一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法技术

本发明专利技术公开了一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，涉及测量技术领域，包括以下步骤：S1、像素当量标定；S2、图像信息获取；S3、镜框水平尺寸与垂直尺寸获取；S4、镜框框槽尺寸获取；S5、信息补充。该镜框内边缘轮廓尺寸测量方法采用面阵CCD相机采集待测量眼镜镜框图像，对图像采集结果进行图像处理，实现对镜框内边缘轮廓尺寸的高效、精确测量，且该测量方式不同于传统的接触式测量，具有测量速度快的优点，不仅仅测量得到眼镜镜框的水平尺寸与宽度尺寸信息，同时还对镜框的框槽以及缺失的内轮廓信息进行补充，对缺失部分轮廓进行高阶曲线拟合，最终还原眼镜镜框内边缘轮廓，符合当今互联网时代下镜框在线选择、远程配镜的消费者需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法


[0001]本专利技术涉及测量
，具体为一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法。

技术介绍

[0002]眼镜是当前社会中相当大一部分人群生活中的必需品，随着生活水平的提高以及民众对于眼部健康的重视，对于眼镜行业这个传统行业也提出了快速精准匹配、个性化与智能化配镜的更高要求。因此，能够快速准确的得到待配眼镜镜框的轮廓尺寸信息，便于传输给镜片磨边模块完成快速配镜是具有重要意义的。
[0003]国内以往的配镜模式在很大程度上仍然依赖于机器扫描模板并传输给磨边系统进行加工，配镜流程十分传统，而较先进的全自动配镜设备主要来自于国外的一些厂家，比较知名的有法国依视路(ESSILOR)、日本尼德克(NIDEK)、日本拓普康(TOPCON)等公司，他们所生产的集镜框轮廓扫描与镜片磨边功能一体化的全自动磨边机已广泛投入使用，实现了真正的免模制造，但价格昂贵，难以让大多数眼镜店推广使用。
[0004]目前我国生产的磨边机无论是在质量还是精度上都与国外产品有很大的差距，且这种接触式测量的方法需要对待配眼镜镜框进行实时扫描获取镜框轮廓尺寸数据，扫描速度慢，不符合当今互联网时代下镜框在线选择、远程配镜的消费者需求，另外，该方法涉及多种运动机构，对于机械加工精密度要求很高，涉及到的数据传递模块复杂，大大提高了设计的难度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现、一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，包括以下步骤：
[0007]S1、像素当量标定；
[0008]S2、图像信息获取；
[0009]S3、镜框水平尺寸与垂直尺寸获取；
[0010]S4、镜框框槽尺寸获取；
[0011]S5、信息补充。
[0012]进一步的，所述一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法包括以下具体步骤：
[0013]S1、像素当量标定
[0014]取已知外形轮廓尺寸信息的标准件作为参照物，采集具有参照物的图像为参照图像，获取参照图像中的参照物在图像坐标系中的像素坐标，并根据参照物的物理尺寸以及参照图像中参照物的像素坐标确定参照物实际尺寸与像素数的比例关系；
[0015]S2、图像信息获取
[0016]将待测眼镜镜框置于载物台上，并采集待测眼镜镜框的图像，随后对图像进行图
像预处理后，获取眼镜镜框图像的边缘点信息；
[0017]S3、镜框水平尺寸与垂直尺寸获取
[0018]根据上述S1和S2所获取的眼镜镜框图像边缘信息，设置参数筛选眼镜镜框内边缘轮廓，依据眼镜镜框的方框法测量系统，以镜框内轮廓相切的矩形框作为确定眼镜镜框尺寸测量的基础，对轮廓进行最小旋转外接矩形运算，利用S1中所得实际尺寸与像素数的比例关系换算得到眼镜镜框内边缘轮廓水平尺寸与垂直尺寸信息；
[0019]S4、镜框框槽尺寸获取
[0020]根据上述S3步骤可设置另一参数筛选眼镜镜框外边缘轮廓，分别寻找上述眼镜镜框内边缘轮廓与眼镜镜框外边缘轮廓的相对应的上下边界点，则可利用S1步骤中所得实际尺寸与像素数的比例关系换算得到眼镜镜框框槽宽度尺寸信息；
[0021]S5、信息补充
[0022]提取待测眼镜镜框图像中眼镜镜框内边缘轮廓信息，对于鼻托等缺失轮廓部分，取待测眼镜镜框图像中眼镜镜框外边缘轮廓信息可信的边缘轮廓，根据获得镜框框槽宽度对缺失的内轮廓边缘像素信息进行补充，并对缺失部分轮廓进行高阶曲线拟合，最终还原眼镜镜框内边缘轮廓；
[0023]进一步的，所述S1像素当量标定过程中标准件可以为标准量块或标准二维图形，所述参照物实际尺寸与像素数的比例关系为：k＝d
pixel
/d，公式中k为给定量度单位的像素比例，单位为pxiel/mm，体现了测量系统像素尺寸和实际物理尺寸之间的转换关系，d为参照物的实际尺寸，d
pixel
为所述标准件在测量系统下以像素为单位的尺寸。
[0024]进一步的，所述S2图像信息获取过程中采集待测眼镜镜框的图像后，需要对所述图像进行图像预处理，即对采集的待测眼镜镜框图像进行灰度图像转换与图像去噪，通过对采集的待测眼镜镜框图像进行灰度化处理生成灰度图像，接着基于高斯滤波器平滑处理灰度图像，即设置一个模板(或称卷积、掩膜)扫描图像中的每一个像素，用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值去替代模板中心像素点的值，从而去除图像噪点。
[0025]进一步的，所述S2图像信息经过灰度图像转换与图像去噪后，采用基于Canny边缘检测算子的边缘检测方法提取眼镜镜框边缘轮廓信息，Canny边缘检测算子实现，包含步骤：获取过程中通过高斯滤波，根据待滤波的像素点及其领域点的灰度值按照高斯公式生成的参数规则进行加权平均，滤除待测图像中叠加的高频噪声；采用梯度算子计算图像中每个像素点的梯度强度和方向，通过获取的梯度幅值和梯度方向对图像边缘应用非极大值抑制操作，剔除大部分非边缘点；应用双阈值检测，将梯度值高于高阈值的边缘像素标记为强边缘像素，将梯度值小于高阈值并且大于低阈值的边缘像素标记为弱边缘像素，将梯度值小于低阈值的边缘像素抑制，通过抑制孤立的弱边缘最终完成待测眼镜镜框图像所有边缘信息的检测。
[0026]进一步的，所述S2图像信息经轮廓边缘信息提取后进行形态学处理，即基于形态学算法去除待测眼镜镜框图像边缘信息中干扰性的较细纹理，即设置合适的内核参数，对待测眼镜镜框边缘图像进行先膨胀后腐蚀的闭运算，排除待测眼镜镜框边缘图像中的小型黑洞区域，对高亮区域之间的暗区域进行高亮化处理，使待测镜框的内边缘轮廓与外边缘轮廓明晰。
[0027]进一步的，所述S3镜框水平尺寸与垂直尺寸获取过程中眼镜镜框内边缘轮廓的水
平尺寸与垂直尺寸信息是基于包含眼镜镜框内边缘轮廓的最小相切旋转外接矩形的长度像素数与宽度像素数与像素当量标定的像素比例k换算获得。
[0028]进一步的，所述S4镜框框槽尺寸获取过程中眼镜镜框框槽宽度尺寸信息是基于眼镜镜框内边缘轮廓与眼镜镜框内边缘轮廓的上下极点像素坐标算数平均值与像素当量标定的像素比例k换算获得。
[0029]进一步的，所述S5信息补充过程中对于眼镜镜框内边缘轮廓的还原是基于镜框各部分的框槽宽度一致的假设，通过在形态学处理过程中调整模板内核尺寸，筛选合适参数使不影响轮廓检测的前提下最大限度的还原被遮挡部分轮廓信息，对于缺失部分的镜框轮廓信息，根据已测得镜框框槽宽度像素数，由外轮廓可信的边缘轮廓向缺失的内轮廓方向边缘进行像素信息补充，并对缺失部分轮廓进行高阶曲线拟合完成眼镜镜框内边缘轮廓的还原。
[0030]本专利技术提供了一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，具备以下有益效果：该镜框内边缘轮廓尺寸测量方法采用面阵CCD相机采集待测量眼镜镜框图像，对图像采集结果进行图像处理，实现对镜框内边缘轮廓尺寸的高效、精确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、像素当量标定；S2、图像信息获取；S3、镜框水平尺寸与垂直尺寸获取；S4、镜框框槽尺寸获取；S5、信息补充。2.根据权利要求1所述的一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，其特征在于，所述一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法包括以下具体步骤：S1、像素当量标定取已知外形轮廓尺寸信息的标准件作为参照物，采集具有参照物的图像为参照图像，获取参照图像中的参照物在图像坐标系中的像素坐标，并根据参照物的物理尺寸以及参照图像中参照物的像素坐标确定参照物实际尺寸与像素数的比例关系；S2、图像信息获取将待测眼镜镜框置于载物台上，并采集待测眼镜镜框的图像，随后对图像进行图像预处理后，获取眼镜镜框图像的边缘点信息；S3、镜框水平尺寸与垂直尺寸获取根据上述S1和S2所获取的眼镜镜框图像边缘信息，设置参数筛选眼镜镜框内边缘轮廓，依据眼镜镜框的方框法测量系统，以镜框内轮廓相切的矩形框作为确定眼镜镜框尺寸测量的基础，对轮廓进行最小旋转外接矩形运算，利用S1中所得实际尺寸与像素数的比例关系换算得到眼镜镜框内轮廓水平尺寸与垂直尺寸信息；S4、镜框框槽尺寸获取根据上述S3步骤可设置另一参数筛选眼镜镜框外边缘轮廓，分别寻找上述眼镜镜框内边缘轮廓与眼镜镜框外边缘轮廓的相对应的上下边界点，则可利用S1步骤中所得实际尺寸与像素数的比例关系换算得到眼镜镜框框槽宽度尺寸信息；S5、信息补充提取待测眼镜镜框图像中眼镜镜框内边缘轮廓信息，对于鼻托等缺失轮廓部分，取待测眼镜镜框图像中眼镜镜框外边缘轮廓信息可信的边缘轮廓，根据获得镜框框槽宽度对缺失的内轮廓边缘像素信息进行补充，并对缺失部分轮廓进行高阶曲线拟合，最终还原眼镜镜框内边缘轮廓。3.根据权利要求2所述的一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，其特征在于：所述S1像素当量标定过程中标准件可以为标准量块或标准二维图形，所述参照物实际尺寸与像素数的比例关系为：k＝d
pixel
/d，公式中k为给定量度单位的像素比例，单位为pxiel/mm，体现了测量系统像素尺寸和实际物理尺寸之间的转换关系，d为参照物的实际尺寸，d
pixel
为所述标准件在测量系统下以像素为单位的尺寸。4.根据权利要求2所述的一种镜框内边缘轮廓尺寸测量方法，其特征在于：所述S2图像信息获取过程中采集待测眼镜镜框的图像后，需要对所述图像进行图像预处理，即对采集的待测眼镜镜框图像进行灰度图像转换与图像去噪，通过对采集的待测眼镜镜框图像进行灰度化处理生成灰度图像，接着基于高斯滤波器平滑处理灰度图像，即设置一个模板(或称卷积、掩膜)扫描图像中的每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹静，唐瑜洁，冯思琪，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：