一种假睫毛切割轨迹自动规划的方法及装置与流程

本发明属于图像处理和智能识别检测，具体涉及一种假睫毛切割轨迹自动规划的方法及装置。

背景技术：

1、当前假睫毛等美妆市场正在快速扩大，市场对假睫毛类产品的需求旺盛。其中如“懒人三部曲”这类的朵毛产品因其美观、使用方便等优点，深受消费者喜爱。现有的假睫毛产品的切割流程如图1a至图1d所示，分为两步，第一步：如图1a沿着黑线切割，保留上半部分如图1b所示；第二步：如图1c纵向分段切，箭头所指位置依次循环切断，将朵毛两端的黑线切掉如图1d所示。但由于上述朵毛切毛工艺的限制，造成朵毛产量低。作为假睫毛工艺中重要的一环，切毛质量和速度直接决定产品的使用体验和产量。传统的切割手段以人工为主要手段，速度慢，质量不稳定，产能偏低。而已有的机器切割的难点在于切割精度差，造成良品率低。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，实现假睫毛切割点获取及切割点轨迹自动规划的目的，本发明采用如下的技术方案：

2、一种假睫毛切割方法，包括如下步骤：

3、步骤s1：获取横向排布好的整条假睫毛图像；

4、步骤s2：对整条假睫毛图像进行轮廓检测，找出切割点所在的轮廓；

5、步骤s3：根据轮廓的底点，拟合出切割线在图像中的曲线方程，并结合整条假睫毛的排布结构，选取轮廓上的左、右端点代入曲线方程，得到一组切割点；

6、步骤s4：分别获取一段假睫毛左端轮廓的右切割点，右端轮廓的左切割点，获取每朵假睫毛的宽度及假睫毛之间的距离，从左端轮廓的右切割点向右，从右端轮廓的左切割点向左，以每朵假睫毛的宽度和假睫毛之间的距离为半径交替画圆，直至相遇，基于圆与所述曲线方程的交点，计算出一个切割点的相邻切割点，得到一组参考切割点，通过参考切割点修正所述切割点，得到最终的切割点。在切割点检测的过程中发现，因假睫毛规格不统一导致切割点所在轮廓大小不一样，可能会发生误检和漏检，因此，通过迭代方法计算出一组参考点，用这组参考点对漏检和误检的切割点进行优化。

7、进一步地，所述步骤s1中，将假睫毛放在白色纸板上，可以方便进行图像处理，但切割时背景板容易被损坏，于是本发明将每朵假睫毛排列并通过白色胶带固定成整条假睫毛，胶带一侧放入金属材质的工装设备，另一侧待切割部分放置于透光底板上，为了避免光照环境对识别的影响，本发明通过透光底板下方设置的一个矩形光源进行补光，相机固定在玻璃底板上方进行拍照，从底板上方获取整条假睫毛图像。

8、进一步地，所述步骤s1中，对获取的假睫毛图像进行预处理，裁剪出待切割区域作为源图像，对源图像依次进行灰度、逆二值化、腐蚀操作，并基于工装设备与底板的位置关系，获取底板边沿的直线坐标，通过直线坐标进一步裁切假睫毛图像，得到预处理好的假睫毛图像。

9、进一步地，所述步骤s2还包括如下步骤：

10、步骤s2.1：通过轮廓的面积对检测到的轮廓进行筛选；设置面积阈值，所有小于面积阈值的轮廓都被丢弃；

11、步骤s2.2：通过轮廓的长宽比，对轮廓进行筛选；设置长宽比阈值，计算每个轮廓的最小外界矩形，大小为w×h，长边为h，短边为w，若h/w大于长宽比阈值，说明该轮廓是期望的轮廓；若小于长宽比阈值，则该轮廓被丢弃；

12、步骤s2.3：通过轮廓的最小的外接三角形的形状进行筛选；对每个轮廓进行最小外接三角形拟合，得到最小外接三角形三个顶点的位置，判断这三个顶点之间的相对位置关系，根据三个顶点的位置计算三角形的重心，判断三个顶点与重心在图像中的上下位置关系，若一个顶点的位置在重心上方，说明该轮廓是期望的轮廓；若两个顶点在重心上方，则该轮廓被丢弃。

13、进一步地，所述步骤s3中，获取轮廓的底点、左端点和右端点，根据底点构建n次多项式模型：

14、f(x)＝anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0

15、其中，a0～an表示所需求解的多项式系数，x表示切割点在图像坐标系中的横坐标，n表示多项式的阶数，根据观察涂胶线的极值点确定；

16、构建线性方程组来计算这组系数，矩阵形式如下：

17、x·a＝y

18、其中，x和y为参数矩阵，大小分别为(n+1)×(n+1)和(n+1)×1，x和y矩阵中具体位置元素如下xi,j和yi，a表示待求解的系数矩阵；

19、

20、

21、a＝[an…a0]t

22、其中，i和j是矩阵的行和列索引，n是输入点的数量，xk表示第k个切割点在像素坐标系中的x坐标，分别表示xk的i、i+j次方，yk表示第k个切割点在像素坐标系中的y坐标，t表示对矩阵的转置；

23、将轮廓的左、右端点的x坐标代入多项式模型得到切割点。

24、进一步地，所述步骤s4中，曲线方程如下：

25、f(x)＝anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0

26、圆的方程如下：

27、(x-cx)2+(y-cy)2＝r2

28、其中，cx和cy为圆的中心坐标，则圆与曲线方程的交点函数如下：

29、g(x)＝(x-cx)2+(f(x)＝anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0-cy)2-r2

30、使用牛顿迭代法，得到交点的迭代公式为：

31、

32、其中iter为计算迭代的次数，g′(x)是g(x)的导数；

33、通过上述方法计算出一个切割点的相邻切割点，得到一组参考切割点。

34、进一步地，所述步骤s4中，比较切割点和参考切割点，包括如下步骤：

35、步骤s4.1：将切割点集与参考切割点集，根据x坐标升序排列；

36、步骤s4.2：将切割点集中的点与参考切割点集中的点依次计算x坐标的距离绝对值，若距离绝对值小于指定距离阈值，则用切割点集中点的x坐标替换参考切割点集中相应点的x坐标。

37、一种假睫毛切割轨迹自动规划的方法，基于所述的一种假睫毛切割方法，还包括步骤s5：根据步骤s4得到的最终切割点及对切割质量的要求，对每朵假睫毛的切割轨迹进行规划，以便通过自动化切割设备沿轨迹进行连续切割。

38、一种假睫毛切割装置，包括图像获取模块、轮廓获取模块、切割点获取模块、切割点修正模块；

39、所述图像获取模块，获取横向排布好的整条假睫毛图像；

40、所述轮廓获取模块，对整条假睫毛图像进行轮廓检测，找出切割点所在的轮廓；

41、所述切割点获取模块，根据轮廓的底点，拟合出切割线在图像中的曲线方程，并结合整条假睫毛的排布结构，选取轮廓上的左、右端点代入曲线方程，得到一组切割点；

42、所述切割点修正模块，分别获取一段假睫毛左端轮廓的右切割点，右端轮廓的左切割点，获取每朵假睫毛的宽度及假睫毛之间的距离，从左端轮廓的右切割点向右，从右端轮廓的左切割点向左，以每朵假睫毛的宽度和假睫毛之间的距离为半径交替画圆，直至相遇，基于圆与所述曲线方程的交点，计算出一个切割点的相邻切割点，得到一组参考切割点，通过参考切割点修正所述切割点，得到最终的切割点。

43、一种假睫毛切割轨迹自动规划的装置，基于所述的一种假睫毛切割装置，还包括轨迹规划模块，根据最终切割点及对切割质量的要求，对每朵假睫毛的切割轨迹进行规划，以便通过自动化切割设备沿轨迹进行连续切割。

44、本发明的优势和有益效果在于：

45、本发明提供了一种智能规划假睫毛切割轨迹的方法及装置，能够快速检测切割点并规划轨迹提供给切毛机器实现切毛工艺的自动化，能够大幅提高产量；此外，本发明能够准确识别不同厂家加工出的不同规格的假睫毛，解决了之前切毛机器需要根据睫毛规格调整工装的问题，提高了切毛的精度和切毛质量的稳定性；本发明使用一种迭代逐个计算曲线与圆交点的方法，计算出一组切割点的位置，在漏检和误检的情况下自动校准切割点，提高了切割率。