測量臉部特性的系統和方法與流程

2023-12-03 19:33:01

當為用戶配眼鏡時，可能需要進行用戶的各種臉部特性的測量。因此，需要用於進行這種測量的改進的方法和技術。

技術實現要素：

根據各種實施例，一種用於方便測量用戶的一個或多個臉部特性的參考裝置包括：幾何圖案；和連接機構，以可操作方式耦合到幾何圖案。在特定實施例中，幾何圖案包括：第一幾何屬性；和第二幾何屬性，與第一幾何屬性分隔開第一距離。在一些實施例中，連接機構被配置為以可移除方式將幾何圖案連接到從包括下面各項的組選擇的物體：(i)眼鏡框架；和(ii)用戶的頭。

根據各種實施例，一種用於測量佩戴眼鏡的人的臉部特性的計算機系統包括至少一個處理器。在特定實施例中，該計算機系統被配置用於接收第一圖像，第一圖像包括參考裝置和眼鏡的佩戴者的臉的至少一部分，眼鏡的佩戴者的臉的所述至少一部分至少包括佩戴者的第一隻眼睛和第二隻眼睛。在各種實施例中，該參考裝置具有幾何圖案並且連接到由佩戴者佩戴的一副眼鏡，並且幾何圖案包括第一幾何屬性和第二幾何屬性，第二幾何屬性與第一幾何屬性分隔開已知距離。在各種實施例中，該系統還被配置為：從該圖像確定第一幾何屬性和第二幾何屬性之間的距離；至少部分地基於已知距離和確定的距離為第一圖像計算參考標度；從第一圖像確定臉部特性的測量值；以及使用參考標度和臉部特性的測量值，計算第一圖像中的佩戴者的臉部特性的實際測量值。

在各種實施例中，一種測量病人的臉部特性的方法包括：提供參考裝置，其中參考裝置包括幾何圖案，該幾何圖案具有第一幾何屬性和第二幾何屬性，第二幾何屬性與第一幾何屬性分隔開。該參考裝置還包括：連接機構，以可操作方式耦合到幾何圖案並且被配置為能夠使用戶選擇性地將參考裝置連接到眼鏡。在特定實施例中，所述方法還包括：(1)將參考裝置連接到眼鏡；(2)將所述一副眼鏡和參考裝置放置在病人上；(3)由至少一個處理器接收圖像，該圖像包括參考裝置和病人的臉的至少一部分；(4)由至少一個處理器從接收的圖像確定第一幾何屬性和第二幾何屬性之間的第二距離的測量值；(5)由至少一個處理器至少部分地基於第一距離和第二距離為該圖像計算參考標度；和(6)由至少一個處理器使用參考標度將從該圖像獲得的病人的臉部特性的測量值轉換成病人的臉部特性的實際測量值。

附圖說明

以下描述用於測量用戶的臉部特性的系統和方法的各種實施例。在這種描述的過程中，將參照附圖，附圖未必按照比例繪製，並且其中：

圖1是根據本系統和方法的特定實施例的參考裝置的透視圖；

圖2是根據特定實施例的幾何圖案的詳圖；

圖3A是圖1的參考裝置的正透視圖；

圖3B是圖1的參考裝置的後透視圖；

圖3C是圖1的參考裝置的分解圖；

圖4是根據本系統的實施例的臉部特性測量系統的方框圖；

圖5是可適合用於各種實施例的計算機(諸如，移動測量裝置)的示意圖；

圖6描繪一般地圖解由臉部特性測量模塊執行的步驟的流程圖。

具體實施方式

現在將在以下參照附圖更充分地描述各種實施例。應該理解，本發明可被以許多不同形式實現並且不應該被解釋為局限於這裡闡述的實施例。相反地，提供這些實施例，以使得本公開將會徹底而完整，並且將會充分地將本發明的範圍傳達給本領域技術人員。相同標號始終指代相同元件。

參考裝置

參照圖1，在各種實施例中，用於測量各種臉部特性的參考裝置包括幾何圖案100和幾何圖案安裝裝置200。根據特定實施例，幾何圖案安裝裝置200以可移除方式將幾何圖案100耦合到一副眼鏡50。以下更充分地討論用於測量各種臉部特性的參考裝置的這些和其它部件。

幾何圖案

圖2示出供用於測量各種臉部特性的參考裝置使用的示例性幾何圖案100。在這個圖中示出的實施例中，幾何圖案100基本上對稱(例如，對稱)並且包括第一幾何屬性110和第二幾何屬性120。在這個實施例中，第一幾何屬性110和第二幾何屬性120每個都包括基本上矩形(例如，基本上正方形)多邊形，所述多邊形彼此分隔開第一距離。在這個圖中示出的實施例中，正方形幾何屬性110、120是基本上相同的尺寸，共面，並且被定向以使得每個矩形多邊形的邊基本上彼此平行。在特定實施例中，第一幾何屬性110和第二幾何屬性120基本上相同。在各種實施例中，第一距離是基本上正方形的幾何屬性110和幾何屬性120的中心之間的距離114。

在各種實施例中，這兩個正方形幾何屬性110和幾何屬性120的每個邊具有大約3毫米和大約15毫米之間的長度。在特定實施例中，這兩個正方形幾何屬性110和幾何屬性120的每個邊具有大約5毫米的長度。在另一特定實施例中，這兩個正方形幾何屬性110和幾何屬性120的每個邊具有大約10毫米的長度。在各種實施例中，第一距離處於大約10毫米和大約25毫米之間。在特定實施例中，第一距離是大約16毫米。

在圖2中示出的實施例中，第一幾何屬性110和第二幾何屬性120具有以第一顏色形成的周界邊緣118、128和以第二顏色的由周界邊緣118、128至少部分地限定(例如，完全限定)的對應內表面112、122。在特定實施例中，內表面112、122可由周界邊緣118、128部分地限定(例如，內表面112、122可不被周界邊緣118、128完全限定)。在各種實施例中，第一顏色和第二顏色充分地形成對比以便能夠使成像裝置至少基本上區分周界邊緣和內表面(例如，從第一顏色到第二顏色的轉變)。在這個圖中示出的實施例中，周界邊緣是深色(例如，黑色)，並且內部是較淺的顏色(例如，白色)。在其它實施例中，周界邊緣和內部可包括充分地形成對比的任何合適的顏色組合(例如，黑色和橙色、黑色和黃色、紅色和綠色等)。此外，對幾何圖案的特定精加工能夠提高或減小系統區分周界邊緣區域和內表面區域的能力。例如，在各種實施例中，對幾何圖案的無光精加工可增加系統在各種照明條件下檢測從周界邊緣到內部區域的轉變的能力。

在各種實施例中，周界邊緣118、128足夠厚以便能夠使成像裝置檢測從周界邊緣118、128到內表面112、122的轉變。例如，在特定實施例中，周界邊緣118、128足夠厚，從而由成像裝置從合理距離(例如，諸如將會由希望測量病人的臉部特性的人拍攝病人的圖像的距離)拍攝的幾何圖案100的圖像將會包括周界邊緣118、128，並且周界邊緣118、128將會在圖像內具有兩個或更多個像素的厚度。在一些實施例中，周界邊緣118、128的厚度在大約1 mm和大約4 mm厚之間。在特定實施例中，周界邊緣118、128的厚度是大約2 mm。

在其它實施例中，第一幾何屬性110和第二幾何屬性120可包括任何其它合適的幾何屬性。例如，在特定實施例中，第一幾何屬性110和第二幾何屬性120可包括幾何圖案100的任何合適的部分。例如，包括單個基本上矩形的多邊形的幾何圖案可包括具有基本上矩形的多邊形的相對邊緣的形式的第一幾何屬性110和第二幾何屬性120。在其它實施例中，第一幾何屬性110和第二幾何屬性120可具有除矩形之外的任何其它合適的形狀，諸如圓形或多邊形(例如，三角形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形或任何其它合適的多邊形)。

在各種實施例中，第一幾何屬性和第二幾何屬性可包括能夠使成像裝置從包含第一幾何屬性和第二幾何屬性的數字圖像測量第一幾何屬性和第二幾何屬性之間的距離的幾何圖案的任何合適的部分。幾何屬性可包括例如構成幾何圖案的一部分(例如，邊緣、中心等)的幾何形狀的任何合適的部分。在各種實施例中，幾何圖案可包括具有定義的角度的形狀的任何合適的組合(例如，諸如多邊形的任何合適的組合)。應該理解，相對於沒有角度的幾何形狀，優選包含已知的角度的幾何圖案。因此，包含90度內角的幾何圖案在減少圖像中的非預期圖案的錯誤檢測的發生率的同時增強該幾何圖案的檢測。

幾何圖案安裝裝置

圖3A-3C示出示例性幾何圖案安裝裝置200。如從圖3A-3C以及從圖1可理解的，在各種實施例中，幾何圖案安裝裝置200被配置為能夠使用戶選擇性地將幾何圖案100連接到一副眼鏡50。在圖3A-3C中示出的實施例中，幾何圖案安裝裝置200包括夾子主體210、夾子水平滑動器250和頂點參考託架290。以下更充分地討論這些特徵。

夾子主體

具體地參照圖3A和3B，在示出的實施例中，夾子主體210基本上是矩形(例如，矩形)；在第一端側壁287和第二端側壁288之間延伸；並且具有基本上平坦(例如，平坦)的前表面281、後表面282、頂表面285和底表面286。如從圖3B可理解的，夾子主體210定義基本上矩形的第一開口289，第一開口289形成為穿過第二端側壁288，至少部分地在第二端側壁288和第一端側壁287之間延伸，並且通向由前表面281、後表面282、頂表面285和底表面286定義的夾子主體210內的基本上矩形的室。夾子主體210還在夾子主體的後表面282上定義基本上矩形的後切口283，後切口283通向該矩形室。在特定實施例中，夾子主體210還定義形成在夾子主體210的頂表面285中的第一螺紋開口216。在各種實施例中，夾子主體210定義形成穿過與第一端側壁288相鄰的夾子主體的頂表面285的頂點參考託架支撐凹口217(圖3C)。

在特定實施例中，夾子主體210包括：第一框架支撐件212，從夾子主體底表面286基本上垂直地延伸；和第二框架支撐件214(圖3B)，從夾子主體後表面282延伸。第二框架支撐件具有：第一接近部分215，相對於第一框架支撐件212按照一定角度布置；和第二遠側部分217，基本上平行於第一框架支撐件212。在各種實施例中，第一框架支撐件212和第二框架支撐件214被配置為協作以使幾何圖案安裝裝置200保持與一副眼鏡相鄰(例如，與眼鏡框架的頂表面相鄰，從而當由用戶戴著眼鏡時幾何圖案100基本上位於眼鏡上方)。在特定實施例中，第一框架支撐件212和第二框架支撐件214形成支架270，支架270被配置為容納眼鏡的框架的至少一部分(例如，框架的頂部)。在其它實施例中，幾何圖案安裝裝置200可包括用於將幾何圖案安裝裝置200連接到一副眼鏡的任何其它合適的機構(例如，諸如夾子、粘合劑、磁體等)。

在圖3A-3B中示出的實施例中，夾子主體的第一框架支撐件212包含第二螺紋開口222，第二螺紋開口222被調整尺寸以容納螺釘220。如從這些附圖以及從圖1可理解的，螺釘220被配置為在幾何圖案安裝裝置200連接到眼鏡50時調整夾子主體210的前表面281相對於眼鏡50的俯仰。在這個實施例中，該螺釘被配置為能夠使用戶相對於第二螺紋開口222移動螺釘220以便調整夾子主體210的前表面281的俯仰。換句話說，當螺釘220的長度在穿過第一框架支撐件212的背面的長度方面增加時，它咬合框架中的鏡片的前表面，由此使安裝裝置向後旋轉，由此改變夾子主體前端面281的前表面281的俯仰角。

在其它實施例中，幾何圖案安裝裝置200可包括用於在幾何圖案安裝裝置200連接到眼鏡50時調整夾子主體210的前表面281相對於眼鏡50的俯仰的任何其它合適的機構。例如，前表面281可被定義在夾子主體210的第二部分(未示出)上，該第二部分被以可調整方式耦合到夾子主體(例如，經旋轉接頭、鉸鏈或適合調整前表面281相對於夾子主體210的俯仰的其它機構)。

如圖3A中所示，夾子主體210的前表面281基本上是平坦的，並且被配置為在它上面容納幾何圖案100(例如，諸如在圖1中示出的實施例中)。如從圖1可理解的，定義基本上平坦的前表面281，從而當幾何圖案安裝裝置200連接到眼鏡50時，基本上平坦的前表面281定位為基本上背向眼鏡的佩戴者(例如，位於一定位置，從而在佩戴者戴著具有連接的幾何圖案的眼鏡的同時幾何圖案100將會基本上面對拍攝佩戴者的臉的圖像的成像裝置)。

夾子水平滑動器

如圖3C中所示，夾子水平滑動器250包括基本上矩形(例如，矩形)滑動部分255、從滑動部分255的末端延伸並且基本上垂直於滑動部分255的第一框架支撐件252。第二框架支撐件254具有：第一接近部分257(圖3A)，相對於第一框架支撐件252按照一定角度布置；和第二遠側部分259(圖3A)，基本上平行於第一框架支撐件252。如從這些附圖可理解的，第一框架支撐件252和第二框架支撐件254通常形成滑動部分255的末端部分。在各種實施例中，滑動部分255被配置為通過夾子主體的第一開口289在形成在夾子主體210中的室內滑動以便能夠使用戶調整幾何圖案安裝裝置200的長度從而適應不同尺寸框架。如從圖3B可理解的，當滑動部分255被至少部分地插入到夾子主體210中時，夾子主體210和夾子水平滑動器250形成基本上剛性的結構。

在特定實施例中，夾子水平滑動器250被配置為使用鎖定螺釘218，鎖定螺釘218通常在尺寸方面對應於第一螺紋開口216。鎖定螺釘218和滑動部分255的相互作用能夠使用戶相對於滑動部分255擰緊鎖定螺釘218以至少基本上鎖定夾子水平滑動器250相對於夾子主體210的位置。如圖3C中所示，滑動部分255定義基本上圓形的第三螺紋開口256，第三螺紋開口256被配置為容納第二鎖定螺釘258，第二鎖定螺釘258被配置為能夠使用戶相對於夾子主體的內壁擰緊第二鎖定螺釘258以至少基本上防止夾子水平滑動器250相對於夾子主體210移動。

在其它實施例中，幾何圖案安裝裝置200可包括用於調整幾何圖案安裝裝置200的尺寸(例如，幾何圖案安裝裝置200的長度)的任何其它合適的機構。例如，夾子主體210可沿著定義腔的表面定義一個或多個圓形凹槽，並且滑動部分255可包括彈簧加載球鎖銷，彈簧加載球鎖銷被配置為與所述多個凹槽中的任何一個凹槽協作以保持夾子水平滑動器相對於夾子主體的位置，同時能夠使用戶通過將足夠的力應用於夾子水平滑動器以逆著彈簧迫使球向上來基本上容易地調整位置，從而允許球從一個凹槽移動到相鄰凹槽。

在另一例子中，夾子主體210可包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分被配置為能夠使用戶選擇性地將第一部分耦合到第二部分。在這個例子中，幾何圖案安裝裝置200還可包括一個或多個分隔器，所述一個或多個分隔器被配置為能夠使用戶通過例如下述步驟來調整幾何圖案安裝裝置200的尺寸：(1)將夾子主體第一部分與夾子主體第二部分分離；(2)將一個或多個分隔器耦合到夾子主體第一部分；和(3)將夾子主體第二部分耦合到與夾子主體第一部分耦合的所述一個或多個分隔器。如從這個例子可理解的，經所述一個或多個分隔器耦合第一和第二部分可將幾何圖案安裝裝置200的總體長度增加所述一個或多個分隔器的長度。分隔器可包括具有適合將幾何圖案安裝裝置200的長度增加任何合適的增量的任何尺寸的分隔器。

在各種實施例中，用於調整幾何圖案安裝裝置200的尺寸的機構可以能夠使用戶調整幾何圖案安裝裝置200以便結合基本上任何尺寸或形狀的眼鏡使用幾何圖案安裝裝置200(例如，能夠使用戶選擇性地將幾何圖案安裝裝置200安裝到基本上任何一副眼鏡)。

頂點參考託架

參照圖3C，在各種實施例中，頂點參考託架290基本上是矩形的(例如，矩形的)；在第一端側壁295和第二端側壁296之間延伸；並且具有基本上平坦的(例如，平坦的)前表面291、後表面297(圖3B)、頂表面293和底表面294。在各種實施例中，頂點參考託架290包括安裝臂292，安裝臂292從後表面297基本上垂直地延伸並且被調整尺寸以基本上對應於在夾子主體210中定義的頂點參考託架支撐凹口217。如從附圖可理解的，頂點參考託架290被配置為通過至少部分地將安裝臂292插入到支撐凹口217中來選擇性地連接到夾子主體210。在這個實施例中，當頂點參考託架290連接到夾子主體210時，前表面291基本上垂直於夾子主體的前表面281。如這些附圖中所示，前表面291可例如包括第二幾何圖案100。在各種實施例中，頂點參考託架290可在垂直於主幾何平面的平面中提供幾何圖案，並且頂點參考託架290可以能夠實現用戶的臉的特定幾何特徵的測量(例如，諸如頂點距離或前傾角度)。

用於測量臉部特性的系統的概述

在各種實施例中，用於測量臉部特性的系統被配置為測量瞳孔間距離(例如，人的瞳孔之間的距離)、頂點距離(例如，校正鏡片的後表面和校正鏡片的佩戴者的角膜的前側之間的距離)或人的臉的任何其它合適的特性。在特定實施例中，該系統被配置為通過下述步驟來確定這些各種臉部測量：(1)接收包含人的臉和上述一個或多個幾何圖案的圖像；(2)至少部分地基於在圖像中測量的幾何圖案並且與幾何圖案的已知尺寸和形狀相比確定圖像的參考標度；和(3)至少部分地基於參考標度確定臉部測量。

示例性技術平臺

本領域技術人員將會理解，本發明可被例如實現為一種計算機系統、一種方法或一種電腦程式產品。因此，各種實施例可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例或者組合軟體和硬體方面的實施例的形式。另外，特定實施例可採用存儲在計算機可讀存儲介質上的電腦程式產品的形式，該計算機可讀存儲介質具有實現在該存儲介質中的計算機可讀指令(例如，軟體)。各種實施例可採用web實現的計算機軟體的形式。可使用任何合適的計算機可讀存儲介質，包括例如硬碟、壓縮盤、DVD、光學存儲裝置和/或磁存儲裝置。

以下參照方法、設備(例如，系統)和電腦程式產品的方框圖和流程圖描述各種實施例。應該理解，方框圖和流程圖的每個方框以及方框圖和流程圖中的方框的組合分別能夠由執行電腦程式指令的計算機實現。這些電腦程式指令可被加載到通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理設備上，以產生一臺機器，從而在計算機或其它可編程數據處理設備上執行的指令產生用於實現在一個或多個流程圖方框中指定的功能的裝置。

這些電腦程式指令還可被存儲在計算機可讀內存中，所述計算機可讀內存能夠指示計算機或其它可編程數據處理設備以特定方式工作，從而存儲在計算機可讀內存中的指令產生一件製品，該製品被配置用於實現在一個或多個流程圖方框中指定的功能。電腦程式指令也可被加載到計算機或其它可編程數據處理設備上，以使得在計算機或其它可編程設備上執行一系列的操作步驟以產生計算機實現的過程，從而在計算機或其它可編程設備上執行的指令提供用於實現在一個或多個流程圖方框中指定的功能的步驟。

因此，方框圖和流程圖中的方框支持用於執行指定的功能的機構的組合、用於執行指定的功能的步驟的組合和用於執行指定的功能的程序指令。還應該注意的是，方框圖和流程圖中的每個方框以及方框圖和流程圖中的方框的組合能夠由執行指定的功能或步驟的基於專用硬體的計算機系統或專用硬體和執行合適的計算機指令的其它硬體的組合實現。

示例性系統架構

參照圖4描述根據說明性實施例的用於光學應用的數字測量系統的概述。如圖4中所示，系統410包括至少一個移動測量裝置452(例如，諸如智慧型電話、平板計算機、可穿戴計算裝置、膝上型計算機等)，所述至少一個移動測量裝置452被配置為接收或收集至少一個用戶的數據或者從所述至少一個用戶接收或收集數據，所述至少一個用戶可以是病人或眼科護理專業人員(ECP)(例如，驗光師、光學儀器商、助手或其他眼科護理技術員)。移動測量裝置452包括光學系統和圖像獲取技術。光學系統和圖像獲取技術可以是能夠收集一個或多個圖像、視頻或拍攝一個或多個照片的一個或多個數位照相機或數字視頻記錄器。

在說明性實施例中，移動測量裝置452經一個或多個網絡415與臉部特性測量伺服器400通信，訪問臉部特性測量伺服器400，從臉部特性測量伺服器400接收數據，並且將數據傳送給臉部特性測量伺服器400。通常，臉部特性測量伺服器400提供計算/處理資源、軟體、數據訪問和存儲資源，而不需要用戶或客戶熟悉臉部特性測量伺服器400的位置和其它細節。臉部特性測量伺服器400包括可由移動測量裝置452訪問的一個或多個模塊，所述一個或多個模塊包括臉部特性測量模塊600(以下更詳細地描述)和一個或多個關聯的資料庫440。在說明性實施例中，移動測量裝置452可經所述一個或多個網絡415與一個或多個眼科實驗室412通信以向所述一個或多個眼科實驗室412訂購框架和/或鏡片。

在說明性實施例中，移動測量裝置452訪問臉部特性測量模塊600，從而允許基於病人的一個或多個圖像獲得病人的穿戴測量的準確位置。移動測量裝置452能夠被用於獲得例如單眼瞳孔間距離(PD)、雙眼PD、單眼近PD、雙眼近PD、頂點距離和該類型的其它測量值。這些測量值可隨後被發送給一個或多個眼科實驗室並且例如由所述一個或多個眼科實驗室使用以便為病人生產定製的鏡片。

系統410還可包括桌上型計算機454，桌上型計算機454經所述一個或多個網絡415以可操作方式耦合到資料庫440和臉部特性測量伺服器400。桌上型計算機454可被用於運行業務管理軟體，在業務管理軟體可接收並且存儲另外的信息或臉部特性測量值。在各種實施例中，臉部特性測量值、病人的圖像等可由桌上型計算機454使用以顯示數據或允許ECP圖解各種眼鏡框架將會在病人臉上看起來如何。

所述一個或多個計算機網絡415可包括各種類型的有線或無線計算機網絡中的任何計算機網絡，諸如網際網路、專用內聯網、網狀網絡、公共交換電話網絡(PSTN)或任何其它類型的網絡(例如，使用Bluetooth或近場通信以方便計算機之間的通信的網絡)。可例如經區域網(LAN)或經網際網路實現臉部特性測量伺服器400和資料庫440之間的通信鏈路。

圖5圖解計算機架構520的圖形表示，計算機架構520能夠如圖4中所示在系統410內例如用作移動測量裝置452、桌上型計算機454之一或者用作臉部特性測量伺服器400。

在特定實施例中，計算機520可連接(例如，聯網)到LAN、內聯網、外聯網和/或網際網路中的其它計算機。如上所述，計算機520可在客戶機-伺服器網絡環境中用作伺服器或客戶計算機，或者在對等(或分布式)網絡環境中用作對等計算機。另外，儘管僅圖解單一計算機，但術語「計算機」、「處理器」或「伺服器」也應該被理解為包括單獨地或共同地執行一組(或多組)指令以執行這裡討論的方法中的任何一個或多個方法的計算機的任何集合。

示例性計算機520包括經總線532彼此通信的處理裝置502、主內存504(例如，只讀存儲器(ROM)、快閃記憶體、動態隨機存取存儲器(DRAM)(諸如，同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等))、靜態內存506(例如，快閃記憶體、靜態隨機存取存儲器(SRAM)等)和數據存儲裝置518。

處理器502代表一個或多個通用處理裝置，諸如微處理器、中央處理單元等。更具體地講，處理器502可以是複雜指令集計算(CISC)微處理器、精減指令集計算(RISC)微處理器、超長指令字(VLIW)微處理器或實現其它指令集的處理器或實現指令集的組合的處理器。處理器502還可以是一個或多個專用處理裝置，諸如專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)、數位訊號處理器(DSP)、網絡處理器等。處理器502可被配置為執行用於執行這裡討論的各種操作和步驟的處理邏輯526(例如，臉部特性測量模塊600)。

計算機520還可包括網絡接口裝置508。計算機520也可包括視頻顯示單元510(例如，液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT))、字母數字輸入裝置512(例如，鍵盤)、光標控制裝置514(例如，滑鼠)和信號產生裝置516(例如，揚聲器)。

數據存儲裝置518可包括非暫態計算機可訪問存儲介質530(也被稱為非暫態計算機可讀存儲介質或非暫態計算機可讀介質)，非暫態計算機可訪問存儲介質530存儲有實現這裡描述的任何一種或多種方法或功能的一組或多組指令(例如，具有臉部特性測量模塊600的形式的軟體522)。軟體522還可在由計算機520執行軟體522期間完全或至少部分地位於主內存504內和/或位於處理器502內，主內存504和處理器502也構成計算機可訪問存儲介質。還可經網絡接口裝置508在網絡415上發送或接收軟體522。

儘管計算機可訪問存儲介質530在示例性實施例中被示出為單一介質，但術語「計算機可訪問存儲介質」應該被理解為包括存儲所述一組或多組指令的單一介質或多個介質(例如，集中式或分布式資料庫和/或關聯的高速緩存和伺服器)。術語「計算機可訪問存儲介質」也應該被理解為包括這樣的任何介質：該介質能夠存儲、編碼或傳送用於由計算機執行的一組指令並且使計算機執行本發明的任何一種或多種方法。術語「計算機可訪問存儲介質」因此應該被理解為包括但不限於固態內存、光學和磁介質等。

用於測量臉部特性的示例性方法

可按照任何合適的方式實現用於測量臉部特性的方法的各種實施例。例如，該系統的功能的各種方面可由某些系統模塊(包括臉部特性測量模塊600)執行。以下參照圖6更詳細地討論這個模塊。通過參照本公開，應該理解，與模塊600關聯的方法描述由本系統執行的方法步驟的示例性實施例，並且通過添加其它步驟、通過去除圖6中描述的一個或多個方法步驟或者通過按照除呈現圖6中描述的一個或多個方法步驟的次序之外的次序執行所述一個或多個方法步驟，可創建其它示例性實施例。

概述

描述根據說明性實施例的使用移動測量裝置452的方法。ECP經移動測量裝置452訪問臉部特性測量模塊600。在說明性實施例中，移動測量裝置452被配置為在病人佩戴眼鏡框架時捕獲病人的圖像，該眼鏡框架具有使用上述幾何圖案安裝裝置200以可移除方式連接到眼鏡框架的幾何圖案100。

ECP在移動測量裝置452中的數位照相機的視場中定位佩戴選擇的框架或物體的病人，所述選擇的框架或物體具有使用幾何圖案安裝裝置200安裝在它上面的幾何圖案100。ECP隨後在移動測量裝置452上(例如，在客戶測量裝置452上的屏幕或顯示器上)捕獲病人或物體的一個或多個圖像。捕獲圖像可被例如存儲在移動測量裝置452的內存中和/或存儲在所述一個或多個資料庫440中。在說明性實施例中，ECP按壓或觸摸移動測量裝置452上的按鈕以激活移動測量裝置452中所包含的數位照相機並且捕獲病人或物體的（一個或多個）圖像。

臉部特性測量模塊

圖6是由示例性臉部特性測量模塊600執行的操作的流程圖。在特定實施例中，臉部特性測量模塊600可方便測量用戶(例如，諸如正在配眼鏡的病人)的臉部特性。

當執行臉部特性測量模塊600時，在步驟610，通過接收包括幾何圖案的第一圖像，該系統開始。在各種實施例中，幾何圖案可以是任何合適的幾何圖案(諸如，在本公開中描述的任何幾何圖案100)。在特定實施例中，第一圖像包括用戶的臉的至少一部分(例如，包括用戶或另一個人希望測量的用戶的臉的特性的用戶的臉的至少一部分)。在特定實施例中，第一圖像中的幾何圖案被布置在安裝裝置(例如，幾何圖案安裝裝置200)上，該安裝裝置可例如連接到由用戶佩戴的眼鏡。在特定實施例中，該系統可從任何合適的圖像捕獲裝置(例如，桌上型計算機或任何合適的移動計算裝置)接收第一圖像。

在特定實施例中，該系統可被配置為基本上自動地檢測第一圖像內的幾何圖案。也就是說，系統410分析捕獲圖像並且定位捕獲圖像內的幾何圖案100。也就是說，系統410使用已知圖像處理技術和/或算法定位捕獲圖像內的第一幾何屬性和第二幾何屬性中的每個幾何屬性的中心。在說明性實施例中，系統410通過過濾和分析捕獲圖像來定位第一幾何屬性和第二幾何屬性中的每個幾何屬性的中心。該過濾過程涉及高斯模糊、自定義顏色通道操縱、強度閾值化和用於連通分量標記的Suzuki85算法的組合。該過濾過程產生定義幾何圖案100的可能的位置的一組點。根據幾個準則(諸如但不限於，形狀區域、幾何屬性的尺寸和相對於形狀的某個閾值距離內的類似形狀的存在)分析所述一組點或形狀。如果前述形狀滿足以上準則，則該形狀被視為成功匹配。

例如，在各種實施例中，系統410可使用多種圖案檢測方法。例如，在各種實施例中，可使用用於圖案檢測的第一組方法，該方法(1)隔離圖案的搜索區域，(2)利用最小失真增加邊緣清晰度，(3)在RGB顏色空間中獲得輪廓，(4)過濾最內側的輪廓，(5)將輪廓添加到輪廓列表，以及(6)對於另外的輪廓重複該過程。一旦所有可疑輪廓已被處理，如果存在下面的情況，則輪廓和/或輪廓對被從輪廓列表濾除：(1)它們的多邊形角度不與幾何圖案中的預期角度匹配，(2)輪廓的區域位於預期區域幾何圖案之外，(3)高度/寬度比處於幾何圖案的預期高度/寬度比之外，(4)輪廓對不在彼此的中心點的指定距離內，(5)輪廓對之間的面積比處於幾何圖案的指定比率之外，以及(6)輪廓對之間的水平角處於幾何圖案的指定水平角之外。

在這些實施例，如果捕獲圖像包含不好的照明和不好的聚焦並且第一組圖案檢測方法失敗，則該系統可被配置為使用用於圖案檢測的第二組方法，該方法(1)隔離幾何圖案的搜索區域，(2)調整圖像對比度以便能夠使該系統更好地檢測幾何圖案，(3)獲得灰度輪廓，(4)將輪廓添加到輪廓列表，然後(5)應用以上參照第一組圖案檢測方法描述的過濾過程。

最後，如果該系統不能使用第一和第二組圖案檢測方法檢測幾何圖案，則該系統可被配置為應用第三組圖案檢測方法，該方法(1)隔離幾何圖案的搜索區域，(2)獲得色調飽和值通道過程並且應用閾值，(3)獲得灰度輪廓，(4)將輪廓添加到輪廓列表，然後(5)應用以上參照第一組圖案檢測方法描述的過濾過程。

一旦檢測到圖案，系統410隨後確定捕獲圖像內的第一幾何屬性和第二幾何屬性之間的距離。在說明性實施例中，根據像素確定由捕獲圖像內的幾何圖案100創建的第一幾何屬性和第二幾何屬性之間的距離。如以上參照圖2所述，捕獲圖像內的第一幾何屬性和第二幾何屬性的中心應該等於距離114(圖2)，例如彼此分開大約十六毫米。

在步驟620，通過至少部分地基於幾何圖案為第一圖像確定參考標度，該系統繼續進行。在各種實施例中，參考標度的確定可部分地基於幾何圖案的已知特性。例如，該系統可至少部分地基於幾何圖案的兩個幾何屬性之間的已知距離確定參考標度。幾何屬性可包括幾何圖案的任何合適的部分，諸如例如圖2中示出的幾何圖案的兩個基本上正方形的幾何屬性110和幾何屬性120的中心之間的距離。在其它實施例中，該已知距離可包括幾何圖案內的任何合適的參考點之間的任何合適的距離。這些參考點可包括幾何圖案包括的幾何屬性的任何合適的部分(例如，一個或多個幾何屬性的邊緣之間的距離、一個或多個幾何屬性的內邊界部分之間的距離或任何其它合適的距離)。繼續以上的例子，將第一距離114與第一和第二屬性的中心之間的以像素為單位的測量距離進行比較。因此，系統410為捕獲圖像確定縮放因子。

在各種實施例中，確定參考標度還包括：調整參考標度以校正由於相對於移動測量裝置452中的圖像傳感器的平面的幾何參考圖案的未對準而產生的誤差。例如，系統410可顧及俯仰誤差(例如，當幾何圖案的平面相對於圖像傳感器的平面圍繞水平軸線旋轉時)、偏航誤差(例如，當幾何圖案100的平面相對於圖像傳感器的平面圍繞垂直軸線旋轉時)和滾動誤差(例如，幾何圖案的平面相對於傳感器的平面圍繞與幾何圖案的面正交的軸線旋轉)。在其它實施例中，該系統可被配置為還通過校正由用於捕獲圖像的圖像傳感器的平面相對於幾何圖案的平面的俯仰、滾動和和偏航角中的一個或多個角度的變化引起的誤差來至少部分地校正測量的參考標度。在又其它實施例中，該系統被配置為校正幾何圖案平面和圖像傳感器平面的起源的變化。

在特定實施例中，該系統還被配置為校正由幾何圖案和用戶的眼睛之間的距離引起的誤差。如從本公開可理解的，當佩戴安裝有包含幾何圖案的參考裝置的眼鏡時，幾何圖案將會與佩戴者的眼睛分隔開一定距離。因此，由於這種距離導致的誤差取決於從圖像傳感器到鏡片平面的距離和從鏡片平面到佩戴者的眼睛的距離。該系統可被配置為在確定參考標度時使用任何合適的算法補償這種偏移，可例如至少部分地基於平均偏移、當捕獲圖像時圖像捕獲裝置和用戶之間的距離或任何其它合適的因素確定該偏移。

返回到步驟630，該系統使用參考標度測量用戶的至少一個臉部特性。所述至少一個臉部特性可包括瞳孔間距離(例如，用戶的瞳孔之間的距離)、頂點距離(例如，校正鏡片的後表面和用戶的角膜的前側之間的距離)、病人的前傾角度(panto)測量值或來自一個或多個捕獲圖像的用戶的臉的任何其它合適的特性。通過從第一圖像測量特性(例如，通過將測量值確定為第一圖像內的像素的數量)並且基於參考標度將該測量值轉換成距離(例如，將測量的像素的數量轉換成以英寸、毫米或其它合適的測量單位為單位的距離)，該系統可使用參考標度測量所述至少一個臉部特性，其中轉換的測量值至少通常對應於所述至少一個臉部特性的實際測量值(例如，用戶的臉上的兩個點之間的真實世界距離)。

作為說明性例子，為了獲得或計算單眼PD(單眼PD是從病人的每個瞳孔(例如，使用從角膜反射的光)到病人的鼻子的中心(例如，框架鼻梁架的中心所在的位置)的距離)和雙眼PD(雙眼PD是病人的瞳孔之間的距離)，病人應該面對移動測量裝置452。ECB隨後在數位照相機的視場中定位佩戴選擇的框架的病人，其中病人面對移動測量裝置452。

一旦移動測量裝置452捕獲病人的第一圖像，系統410例如使用臉識別和3-D渲染技術分析第一圖像，並且確定病人的尺寸和維度。系統410隨後分析該圖像，並且確定或計算病人的單眼PD和雙眼PD測量值。

為了獲得或計算頂點距離(頂點距離是鏡片的後表面和病人的角膜的前側之間的距離)和前傾角度(前傾角度是鏡片和框架前側的平面與臉的額平面之間的角度)，病人應該大約九十度地背對移動測量裝置452。ECB在移動測量裝置452的視場中定位佩戴選擇的框架的病人，其中病人大約九十度地背對移動測量裝置452，並且ECB捕獲病人的第二圖像。系統410例如使用臉識別和3-D渲染技術分析第二圖像，並且確定病人的頭的尺寸和維度。系統410隨後分析該圖像，並且確定或計算佩戴選擇的框架的病人的頂點距離和前傾角度測量值。

通過確定鏡片和框架前側的平面與病人的臉的額平面之間的角度來確定前傾角度。例如，病人的臉的額平面可以是垂直的，並且鏡片和框架前側的平面可以稍微傾斜，例如創建直角三角形的斜邊，其中直角三角形的高度或直角三角形的鄰邊(Adj.)是病人的臉的額平面。從病人的臉的額平面到鏡片和框架前側的平面的水平距離創建直角三角形的對邊。因此，斜邊和鄰邊的長度是從直角三角形的對邊到病人的臉的額平面與鏡片和框架前側的平面相交的點的相應距離。系統410能夠確定該直角三角形的每個邊的以像素為單位的長度，然後使用參考標度將這些距離轉換成足夠的單位(例如，英寸、mm等)。

一旦該系統計算各種感興趣的臉部特性，系統410可被配置為將測量值存儲在所述一個或多個資料庫440中以用於以後的檢索和使用。在各種實施例中，可結合病人的信息存儲測量值。

結論

本發明所屬領域技術人員將會想到具有在前面的描述和關聯附圖中呈現的教導的益處的本發明的許多修改和其它實施例。例如，考慮到本公開，如本領域技術人員所將會理解，本發明可採用以各種不同機械和操作配置的形式。例如，在這個實施例中描述的眼鏡可包括任何其它合適的眼鏡，諸如例如滑雪或遊泳護目鏡、太陽眼鏡、安全護目鏡或眼鏡等。因此，應該理解，本發明不限於公開的特定實施例，並且修改和其它實施例旨在被包括在所附示例性構思的範圍內。雖然這裡採用了特定術語，但僅在一般的描述性意義上而非為了限制的目的使用這些術語。