一种虚拟试戴美甲方法、系统与流程

本发明涉及图像识别领域，特别涉及一种美甲虚拟筛选方法、系统。

背景技术：

美甲是一种对指(趾)甲进行装饰美化的工作，是根据美甲客人的手形、甲形、肤质、服装的色彩和要求，对指(趾)甲进行消毒、清洁、护理、保养、修饰美化的过程。在美甲行业，目前顾客做美甲前需要先挑选款式，一般有几传统方式，一是查看美甲款式的图册进行挑选，二是塑料美甲款式贴试戴挑选。上述两种方法都具有制作费用昂贵，不环保，易损坏，款式有限等问题，而且用户挑选是不方便，不能直观的看到该款美甲在自己手上是什么效果。还有一种是数码美甲机，是一种带有显示装置、摄像装置、喷绘装置、控制装置、CPU、存储装置等模块的集软件与硬件于一体的复杂机器。数码美甲机中储存了大量的美甲图案，图案被显示在显示装置上，用户可以通过显示装置来选取图案。用户选择好图案后根据指甲的三维形状美甲机在指甲上喷绘出图案。但是也无法实现试戴，只能直接在指甲上打印喷绘出指甲图案。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，通过手部识别算法，实现虚拟试美甲。自动识别到用户的手指部位，并在智能终端上显示出用户带上预选美甲的样子，达到虚拟试美甲的效果。

解决上述技术问题，本发明提供了一种虚拟试戴美甲方法，包括如下步骤：

获取图像，进行肤色模型检测，得到分割区域；

根据分类器和纹理特征对所述分割区域进行模式分类，获取手型检测目标；

在所述手型检测目标中，提取并计算出特征点；

按照所述特征点识别出所述手型检测目标中的轮廓上的指尖和指根，

根据所述指尖和指根在全轮廓上定位得到手指方向线，得到手指方向；

根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征，根据所述佩戴特征将所述指甲区域对应生成选定的美甲甲型，得到佩戴美甲的图像。

更进一步，所述手型检测目标为手掌轮廓。

更进一步，通过摄像头获取图像。

更进一步，所述特征点包括，计算轮廓凸包络/凹陷点，轮廓曲率极值点，轮廓上的点到掌心的距离极值点。

更进一步，根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征的方法包括，

根据手指指尖部位的粗细尺寸，并通过指甲宽高比计算得到指甲的长度。

更进一步，所述指尖部位的粗细尺寸使用等腰三角形的方法获得。

更进一步，所述分类器包括，SVM分类器、haar分类器中的一种或者多种。

基于上述，本发明还提供了一种虚拟试戴美甲系统，包括，试戴定制单元，识别单元，佩戴增强显示单元以及美甲甲型数据库，

试戴定制单元，用以选择需要试戴的美甲甲型；

所述识别单元，用以获取图像，进行肤色模型检测，得到分割区域；根据分类器和纹理特征对所述分割区域进行模式分类，获取手型检测目标；在所述手型检测目标中，提取并计算出特征点；按照所述特征点识别出所述手型检测目标中的轮廓上的指尖和指根，根据所述指尖和指根在全轮廓上定位得到手指方向线，得到手指方向；根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征；

所述显示单元，用以显示佩戴美甲的图像；

所述美甲甲型数据库，用以组织和存放美甲甲型；

所述识别单元还用以，根据所述佩戴特征将所述试戴定制单元中指甲区域中对应的美甲甲型向服务器进行请求，并在所述美甲甲型数据库进行查询，将匹配的美甲甲型在显示单元进行响应。

更进一步，所述美甲甲型数据库与云端进行连接，用以对美甲甲型的数据进行上传和备份。

更进一步，系统还包括自动生成单元，用以制作并生成美甲甲型

本发明的有益效果：

1)本发明实现方法安全、环保，价格低廉，切便于美甲制作从业者管理，尤为突出的是，本方法让用户在做美甲前，可以很方便，且直观的看到预选款式在自己手上的效果，达到了增强实现的虚拟试美甲的效果。

2)本发明提供的一种虚拟试戴美甲方法，通过指甲识别进行指甲定位，并在指甲区域进行美甲款式与手部图像融合达到虚拟试戴美甲的方法。

3)本发明中通过识别手掌、计算指尖位置和手指方向、可得到手指指甲区域的定位点位置，方向，大小等信息，算法快速准确、匹配吻合度高。

附图说明

图1是本发明一实施例中的虚拟试戴美甲方法流程示意图。

图2是本发明一实施例中的虚拟试戴美甲系统结构示意图。

图3是虚拟试戴的效果变换图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1是本发明一实施例中的虚拟试戴美甲方法流程示意图。

在本实施例中的一种虚拟试戴美甲方法，包括如下步骤：

步骤S100获取图像，进行肤色模型检测，得到分割区域；所述肤色模型中包括但不限于单高斯，混合高斯，贝叶斯模型和椭圆模型等。

在一些实施例中，所述肤色模型检测为椭圆模型时，将皮肤信息映射到YCrCb空间，则在CrCb二维空间中这些皮肤像素点近似成一个椭圆分布。所以若在检测一个CrCb的椭圆，下次来一个坐标(Cr，Cb)只需判断它是否在椭圆内(包括边界)，如果是，则可以判断其为皮肤，否则就是非皮肤像素点。

在一些实施例中，分割区域的步骤包括但不限于，得到似然图，进行阈值分割，图像二值化处理，形态学处理。

在一些实施例中，肤色模型采用二维肤色模型检测。

在一些实施例中，肤色模型采用k-means聚类算法。

在一些实施例中，通过摄像头获取图像，用户打开智能移动终端、PAD或者带有摄像头的智能设备，拍摄手型图像。优选地，为了简化计算和虚拟试戴需要，优选拍摄手背。所述摄像头包括但不限于网络摄像头。

步骤S101根据分类器和纹理特征对所述分割区域进行模式分类，获取手型检测目标；在本实施例中，所述分类器采用SVM分类器，决策树分类器以及逻辑回归分类器。在本实施例中，所述纹理特征包括但不限于，LBP纹理特征、灰度共生矩阵、Tamura纹理分析法、基于Gabor小波的纹理特征提取、基于傅里叶变换的纹理特征提取算法。

作为本实施例中的优选，所述分类器包括但不限于，SVM分类器、haar分类器中的一种或者多种。

步骤S102在所述手型检测目标中，提取并计算出特征点；本领域技术人员能够明了，所述手型检测目标为手掌轮廓。

作为本实施例中的优选，所述特征点包括，计算轮廓凸包络/凹陷点，轮廓曲率极值点，轮廓上的点到掌心的距离极值点。通过所述特征点，能够进一步地识别出所述手型检测目标中的轮廓上的指尖和指根，用于后续指甲盖的位置关系确定。

优选地，在本实施例中所述曲率极值点定义为：轮廓上任意一点A，若该点处的轮廓曲率同时大于两侧相邻点的曲率，则该点A为曲率极值点。轮廓曲率指轮廓曲线的弯曲程度。

本领域技术人员能够明了，所述轮廓凸包络/凹陷点是指二值图像边界轮廓上的凹凸点。

优选地，在本实施例中所述轮廓上的点到掌心的距离极值点定义为：轮廓上任意一点A，若该点到手掌中心点的距离同时大于两侧相邻点到掌心的距离，该点A为曲率极值点。

步骤S103按照所述特征点识别出所述手型检测目标中的轮廓上的指尖和指根；通过两点确定一条直线的理论，在手型检测目标中的轮廓上找到指尖和指根。

优选地，可以通过{轮廓凸包络/凹陷点}、{轮廓曲率极值点}、{轮廓上的点到掌心的距离极值点}的特征点中的交集用以找到指尖和指根。

步骤S104根据所述指尖和指根在全轮廓上定位得到手指方向线，得到手指方向；在本实施例中，所述全轮廓是指，对于轮廓上任意一个点A，在该轮廓上有且只有一个点B，与其坐标x和y的对应差的绝对值不大于1。即|Ax-Bx|<＝1&&|Ay-By|<＝1。基于全轮廓的定义，可以得到唯一确定关系的手指方向。

步骤S105根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征，根据所述佩戴特征将所述指甲区域对应生成选定的美甲甲型，得到佩戴美甲的图像。

在一些实施例中，根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征的方法包括，根据手指指尖部位的粗细尺寸，并通过指甲宽高比计算得到指甲的长度。

在一些实施例中，所述指尖部位的粗细尺寸使用等腰三角形的方法获得。具体地，等腰三角形是以指尖为顶点，在轮廓上左右两侧恰当位置找到之间距离相等的两点，这两点的连线长度即视为指尖部位粗细尺寸。

在一些实施例中，美甲甲型可以按照如下表1生成对应的佩戴美甲的图像。

表1

图2是本发明一实施例中的虚拟试戴美甲系统结构示意图。

在本实施例中的虚拟试戴美甲系统，包括，试戴定制单元1，识别单元2，佩戴增强显示单元3以及美甲甲型数据库4，

试戴定制单元1，用以选择需要试戴的美甲甲型；可选择的试戴美甲甲型包括但不限于，表1中的多种款式的美甲甲型。

所述识别单元2，用以获取图像，进行肤色模型检测，得到分割区域；根据分类器和纹理特征对所述分割区域进行模式分类，获取手型检测目标；在所述手型检测目标中，提取并计算出特征点；按照所述特征点识别出所述手型检测目标中的轮廓上的指尖和指根，根据所述指尖和指根在全轮廓上定位得到手指方向线，得到手指方向；根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征；通过指甲识别进行指甲定位，并在指甲区域进行美甲款式与手部图像融合达到虚拟试戴美甲。

可选地，在试美甲之前，先在用户指甲上涂抹一层胶体，等胶体晾干后，通过摄像头拍摄，采用识别亮度区域来定位指甲区域，再通过所述识别单元2得到指甲区域佩戴特征。

在一些实施例中，指甲区域佩戴特征包括但不限于，指甲定位点位置，方向，大小。

在一些实施例中，根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征的方法包括，根据手指指尖部位的粗细尺寸，并通过指甲宽高比计算得到指甲的长度。

在一些实施例中，所述指尖部位的粗细尺寸使用等腰三角形的方法获得。具体地，等腰三角形是以指尖为顶点，在轮廓上左右两侧恰当位置找到之间距离相等的两点，这两点的连线长度即视为指尖部位粗细尺寸。

所述显示单元3，用以显示佩戴美甲的图像；通过用户图形操作界面以及UI显示佩戴美甲的图像。

所述美甲甲型数据库4，用以组织和存放美甲甲型；

所述识别单元2还用以，根据所述佩戴特征将所述试戴定制单元中指甲区域中对应的美甲甲型向服务器进行请求，并在所述美甲甲型数据库进行查询，将匹配的美甲甲型在显示单元进行响应。

在一些实施例中，所述美甲甲型数据库与云端进行连接，用以对美甲甲型的数据进行上传和备份。

在一些实施例中，系统还包括自动生成单元，用以制作并生成美甲甲型。

图3是虚拟试戴的效果变换图。

在本实施例中，用户进行虚拟试戴美甲时，采用手机摄像头拍摄自己的手掌，选择喜欢的美甲款式，系统会自动识别到用户的手指部位对指甲区域进行定位，即可在手机屏幕上显示出用户带上预选美甲的样子，从而达到虚拟试美甲的效果。

在本实施例中，系统按照如下虚拟试戴美甲方法进行操作：

步骤S100获取图像，进行肤色模型检测，得到分割区域；

步骤S101根据分类器和纹理特征对所述分割区域进行模式分类，获取手型检测目标；

步骤S102在所述手型检测目标中，提取并计算出特征点；

步骤S103按照所述特征点识别出所述手型检测目标中的轮廓上的指尖和指根；

步骤S104根据所述指尖和指根在全轮廓上定位得到手指方向线，得到手指方向；

步骤S105根据所述指尖的位置和所述手指方向，得到指甲区域佩戴特征，根据所述佩戴特征将所述指甲区域对应生成选定的美甲甲型，得到佩戴美甲的图像。优选地，为了更好地实现虚拟佩戴，指甲区域佩戴特征包括但不限于，指甲的宽度、长度、厚度、位置、方向等。

所述领域的普通技术人员应当理解：以上，所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。