所述目标图像中的耳洞中心位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一参考点和所述第二参考点位于头部侧部的外轮廓上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一参考点为鼻尖，所述第二参考点为下颏。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Sa＝w1×(1-∣D12-D12 a∣/D12 a)+w2×(1-∣θ12-θ12 a∣/θ12 a)，其中，w1和w2分别为第一预设权重和第二预设权重，w1+w2＝1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图像为红外图像。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S5具体包括：
S51，基于G1、Df1和θf1获取第一候选耳洞中心位置G01＝(x01,y01)；x01和y01分别为第一候选耳洞中心位置在目标图像中的横坐标和纵坐标，其中，x01＝-(Df1/(1+tfn2θf1)1/2),如果yf＞0，y01＝(Df1×tfnθf1)/(1+tfn2θf1)1/2，如果yf＜0，y01＝-(Df1×tfnθf1)/(1+tfn2θf1)1/2；其中，Df1为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第一参考点之间的距离，θf1为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第一参考点之间相对于对应的直角坐标系的X轴负方向的夹角；yf为基准图像的耳洞中心位置的纵坐标；
S52，基于G2、Df2和θf2获取第二候选耳洞中心位置G02＝(x02,y02)；x02和y02分别为第二候选耳洞中心位置在目标图像中的横坐标和纵坐标，其中，x02＝x2-Df2×sinθf2，y02＝y2+Df2×cosθf2；其中，Df2为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第二参考点之间的距离，θf2为基准图像的耳洞中心位置与基准图像的第二参考点之间相对于对应的直角坐标系的X轴负方向的夹角；
S53，获取G01和G02的中间值作为目标图像的耳洞中心位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4还包括：如果当前候选列表为空集，则基于经训练的AI模型和/或人工标注的方法获取所述目标图像的耳洞中心位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，S4还包括：将所述目标图像作为样本图像，以更新I。
9.一种非瞬时性计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，其特征在于，所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-8中任意一项的所述方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和权利要求9中所述的非瞬时性计算机可读存储介质。
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