基于dsp图像处理的智能描眉机装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于小家电制造和机器人以及化妆技术领域，涉及一种基于DSP图像处理 的智能描眉机装置。
【背景技术】
[0002] 化妆在世界具有悠久的历史，不论在影视界还是日常生活，对于大部分人群已经 成为司空见惯的一项日常行为。而且，随着社会的发展，也越来越重视化妆技术的历练。专 业化妆师行业也越来越被人们所重视，但大部分人群既没有时间也没有金钱去聘请专业人 员为自己化妆。而在整个脸部化妆中，眉毛的化妆更是点睛之笔。
[0003] 俗话说：适合的才是最好的，这句话同样适用于描眉。每个人的脸型都是独一无二 的，我们不能只顾及画的好看就好了，一定要找到适合自己的眉形。一般描眉的步骤如下： (a)画出眉形 1)首先检查眉头。眼睛开始睡和鼻梁中间处就是眉毛开始的位置，用眉笔淡淡地标识 出来。
[0004] 2)眉毛最高处大约在瞳孔外侧和眼尾的中间处置。
[0005] 3)将手指放在眉毛上加力时，可以感到动弹的地方就是活动眉毛的肌肉，连接此 处和在2中找到的眉毛最高处的线就是眉峰。眉梢在鼻翼末端和眼角的延长线上。与眉头 保持相同高度十分重要。
[0006] 4)将标识的1、3、4连接起来，这就是眉毛的形状。
[0007] (b)去除多余毛发1)根据毛发的走向，在眉头和眉峰向上梳理，从眉峰到眉梢向 下梳理。2)将眉线之外的多余毛发拔掉或剪断。如果顺着毛发的生长方向拔除，则更加疼 痛。3)用剪刀剪掉偏离指导眉线的眉梢，这时如果一次全剪掉，会使眉毛看起来不自然，最 好一根一根地剪。
[0008] 为了能够达到专业化妆师的效果，以及方便人们自己节省时间并能达到专业化妆 技术。本发明研发了一种智能自动描眉机装置，首先要有识别装置，能够对使用者的脸型进 行分析，所以，该装置的芯片内部有人脸识别中的五官识别算法，事先设定好几种眉型的设 计方案，并可以通过USB接口或无线传输模块显示在屏幕上。并根据经验计算，该脸型适合 什么样的眉型，也可以自行定义选择。通过摄像头来提取使用者眉部的定位，描眉机的宽度 可以设定不同型号，使用者紧贴脸部即可。组成为：摄像头、装载识别和描眉算法的DSPS 片，无线传输模块，USB接口，描眉笔芯，拔眉夹，横向步进电机，纵向步进电机。也就是由微 控制器、传感器模块、电源模块、驱动模块、支撑单元、描眉单元等组成。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供基于DSP图像处理的智能描眉机装置。
[0010] 上述的目的通过以下的技术方案实现： 基于DSP图像处理的智能描眉机装置，以控制机构为基础系统，摄像头、LED补光灯、装 载识别和描眉算法的DSP芯片，微控制器，无线传输模块，USB接口，描眉笔芯，拔眉夹，步进 电机等设备组成，设计实现了基于DSP图像处理的智能描眉机装置。通过该发明可以解决 人类描眉化妆的费时、不专业等的效果，既可以一次设定多次使用，亦可以多次设定，随需 而变的使用模式。满足了爱美人士的终端需求，最终可以全世界推广，从而成为生活的必需 品，可以产生巨大的经济效益和社会效益。其特征是将设备置于人脸正面，通过摄像头抓拍 人脸，对采集的图像进行分析，通过内置算法分析合适人脸的眉形，并可通过显示屏或手机 终端进行人工确认；再将设备放在眼部和眉部的位置，摄像机对现有的眉毛位置定位，之后 按确认按钮，开始智能描眉机描眉。具体的过程是：摄像头采集信息传给算法芯片，微控制 器收到定位信息后驱动电机对没笔进行微调定位，眉笔根据位置信息对设定的眉形反复运 动，比如眉峰处画的深些，可通过运动频次来形成深浅不同的效果，从而形成层次感。
[0011] 本发明的接口可包括有显示器及人机操作接口，显示器为手机、平板类触控或非 触控均可。使用者可通过显示器预设模拟描画眉型，确定是否为使用者所需，也可自行设 定眉型。
[0012] 本智能描眉机设有异常中断键，如有任何异常可通过按键紧急制停，避免异常情 况发生。
[0013] 本智能描眉机设有夹鼻固定装置，可以像戴眼镜一样将设备固定于脸的上半部， 也可以通过头部定位件来辅助定位，也可以通过手部轻压固定装置。
[0014] 本智能描眉机使用步骤如下： 1.启动设备，摄像机将脸部图片进行全局抓拍，通过内部算法芯片模块对使用者的五 官轮廓进行分析，再通过设备的显示终端显示出来，并可智能选择和专家判断的模式对适 合该脸型的眉型进行局部置换，显示给使用者，并将选择好的眉型发送至设备存储区。
[0015] 2.将设备固定在头部后，通过摄像机对使用者的眉毛位置进行精确定位。该定位 通过边缘检测和色差区分即能对眉毛准确定位。只是位于眼上，所以没有其他干扰，所以视 觉定位方法既简单又可靠。
[0016] 3.将眉起点、眉峰、眉尾三点在通过图像处理结合三点比例和眉峰突出等方法进 行分析后，从眉峰做起点，控制电机驱动描眉机构根据位置信息推送眉笔反复描涂，并通过 变频器对步长和频率设定经验值，从而可以获得立体和层次的效果。
[0017] 4.通过电机驱动夹眉器将多余眉毛拔除。
[0018]DSP内描眉算法主要为如下描述：如何获得不同类型的特征或属性： 1.几何属性，重点在通过眉部坐标位置计算形状特征。
[0019] 2.整体性：在将PCA(主成分分析）应用于一组可用的样本之前，将每个独立的图 像裁剪成标准的区域。主要为（i)丢弃尽可能多的背景象素（ii)对所有正面面部和侧面 面部限定相同的部分，包括最显著的面部特征(前额、鼻子、嘴和下巴等）（iii)尽可能的除 去侧面图像的毛发。为了处理在不受控环境中拍摄的图像还应使用对比标准化。最终裁剪 出的图像转换为灰度图像并且表示成一维串联图像行向量。
[0020] 3.纹理描述，总结整个图像或坐标四周的小区域纹理特征。
[0021] 所有的几何属性和大部分的纹理属性源于眉部图像的关键点的位置。对于图像， 使用主动形状模型（ASM)技术已经自动计算出26个关键点。
[0022] 这些描述符总结整个图像的纹理特征或者是坐标四周区域。
[0023] 相邻LBPs的旋转不变共生性（RIC-LBP)是扩展了经典的局部二值模式（LBPs)，旨 在以改善光照不变性，顾名思义，旋转不变性。在初步测试中，RIC-LBP优于其他LBPs的扩 展。对于每个灰度图像，提取出大小为136的特征向量。
[0024] 伽柏过滤器广泛用于边缘检测和纹理分析。通过窗口的中心计算每个坐标，其标 准化宽度是两个定位点之间15%的距离。通过实验发现该宽度可以优化RIGF特征的精确 度。
[0025]SIFT(尺度不变特征变换）是一种流行的局部图像描述符，事实上，它已经成为计 算机视觉方面的标准，例如物体识别、图像配准和基于内容的图像检索等。因此，基于SIFT 的描述符已被用于对独立图像中提取出的坐标的附近区域进行表征。SIFT作用于单色图 像，进行统一不变的缩放和旋转，并部分不变的仿射畸变和光照变化。最近，有不同类型的 基于颜色描述符对不同颜色方案应用SIFT算法，这是为了改善照明不变性和辨别力。本 发明用以下颜色描述符： 1)opponent-SIFT，通过RGB色彩空间转变得出的基于对立的色彩空间
[0026] 2)C-SIFT，基于色彩不变性模型和彩色机构的反射光谱特性，前两部分基本可由 标准的〇PP〇nent-SIFT色彩空间表示，
> 第三部分是强度通道。
[0027]rg-SIFT，其由r和g两个SIFT描述符组成，r、g的色度可以由RGB颜色模型得出，
[0028]rgb-SIFT，是由RGB通道独立的计算出的SIFT描述符。
[0029]C-SIFT和rg-SIFT是强度不变的，而opponent-SIFT和rgb-SIFT对不同图像的光 源颜色变化也是不变的。
[0030] 所有颜色描述符被计算评估为单独的SIFT描述符，其大小是128,用于将每个通 道的相应的颜色模型关联到简单的向量中。