CN117796758A - 一种人脸图像采集装置和测肤仪 - Google Patents

一种人脸图像采集装置和测肤仪 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种人脸图像采集装置，包括：沿着人脸宽度方向水平延伸的导轨、与导轨活动连接的滑台和与所述滑台转动配合的摄像头；所述滑台沿着导轨延伸的方向带动摄像头移动至第一拍摄位置、第二拍摄位置和第三拍摄位置；所述第二拍摄位置和第三拍摄位置分别位于第一拍摄位置的左右两侧；所述摄像头移动至第二拍摄位置或第三拍摄位置时，所述摄像头相对于滑台逆着滑台移动的方向转动。上述的人脸图像采集装置，能够使用一个摄像头完成对人脸图像的采集。本发明还提供了一种测肤仪，包括：外壳、内壳、底座、遮光罩、光源板和如上人脸图像采集装置。

Description

一种人脸图像采集装置和测肤仪
技术领域
本发明涉及一种美容用品，尤其涉及测肤仪。
背景技术
随着科技的发展，人们越来越关心健康和美容，而对人脸皮肤的检测是重要的一部分，定量分析皮肤的色斑，痤疮，毛孔，皱纹，纹理，油份，皮肤颜色，紫外斑，粉刺，红色敏感度和色素问题，不仅可以检测已经暴露在肌肤表面的问题，还能够通过定量分析隐藏在皮肤基底层的问题，让您能够有充分的时间将这些问题扑灭在萌芽状态，让客户直观、快速了解自己的皮肤状况，并根据客户的肌肤状况更加有效地进行皮肤治疗给出相应的治疗方案和推荐使用的产品，现有的对皮肤进行检测的皮肤检测装置需要使用额头定位杆和下巴垫来对使用者的头部进行定位固定，然后再进行拍照。为了能够采集到整张脸的图像，传统的测肤仪往往需要三个摄像头，分别从正面、左侧和右侧对人脸进行图像采集，这种方式成本比较高。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是提供一种人脸图像采集装置，能够使用一个摄像头完成对人脸图像的采集。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种人脸图像采集装置，包括：沿着人脸宽度方向水平延伸的导轨、与导轨活动连接的滑台和与所述滑台转动配合的摄像头；
所述滑台沿着导轨延伸的方向带动摄像头移动至第一拍摄位置、第二拍摄位置和第三拍摄位置；所述第二拍摄位置和第三拍摄位置分别位于第一拍摄位置的左右两侧；所述摄像头移动至第二拍摄位置或第三拍摄位置时，所述摄像头相对于滑台逆着滑台移动的方向转动。
在一较佳实施例中：所述导轨包括螺纹杆和用于驱动螺纹杆转动的第一电机，所述第一电机的输出转轴通过蜗杆与套设在螺纹杆一端的蜗轮传动配合。
在一较佳实施例中：所述滑台通过第二电机和摄像头转动配合。
在一较佳实施例中：所述滑台为L型，其竖直部分的侧面具有供所述螺纹杆穿过的螺纹孔，水平部分的上表面设置有所述第二电机。
在一较佳实施例中：所述第一拍摄位置为居中位置，所述摄像头位于第一拍摄位置时，摄像头中轴线与滑台中轴线之间的夹角为0度。
在一较佳实施例中：所述摄像头由第一位置向左移动至第二拍摄位置时，所述摄像头相对于滑台向右转动角度α；所述摄像头由第一位置向右移动至第三拍摄位置时，所述摄像头相对于滑台向左转动角度α。
在一较佳实施例中：所述角度α为15°。
本发明还提供了一种测肤仪，包括：外壳、内壳、底座、遮光罩、光源板和如上所述的人脸图像采集装置；
所述内壳具有一容置空间，所述容置空间的一侧为开口面；所述遮光罩与外壳转动连接以打开或关闭所述开口面；所述遮光罩转动至打开位置时，所述遮光罩包围出一容置使用者头部的空间；所述光源板设置在容置空间朝向所述开口面的一侧；
所述外壳套设在内壳外，并在外壳和内壳之间定义出一夹层，所述人脸图像采集装置设置在夹层内；所述光源板在对应第一拍摄位置、第二拍摄位置和第三拍摄位置的部分分别设置有让位开口。
在一较佳实施例中：所述导轨沿着长度方向的两端分别设置有一固定座，所述固定座包括用于连接导轨的凸耳和用于内外外壁的平台。
在一较佳实施例中：所述内壳在容置空间的开口面处设置有额头定位杆和下巴支撑座；所述额头定位杆与容置空间的顶部内壁连接，下巴支撑座与容置空间的底部内壁连接。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
1.本发明提供了一种人脸图像采集装置，采用单个摄像头，先在中间的第一拍摄位置拍摄；其次通过涡轮蜗杆传动，将摄像头移动到第二拍摄位置，再启动滑座上的第二电机，转动特定角度，这样可完整拍摄左侧人脸图片；最后同样采集右侧人脸图片信息。从而形成单个摄像头从左中右侧三个角度，自动采集不同光源下(白光、平行偏正光、交叉偏正光、UV光、蓝光、棕色光)的全脸图片数据，通过WIFI信号数据回传后端数据库或利用APP本地算法，重建3D人脸模型，数据算法运算分析，形成一份完整的面部健康状况报告，分析的维度有黑头、毛孔、紫质、痤疮、纹理、敏感、皱纹、色斑、黑眼圈等，并将各个维度的重度位置准确标识在人脸对应位置上。
2.本发明提供了一种人脸图像采集装置，所用的导轨为直线型导轨，并且通过第二电机带动摄像头转动，从而实现摄像头在直线型的导轨上移动至人脸两侧后仍然可以对准人脸进行拍摄。结构比较简单容易实现。
附图说明
图1为本发明优选实施例中测肤仪的立体图；
图2为本发明优选实施例中测肤仪的侧视图；
图3为本发明优选实施例中测肤仪的正视图；
图4为本发明优选实施例中摄像头位于第一拍摄位置的示意图；
图5为本发明优选实施例中摄像头位于第二拍摄位置的示意图；
图6为本发明优选实施例中摄像头位于第三拍摄位置的示意图；
图7为本发明优选实施例中人脸图像采集装置的立体图；
图8为本发明优选实施例中人脸图像采集装置的正视图；
图9为本发明优选实施例中人脸图像采集装置的俯视图；
图10为本发明优选实施例中人脸重建算法的流程图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1-图10，本实施例提供了一种测肤仪，包括：外壳1、内壳2、底座3、遮光罩4、光源板5和人脸图像采集装置6；底座3用于支撑外壳1，并且将外壳1能够平稳地放置在支撑面上。
所述人脸图像采集装置6，包括：沿着人脸宽度方向水平延伸的导轨61、与导轨61活动连接的滑台62和与所述滑台62转动配合的摄像头63；所述滑台62沿着导轨61延伸的方向带动摄像头63移动至第一拍摄位置、第二拍摄位置和第三拍摄位置；所述第二拍摄位置和第三拍摄位置分别位于第一拍摄位置的左右两侧；所述摄像头63移动至第二拍摄位置或第三拍摄位置时，所述摄像头63相对于滑台62逆着滑台62移动的方向转动。
所述内壳2具有一容置空间，所述容置空间的一侧为开口面；所述遮光罩4与外壳1转动连接以打开或关闭所述开口面；所述遮光罩4转动至打开位置时，所述遮光罩4包围出一容置使用者头部的空间；所述光源板5设置在容置空间朝向所述开口面的一侧；所述外壳1套设在内壳2外，并在外壳1和内壳2之间定义出一夹层，所述人脸图像采集装置6设置在夹层内；所述光源板5在对应第一拍摄位置、第二拍摄位置和第三拍摄位置的部分分别设置有让位开口51。
所述内壳2在容置空间的开口面处设置有额头定位杆21和下巴支撑座22；所述额头定位杆21与容置空间的顶部内壁连接，下巴支撑座22与容置空间的底部内壁连接。通过额头定位杆21和下巴支撑座22就可以对用户的头部进行定位和支撑，这样用户的头部在整个拍摄过程中就能保持静止不动，确保摄像头63能够拍摄到清晰的图像。
这样当使用者的头部放置在容置空间的开口面时，通过将遮光罩4打开，就可以避免外界光线照射对图像采集造成干扰，也可以避免光源板5发出的光线外泄。光源板5发出的光线照射在使用者面部，反射后通过让位开口进入摄像头63中，从而完成拍摄过程。由于摄像头63通过滑台62可以在三个位置之间移动，这样一个摄像头63就可以完成人脸居中、左侧和右侧三个位置的图像采集。并且摄像头63移动到第二拍摄位置和第三拍摄位置后，都会相对于滑台62转动一定的角度，从而确保摄像头63可以朝向使用者，保证图像采集的效果。
为了从多个维度判断人脸所存在的问题，本实施例中光源板5上设置有多种不同波长的光源，具体分为白光、平行偏正光、交叉偏正光、UV光、蓝光、棕色光。其中棕色光可显现嘴唇干燥缺水程度，用于检测唇润度。在UV光下皮肤表面会显示出砖红色荧光点状，用于检测紫质(卟啉)。同时UV光可以检测脸部表面的棉絮物以及皮肤深层的紫外斑(晒斑)等。交叉偏光可以完全过滤皮肤表面的镜面反射光干扰，可以观察皮肤更深层次的漫反射光，用于检测皮肤深层的敏感度以及棕色斑。平行偏光可以检测皮肤表层的油脂、纹理等问题。蓝光可以检测皮脂腺内引发痤疮的细菌并进行分析，从而得出近期内皮肤引发痤疮几率的大小，还可以通过蓝光看到肉眼无法识别的皮肤问题。
具体来说，整个测肤过程表述如下：
1)摄像头63位于在中部起始位，也就是第一拍摄位置。此时，摄像头63中轴线与滑台62中轴线之间的夹角为0度。摄像头63捕捉人脸特征是否全部在图框内，并通过语音提示用户进行相应的左右转动及摆动，拍照前提醒用户请闭眼且保持不动，然后通过切换不同光源，拍摄正脸的相应图片；
2)滑台62带动摄像头63向左移动至第二拍摄位置，到位后摄像头63向右转动15°，然后通过切换不同光源，再次拍摄左侧脸的相应图片；需要说明的是，这个转动的角度不是一定要15°，只是通过转动这个角度让人脸的左侧能够清晰呈现在摄像头63的拍摄区域内就可以了，具体的角度可以根据摄像头63成像角度的不同可以任意设置。
3)滑台62带动摄像头63向右移动回到第一拍摄位置，摄像头63向左转动回位。滑台62再次带动摄像头63向右移动至第三拍摄位置，到位后摄像头63向左转动15°，然后通过切换不同光源，再次拍摄右侧脸的相应图片；
4)滑台62带动摄像头63向左移动回到第一拍摄位置，摄像头63向右转动回位。
5)从左中右侧三个角度采集到的全脸数据图片，通过WIFI信号数据回传后端数据库或利用APP本地算法，重建3D人脸模型，数据算法运算分析，形成一份完整的面部健康状况报告，分析的维度有黑头、毛孔、紫质、痤疮、纹理、敏感、皱纹、色斑、黑眼圈等，并将各个维度的重度位置准确标识在人脸对应位置上，人脸可以采用采用2D或3D的表现方式。
本实施例中以先在第一拍摄位置拍摄、然后第二拍摄位置拍摄、最后第三拍摄位置拍摄为例。但是不应以此顺序为限制，实际上这三个拍摄位置的拍摄顺序没有严格的先后区分，先在哪个位置拍摄都是可以的，只要最终能够得到一张正脸图片和两张侧脸图片就可以了。
具体来说，步骤5中重建3D人脸模型具体包括：1)分别将三张人脸图输入到目标检测算法中，检测人相对位置；2)分别裁剪三张人脸图片，得到裁剪后的人像图；3)分别将裁剪后人像图输入3D重建算法模型中，得到人脸点云数据；4)将三张人脸的点云数据做人脸拼接；5)系统重建运行，输出3D人脸数据。
本实施例中，所述导轨61包括螺纹杆611和用于驱动螺纹杆611转动的第一电机612，所述第一电机612的输出转轴通过蜗杆613与套设在螺纹杆611一端的蜗轮614传动配合。为了实现摄像头63相对滑台62的转动，所述滑台62通过第二电机64和摄像头63转动配合。
具体来说，所述滑台62为L型，其竖直部分的侧面具有供所述螺纹杆611穿过的螺纹孔，水平部分的上表面设置有所述第二电机64。
经过上述设计后，螺纹杆611和第一电机612之间就通过蜗轮蜗杆机构实现传动配合，涡轮蜗杆机构通过第一电机输出转轴上的蜗杆613与固定在螺纹杆611上的蜗轮614啮合，蜗轮614带动螺纹杆611转动，从而依靠螺牙啮合，带动螺纹杆611上的滑台62进行向左或者向右移动；滑台62的移动方向是通过第一电机612的正向或反向转动来进行控制的。而摄像头63相对于滑台62的转动方向是通过第二电极的正向或者反向转动来进行控制的。
此外，为了安装所述人脸图像采集装置6，所述螺纹杆611沿着长度方向的两端分别设置有一固定座65，所述固定座65包括用于连接导轨61的凸耳和用于内外外壁的平台。这样通过凸耳就可以将固定座安装在螺纹杆611上，再通过锁紧螺母就可以将蜗轮614固定在固定座65的侧面，从而完成了蜗轮614和固定座65的固定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种人脸图像采集装置，其特征在于包括：沿着人脸宽度方向水平延伸的导轨、与导轨活动连接的滑台和与所述滑台转动配合的摄像头；
所述滑台沿着导轨延伸的方向带动摄像头移动至第一拍摄位置、第二拍摄位置和第三拍摄位置；所述第二拍摄位置和第三拍摄位置分别位于第一拍摄位置的左右两侧；所述摄像头移动至第二拍摄位置或第三拍摄位置时，所述摄像头相对于滑台逆着滑台移动的方向转动。
2.根据权利要求1所述的一种人脸图像采集装置，其特征在于：所述导轨包括螺纹杆和用于驱动螺纹杆转动的第一电机，所述第一电机的输出转轴通过蜗杆与套设在螺纹杆一端的蜗轮传动配合。
3.根据权利要求1所述的一种人脸图像采集装置，其特征在于：所述滑台通过第二电机和摄像头转动配合。
4.根据权利要求3所述的一种人脸图像采集装置，其特征在于：所述滑台为L型，其竖直部分的侧面具有供所述螺纹杆穿过的螺纹孔，水平部分的上表面设置有所述第二电机。
5.根据权利要求1所述的一种人脸图像采集装置，其特征在于：所述第一拍摄位置为居中位置，所述摄像头位于第一拍摄位置时，摄像头中轴线与滑台中轴线之间的夹角为0度。
6.根据权利要求5所述的一种人脸图像采集装置，其特征在于：所述摄像头由第一位置向左移动至第二拍摄位置时，所述摄像头相对于滑台向右转动角度α；所述摄像头由第一位置向右移动至第三拍摄位置时，所述摄像头相对于滑台向左转动角度α。
7.根据权利要求6所述的一种人脸图像采集装置，其特征在于：所述角度α为15°。
8.一种测肤仪，其特征在于包括：外壳、内壳、底座、遮光罩、光源板和权利要求1-7中任一项所述的人脸图像采集装置；
所述内壳具有一容置空间，所述容置空间的一侧为开口面；所述遮光罩与外壳转动连接以打开或关闭所述开口面；所述遮光罩转动至打开位置时，所述遮光罩包围出一容置使用者头部的空间；所述光源板设置在容置空间朝向所述开口面的一侧；
所述外壳套设在内壳外，并在外壳和内壳之间定义出一夹层，所述人脸图像采集装置设置在夹层内；所述光源板在对应第一拍摄位置、第二拍摄位置和第三拍摄位置的部分分别设置有让位开口。
9.根据权利要求8所述的一种测肤仪，其特征在于：所述导轨沿着长度方向的两端分别设置有一固定座，所述固定座包括用于连接导轨的凸耳和用于内外外壁的平台。
10.根据权利要求8所述的一种测肤仪，其特征在于：所述内壳在容置空间的开口面处设置有额头定位杆和下巴支撑座；所述额头定位杆与容置空间的顶部内壁连接，下巴支撑座与容置空间的底部内壁连接。
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