专利名称：一种基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法
技术领域：
本发明涉及一种眼镜配置控制方法。
背景技术：
随着人们消费观念的变化和产品外延的扩展，消费者对眼镜的需求从单一的视力 保健朝多样化、个性化转变，眼镜已经成为一种时尚型消费品。顾客需求的眼镜品种非常 多、款式变化也非常快。例如，通过调查发现，温州一般的眼镜制造企业每个定单平均包括 6 10种眼镜款式，每月生产的眼镜款式在20 30种之间，每款数量少则几百副，多则上 万副，市场需求呈现明显的多品种、变批量特征。在此环境下，昔日传统的以顾客群体为基 础的眼镜设计、营销与生产模式远远不能满足顾客个体提出的量身定制要求。因此，浙江 大学的孙守迁等(孙守迁，黄琪，孙凌云，陈正盛·面向顾客特征的眼镜适配系统[J] ·北 京计算机辅助设计与图形学学报，2005，17(1) :186 188)提出了根据顾客特征参数，从 企业已有的眼镜款式库中选择适合的眼镜来满足消费者的个性化需求，即建立眼镜适配系 统。这是满足顾客个性化需求的一种方法，但也存在一个问题，那就是眼镜库中的每副眼镜 都不是为特定的顾客设计的，根据以上方法选择出来的眼镜不一定能完全满足消费者的配 戴要求。另一方面，企业对产品进行个性化设计时，不仅要考虑顾客的需求，还要顾及企业 的设计成本和对市场的响应速度。如何快速准确地获取顾客的个性化需求，并充分利用企业现有的资源进行快 速重组设计，即进行有效的产品配置，是多元化市场环境和个性化顾客需求条件下企业 必须面对的问题。在产品配置方面，至今已有不少研究。2001年，MyimgS等提出产品 配置是在产品配置模型的基础上与配置规则的约束下进行的产品实例求精过程(Myimg S， Han S · knowledge-based parametric design of mechanicalproducts based on configuration design method[J] · Expert Systems with Application · 2001，21(2) 99 107)，建立合理的产品配置模型是进行有效产品配置的关键。专家学者对产品配置模 型从不同方面进行了研究，艾新好等(艾新好，王启富·基于成长树模型的产品规则配置 [J] 北京计算机集成制造系统，2003,9(4) :305 308)将产品配置过程中的信息分解为 产品结构信息、配置管理信息和用户需求信息，利用面向对象技术给出了一种基于统一数 据源的成长树配置模型，刘晓冰等(刘晓冰，袁长峰，高天一，孙伟，王万雷·基于特征面向 客户的层次型产品配置模型[J] 北京计算机集成制造系统，2003，7 (7) :527 531)提出 了建立客户需求域-功能域-行为域-结构域-特征表达域的层次型产品配置模型，刘明 周等(刘明周，葛茂根，刘正琼，张铭鑫，蒋增强·基于约束的可定制产品配置模型[J] ·北 京计算机辅助设计与图形学学报，2006，18 O) :225 230)采用可定制产品的形式化建模 方法，实现对可定制产品配置模型与可定制产品数据BOM的构建，朱芸等(朱芸，陈心照，张 利，张建军·客户驱动的广义产品配置模型研究[J] ·武汉中国机械工程，2005，16 (13) 1175 1180)针对具有模块化特性的大批量定制生产的产品配置问题，提出了一种以客户 驱动为基础的扩展虚拟模块的广义产品配置模型。
由于产品的类型和顾客需求的差异，其配置设计的方法也各不相同。目前，已有的 文献主要针对产品配置设计的通用理论、方法和技术，没有专门考虑眼镜产品的配置设计 要求，特别是顾客的脸型特征参数对眼镜产品的个性化配置设计的影响。
发明内容
为了克服已有的眼镜配置方法的无法满足个性化需求、实用性差的不足，本发明 提供一种能够满足个性化需求、实用性良好的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，所述眼镜配置控制方法包括以下步 骤1)根据眼镜产品的结构特征，建立面向配置设计的眼镜产品结构单元库，所述眼 镜产品结构单元库包括镜片单元库、镜架单元库、镜脚单元库和脚套单元库，所述镜片单元 库、镜架单元库、镜脚单元库和脚套单元库均包括用以表征部件因素的数据模块和用以对 款式和型号进行调整的参数化驱动模块；2)通过顾客的正侧面头部图像，采用手工标记确定脸型特征的关键点，通过曲线 拟合和计算提取脸型特征参数；3)、以脸型特征参数为基础，连同获取的顾客其他需求转化为顾客需求矩阵；4)、计算顾客需求与可选眼镜产品结构单元之间的相似度，参照式(3):
权利要求
1.一种基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所述眼镜配置控制方法 包括以下步骤1)根据眼镜产品的结构特征，建立面向配置设计的眼镜产品结构单元库，所述眼镜产 品结构单元库包括镜片单元库、镜架单元库、镜脚单元库和脚套单元库，所述镜片单元库、 镜架单元库、镜脚单元库和脚套单元库均包括用以表征部件因素的数据模块和用以对款式 和型号进行调整的参数化驱动模块；2)通过顾客的正侧面头部图像，采用手工标记确定脸型特征的关键点，通过曲线拟合 和计算提取脸型特征参数；3)以脸型特征参数为基础，连同获取的顾客其他需求转化为顾客需求矩阵；4)计算顾客需求与可选眼镜产品结构单元之间的相似度，参照式(3):PPS(cp,a)= rfim(cpi,ai)/ ^ω；(3)i=l i=l其中，S(cp，a)表示眼镜产品结构单元a与相对应的顾客需求cp之间的相似度，《1表 示结构单元a的第i个属性的权重，sim(CPi，a,)表示眼镜产品结构单元的属性 与顾客 需求属性Cpi之间的相似度；i = 1,2,……，ρ，ρ为结构单元属性的数量；5)根据步骤4)的结果，在可选眼镜产品结构单元库中进行匹配搜索，得到眼镜产品配置方案。
2.如权利要求1所述的一种基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所 述步骤5)中，根据步骤4)的结果及结构单元在眼镜设计中的重要程度两个指标在可选眼 镜产品单元库中进行匹配搜索，所述结构单元中，所述重要程度排序从高到低依次为镜片、 镜架、镜脚和脚套，所述匹配搜索的过程为①设置初始条件，即已选眼镜产品结构单元集合W=Φ ；②按眼镜产品结构单元在产品配置设计中的重要度对眼镜产品结构单元…进行排序， j = 1，2，. . .，k，k表示眼镜产品结构单元类的数量；③计算S(cppap的值，cp」为顾客需求参数，并按S(cppap从大到小对可选结构单元 aj进行排序；④取可选眼镜产品结构单元中重要度最高、相似度S(cPpBj)最高的眼镜产品结构单 元a」；⑤判断…与已选眼镜产品结构单元集合W中相对应的元素是否发生干涉；⑥若未发生干涉，则把…加入到中已选眼镜产品结构单元集合W，转⑦，否则，依次选相 似度较低的可选眼镜产品结构单元，转⑤，直到可选眼镜产品结构单元为空，转④；⑦从可选眼镜产品结构单元集中删除…类眼镜产品结构单元，若可选眼镜产品结构单 元集为空，则转⑧，否则，更新顾客需求参数CPp j = j+1，转③；⑧输出眼镜产品结构单元集合W。
3.如权利要求1或2所述的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所 述步骤2)中，标记特征点的过程为通过获取顾客需求信息，从需求信息中分离出顾客头 部的正侧面照片，然后对照片的色彩、大小和背景等内容作规格化预处理，接着手工在标准 网格模型上定义眉心M (Mx，My, Mz)、左耳接触点EL(ELX，ELy, ELz)、右耳接触点ER(ERX，ERy, ERz)、鼻梁左接触点BL(BLX，BLy, BLz)、鼻梁右接触点BR(BRX，BRy, BRz)、眼睛形状特征点Ol1,Q2, ... Qn)。理论上EL和ER、BL和BR应该关于x = 0平面对称，即ELx = -ERx，ELy = ERy ELz = ERZ,BLX = -BRx, BLy = BRyjBLz = BRz ；提取特征参数的过程为依据特征点和特征线勾 画的脸型及每个部位的形状和位置，提取顾客眼镜宽度的值GW = |ELX-ERX|、镜脚长度的值 GL = I My- (ELy+ERy) /2 |、鼻托宽度的值 BW = | BLx-BRx |、鼻托高度的值 BH = | BLZ+BRZ_2MZ |， 根据眼镜形状特征点Oi1, Q2, ... Qn)，利用二次样条法生成镜片特征线WQ1，Q2, ... Qn)。
4.如权利要求3所述的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所述步 骤3)中，顾客需求矩阵的转化过程为根据提取的脸型特征参数，得到眼镜个性化配置设 计所需的配置向量N = ((Gff, F)，F，GL, Bff, BH)，除此以外，在产品配置设计中，顾客的需求 还包含其它定性需求，所述其他定性需求包括眼镜结构单元的颜色、材质和印字，将所述其 他定性需求通过分层细化转化为产品结构单元属性的定量值cp，对配置向量N加以扩充就 得到顾客的需求矩阵O)
5.如权利要求1或2所述的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所 述步骤4)中，所述产品结构单元属性包括数值型属性，相似度的计算过程为设定Xi是需求参数CPi经过W，l]区间映射后的值，Yi是产品结构单元属性值 经过
区间映射后的值，它们之间的相似度用⑷计算 Sim(CPpai) = I-Ixi-Yi (4) 对于具有向上特性的属性，相似度用( 计算
6.如权利要求1或2所述的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所 述步骤4)中，所述产品结构单元属性包括状态型属性，相似度的计算过程为设定Xi是需求参数Cpi的状态值，Yi是产品结构单元属性％的状态值，它们之间的相 似度用(7)计算
7.如权利要求1或2所述的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所 述步骤4)中，所述产品结构单元属性包括枚举型属性，相似度的计算过程为设定Xi是需求参数CPi经过W，l]区间映射后的值，Yi是产品结构单元属性值 经过
区间映射后的值，它们之间的相似用(8)计算 Sim(CPpai) = I-Ixi-Yi (8)。
8.如权利要求1或2所述的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所 述步骤4)中，所述产品结构单元属性包括几何型属性，相似度的计算过程为首先要进行坐标系的转换，使描述几何信息的需求参数Cpi和主属性值&处于同一个 参考标准之下，再以图形之间的欧氏距离来计算相似度的值。
9.如权利要求1或2所述的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，其特征在于所 述步骤4)中，所述权重的确定方法为专家赋值法或客户赋值法。
全文摘要
一种基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法，包括以下步骤1)根据眼镜产品的结构特征，建立面向配置设计的眼镜产品结构单元库；2)通过顾客的正侧面头部图像，采用手工标记确定脸型特征的关键点，通过曲线拟合和计算提取脸型特征参数；3)以脸型特征参数为基础，连同获取的顾客其他需求转化为顾客需求矩阵；4)计算顾客需求与可选眼镜产品结构单元之间的相似度，参照式(3)；5)根据步骤4)的结果，在可选眼镜产品结构单元库中进行匹配搜索，得到眼镜产品配置方案。本发明提供一种能够满足个性化需求、实用性良好的基于脸型特征参数的眼镜配置控制方法。
文档编号G06F17/50GK102073759SQ201010612660
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者周宏明, 李峰平, 陈亚绒 申请人:温州大学