專利名稱：眼鏡形狀式樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于眼鏡鏡片形狀式樣及眼鏡鏡框前鏡邊形狀的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
在眼鏡鏡框制造業(yè)中，通常裝配于眼鏡鏡框之中的鏡片的周邊形狀是在未考慮各眼鏡使用者臉部特征的情況下設(shè)計(jì)的。因此，制造大量具有一定型式之標(biāo)準(zhǔn)眼鏡，并經(jīng)由零售商賣給消費(fèi)者。
各使用者皆具有其臉部特征，每個(gè)人具有不同的審美觀，及式樣之嗜好。因此，在設(shè)計(jì)眼鏡時(shí)，必須考慮各使用者的臉部特征及其審美感。然而，目前制造廠商及零售商只盲目地大量提供各種式樣、以及不同尺寸的眼鏡鏡框以滿足消費(fèi)者之所需。
因此，消費(fèi)者被迫選購(gòu)大量生產(chǎn)的一定型式的鏡片及鏡框，而這些鏡片及鏡框均是在未考慮各個(gè)消費(fèi)者之臉部特征及審美感的情況下設(shè)計(jì)的。
造成上述問題之一部分原因，是在為了以低成本制造一定型式的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)之生產(chǎn)系統(tǒng)中的生產(chǎn)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)所用加工工具所造成。
因此，需要有一種根據(jù)臉部特性的個(gè)人信息資料來設(shè)計(jì)眼鏡形狀式樣的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
本發(fā)明之一目的為，提供一種設(shè)計(jì)鏡片及鏡框之前鏡邊形狀式樣的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中根據(jù)各個(gè)使用者臉部特征的信息及其所需眼鏡式樣自動(dòng)地設(shè)計(jì)其形狀式樣。
本發(fā)明之另一目的為，將式樣信息轉(zhuǎn)換成控制數(shù)據(jù)，并將控制數(shù)據(jù)傳送至加工工具以便研磨鏡片及成型鏡框之鏡邊。
因此，依照本發(fā)明之一要旨，可提供一種根據(jù)臉部特性信息設(shè)計(jì)眼鏡形狀式樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中包括將個(gè)人臉部圖像作為圖像數(shù)據(jù)輸入的裝置;產(chǎn)生例如圖像數(shù)據(jù)的彩色補(bǔ)償及輪廓加強(qiáng)的裝置;抽出表示臉部輪廓特征及頭發(fā)、眉毛、眼睛、鼻子、及嘴巴特征之特征點(diǎn)的裝置;根據(jù)特征點(diǎn)設(shè)定多條水平、垂直、及傾斜補(bǔ)助線及補(bǔ)助線上之補(bǔ)助點(diǎn)的裝置;及決定界定鏡片形狀及眼鏡前框架之形狀的百杰(Bezier)曲線之拉椿點(diǎn)(anchor point)。
依照本發(fā)明之另一要旨，可提供一種眼鏡形狀式樣的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其包括將人物臉部圖像作為圖像數(shù)據(jù)輸入的裝置;對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖象處理的裝置;抽出表示臉部輪廓特征及人物的頭發(fā)、眉毛、眼睛、鼻子以及嘴巴特征的特征點(diǎn)的裝置;根據(jù)各特征點(diǎn)設(shè)定多條水平補(bǔ)助線、垂直補(bǔ)助線、傾斜補(bǔ)助線、以及各補(bǔ)助線上的補(bǔ)助點(diǎn)的裝置;決定界定眼鏡鏡片及前眼框形狀的百杰曲線的拉椿點(diǎn)的裝置;其中還包括將有關(guān)表示界定形狀之百杰曲線的數(shù)值信息轉(zhuǎn)換成由極座標(biāo)系統(tǒng)中的座標(biāo)值所構(gòu)成的信息的裝置;以及將轉(zhuǎn)換過的信息傳送至加工工具的裝置。
依照本發(fā)明之另一要旨，根據(jù)表示眼鏡的所需圖像之字控制百杰曲線之拉椿點(diǎn)。
下面依照


本發(fā)明最佳實(shí)施例。在圖中第1圖為本發(fā)明設(shè)計(jì)鏡片及前鏡邊所需要的臉部輪廓啄臉部中心部分之特征點(diǎn)的說明;
第2圖為用來說明設(shè)定表示眉毛特征之特征點(diǎn)的方法的說明圖;
第3圖為用來說明設(shè)定表示眼睛特征之特征點(diǎn)的方法的說明圖;
第4圖為用來說明設(shè)定表示鼻子特征之特征點(diǎn)的方法的說明圖;
第5圖為用來說明設(shè)定表示嘴巴特征之特征點(diǎn)的方法的說明圖;
第6圖為用來說明設(shè)定表示臉部輪廓線之特征之特征點(diǎn)的方法的說明圖;
第7圖為用來說明在眉毛及眼睛上的垂直補(bǔ)助線的說明;
第8圖為水平補(bǔ)助線的說明圖;
第9圖為傾斜補(bǔ)助線的說明圖;
第10圖為限制鏡片及鏡邊之形狀的補(bǔ)助線的說明;
第11、12、13、14、15及16圖為設(shè)定拉椿點(diǎn)的方法的說明圖;
第17、18、19、20及21圖為依照本發(fā)明之實(shí)施例的設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的眼鏡之例;
第22圖為本發(fā)明系統(tǒng)的方塊圖;
第23圖為本發(fā)明設(shè)計(jì)系統(tǒng)之動(dòng)作的流程圖。
本發(fā)明中，首選將使用人之臉部圖像以電腦利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行處理，以便執(zhí)行彩色補(bǔ)償、輪廓加強(qiáng)等。然后，從圖像中抽出表示臉部特征之特征點(diǎn)。根據(jù)特征點(diǎn)之位置設(shè)定垂直、水平及傾斜補(bǔ)助線及補(bǔ)助線上之任意補(bǔ)助點(diǎn)，以便形成百杰曲線拉椿點(diǎn)。根據(jù)對(duì)應(yīng)于百杰曲線之控制點(diǎn)之拉椿點(diǎn)，產(chǎn)生基本形狀以便設(shè)計(jì)最后形狀。
鏡片之周邊形狀及鏡框之鏡邊的形狀系由曲線所構(gòu)成。借助使用所謂之百杰曲線，可改變拉椿點(diǎn)及控制點(diǎn)位置而任意地形成曲線。由百杰(Bezier)所發(fā)明，使用參數(shù)表示特種表現(xiàn)公式的曲線被稱為百杰曲線。
所謂之“特征點(diǎn)”系指在所產(chǎn)生的臉部圖像中之各不同部分之輪廓線上的任意點(diǎn);而所謂之“補(bǔ)助點(diǎn)”系指從特征點(diǎn)劃出的補(bǔ)助線間之交點(diǎn)。各特征點(diǎn)、補(bǔ)助線及補(bǔ)助點(diǎn)系由2個(gè)英文字母所構(gòu)成之名稱，或由一個(gè)字母及一個(gè)數(shù)字所構(gòu)成之組合表示。
第1圖表示臉部中央部分之輪廓及特征點(diǎn)，在設(shè)計(jì)鏡片及鏡框前邊時(shí)需要使用。臉部輪廓中有10個(gè)特征點(diǎn)，分別為表示發(fā)線特征的點(diǎn)FA，F(xiàn)B，F(xiàn)H，表示從前額至頰部區(qū)域之特征的點(diǎn)F1，F(xiàn)C，F(xiàn)G，F(xiàn)J，及表示顎部特征之點(diǎn)FD、FE及FF。
劃出連結(jié)點(diǎn)FA與點(diǎn)FE之垂直補(bǔ)助線，連續(xù)點(diǎn)FI與點(diǎn)FJ之水平補(bǔ)助線，及連結(jié)點(diǎn)FC與點(diǎn)FG之水平補(bǔ)助線cg，以便形成位于臉部中央部分之交點(diǎn)。各交點(diǎn)被界定為補(bǔ)助點(diǎn)FS、FK。關(guān)于頭發(fā)之特征，系界定為通過臉部中央部分之垂直線與表示頭發(fā)頂部之輪廓之輪廓線交叉之點(diǎn)HO。
其次，設(shè)定表示臉部眉毛、眼睛、鼻子及口等各部分特征之特征點(diǎn)。如第2圖所示，關(guān)于眉毛系設(shè)定4個(gè)點(diǎn)作為特征點(diǎn)，包括眉毛內(nèi)端之點(diǎn)B0，眉毛頂部之點(diǎn)B1，及表示眉毛下方區(qū)域之特征之點(diǎn)B3。
如第3圖所示，關(guān)于眼睛系設(shè)定8個(gè)點(diǎn)作為特征點(diǎn)，包括瞳孔中心之點(diǎn)P0，眼睛黑圈之輪廓上之點(diǎn)P6、P7，表示眼臉特征之點(diǎn)P1、P2、P3、P4、P5。上述眼睛特征點(diǎn)之定義適用于眼睛張開時(shí)的圖像。
如第4圖所示，關(guān)于鼻子，其特征點(diǎn)是鼻子尖部N0點(diǎn)，及鼻子翼部之頂部N1點(diǎn)、N2點(diǎn)。
如第5圖所示，關(guān)于嘴唇是設(shè)定6個(gè)點(diǎn)作為特征點(diǎn)，包括上唇中央之凹部之點(diǎn)M0，M1，M5，嘴唇兩端之點(diǎn)M2、M4，及下唇下端之點(diǎn)M3。
根據(jù)上述特征點(diǎn)的位置計(jì)算各特征點(diǎn)間的距離，而且為了設(shè)定百杰曲線之拉椿點(diǎn)而劃出補(bǔ)助線。
如第6圖所示，在臉部輪廓之特征點(diǎn)中，劃出依次連接8個(gè)特征點(diǎn)(除了點(diǎn)FI及FJ以外)間之補(bǔ)助線f1，f2，f3，f4，f5，f6，f7，f8。同時(shí)又劃出通過特征點(diǎn)FA之水平補(bǔ)助線fa，及通過特征點(diǎn)FE之補(bǔ)助線fe。
如第7圖所示，在眉毛及眼睛上劃出垂直補(bǔ)助線m1至m8補(bǔ)助線m0為通過眉毛之特征點(diǎn)B0之垂直線;
補(bǔ)助線ml為通過眼睛黑圈輪廓最內(nèi)部邊緣之特征點(diǎn)P6之垂直線;
補(bǔ)助線m2為通過瞳孔中心之特征點(diǎn)P0的垂直線;
補(bǔ)助線m3為通過眼睛黑圈輪廓最外部邊緣之特征點(diǎn)P7的垂直線;
補(bǔ)助線m4為通過眼睛白色部分之最外部邊緣之特征點(diǎn)P3的垂直線;
補(bǔ)助線m5為通過將眉毛之特征點(diǎn)B0至眼睛之內(nèi)部端緣之特征點(diǎn)間之水平距離分成一半之點(diǎn)的垂直線;
補(bǔ)助線m6為通過眼睛白色部分之最內(nèi)部邊緣之特征點(diǎn)P1的垂直線;
補(bǔ)助線m8為通過位于眼睛特征點(diǎn)P1與P4間之水平距離之2/3位置之點(diǎn)的垂直線。
如第8圖所示，劃出水平補(bǔ)助線k0至k9
補(bǔ)助線k0為通過沿著補(bǔ)助線m2，在眼睛特征點(diǎn)P0與P5之間，位于特征點(diǎn)P0上方相等于垂直距離之位置的水平線;
補(bǔ)助線k1為通過眼睛特征點(diǎn)P2的水平線;
補(bǔ)助線k2為通過眼睛特征點(diǎn)P0的水平線;
補(bǔ)助線k3為連結(jié)右眼與左眼間之特征點(diǎn)P5的水平線;
補(bǔ)助線k4為通過位于補(bǔ)助線k3下方相等于水平線k3與k2間之垂直距離之位置的水平線;
補(bǔ)助線k5為通過補(bǔ)助線k3下方相等于水平線k3與k0間之垂直距離之位置的水平線;
補(bǔ)助線k7為通過連結(jié)下部眼臉之特征點(diǎn)之補(bǔ)助線k3下方相等于眉毛之水平線k3與特征點(diǎn)B3間之垂直距離之位置的水平線;
補(bǔ)助線k8為通過鼻尖之特征點(diǎn)NO的水平線;
補(bǔ)助線k9為連結(jié)嘴唇右端之特征點(diǎn)M2與嘴唇左端之特征點(diǎn)M4的水平線;
補(bǔ)助線k6為位于連結(jié)各瞳孔中心之補(bǔ)助線k3與通過鼻尖特征點(diǎn)之補(bǔ)助線k8之垂直中心位置的水平線。
如第9圖所示，劃出傾斜補(bǔ)助線n0～n4補(bǔ)助線n0為連結(jié)眉頭之特征點(diǎn)B0與眉尾特征點(diǎn)B2之線;
補(bǔ)助線n1為從水平補(bǔ)助線k2與中央垂直線之交點(diǎn)FS劃至鼻子特征點(diǎn)N1及N2的直線;
補(bǔ)助線n2為平行于補(bǔ)助線n1而且通過后述之拉椿點(diǎn)AI之線;
補(bǔ)助線n3為連結(jié)各眉毛之特征點(diǎn)B0與B3之線;
補(bǔ)助線n4為連結(jié)各眉毛之特征點(diǎn)B0與B1之線;
如第10圖所示，劃出限制鏡片及鏡框鏡邊之形狀的補(bǔ)助線gr及gl。各線限制鏡片及眼鏡鏡邊之最大水平寬度，并且垂直相交于通過特征點(diǎn)FA的水平線fa及通過特征點(diǎn)FE的水平線fe。補(bǔ)助線gr為位于臉部右側(cè)的垂直線，而補(bǔ)助線gl為位于臉部左側(cè)的垂直線。
朝向水平向的補(bǔ)助線gr及gl根據(jù)臉部特征點(diǎn)FA及FE間之垂直距離而改變。
假設(shè)補(bǔ)助線gr與gl間的水平距離為X，特征點(diǎn)FA與FE間之垂直距離為Y，則X Fe y/1.414至y/1.613之間的范圍內(nèi)。該范圍內(nèi)的數(shù)值X、Y之?dāng)?shù)值根據(jù)判斷后述之臉部型式的結(jié)果來決定。
補(bǔ)助線fa，fe，及gr，gl總括地稱為基本臉部線。
其次，利用根據(jù)特征點(diǎn)決定之特征點(diǎn)及補(bǔ)助線，可決定百杰曲線之控制點(diǎn)，亦即拉椿點(diǎn)補(bǔ)助點(diǎn)，以便劃出鏡片及鏡框鏡邊之形狀。
用來控制百杰曲線及臉部特征點(diǎn)之拉椿點(diǎn)與補(bǔ)助點(diǎn)間的位置關(guān)系依照如下的步驟決定。此時(shí)，各拉椿點(diǎn)系由英文字母所構(gòu)成的名字表來表示。此后，拉椿點(diǎn)系假設(shè)使用相同之定義于臉部右半部與左半部而設(shè)定。
如第11圖所示，拉椿點(diǎn)AA位于補(bǔ)助線k0上，而且位于從臉部之中央垂直線朝向右方向及向左方向離開各特征點(diǎn)P1間之距離，亦即各眼睛內(nèi)端部之距離乘以一定值之距離之位置。
然后，依照補(bǔ)助線n3與水平方向所形成之傾斜度如下述的設(shè)定拉椿點(diǎn)AB及AD。
(1)如第11圖所示，補(bǔ)助線n3與水平方向間之角度小于一定角度，而眼睛特征點(diǎn)P1較眉毛特征點(diǎn)B0更靠近臉部中央時(shí)，將拉椿點(diǎn)AB設(shè)定于補(bǔ)助線m6上，眉毛特征點(diǎn)B0下方一定距離之位置，將拉椿點(diǎn)AD設(shè)定于補(bǔ)助線m4與從拉椿點(diǎn)AB平行于補(bǔ)助線n3劃出的直線之交點(diǎn)的位置。
如第12圖所示，假設(shè)特征點(diǎn)P1與B0之水平位置相同而其他條件亦相同時(shí)，拉椿點(diǎn)AB系設(shè)定在補(bǔ)助線m5上，眉毛特征點(diǎn)B0下方一定距離之位置，而拉椿點(diǎn)AD系設(shè)在補(bǔ)助線m4與從拉椿點(diǎn)AB平行于補(bǔ)助線n3劃出之線的交叉點(diǎn)。
(2)如第13圖所示，假設(shè)補(bǔ)助線n3與水平方向之角度大于一定角度，而眼睛特征點(diǎn)P1較眉毛特征點(diǎn)B0更靠近臉部中央時(shí)，將拉椿點(diǎn)AD設(shè)定于特征點(diǎn)B3，將拉椿點(diǎn)AB設(shè)定于補(bǔ)助線m6與從拉椿點(diǎn)AD平行于補(bǔ)助線n4劃出之線的交叉點(diǎn)位置。
如第14圖所示，假設(shè)特征點(diǎn)P1與B0之水平位置相同而其他條件亦相同時(shí)，拉椿點(diǎn)AD系設(shè)定在特征點(diǎn)B3，而拉椿點(diǎn)AB系設(shè)定在補(bǔ)助線m5與從拉椿點(diǎn)AD平行于補(bǔ)助線n4劃出之線的交叉點(diǎn)位置。
拉椿點(diǎn)AE及AF之位置系根據(jù)測(cè)試臉部輪廓線之各特征點(diǎn)間之相對(duì)距離，由補(bǔ)助線qr及ql界定之基本臉部線的位置，及設(shè)計(jì)對(duì)象人物之性別的臉部分類結(jié)果來決定。
臉型可根據(jù)臉部輪廓線上之各特征點(diǎn)之相對(duì)距離分類為圓型、長(zhǎng)四方型、短型、倒三角型、菱形、下巴豐滿型、長(zhǎng)型、及檸檬型。
對(duì)于分類之各臉型，將拉椿點(diǎn)AE及AF設(shè)定于水平補(bǔ)助線與圓弧之交叉點(diǎn)。
首先，將第1圓弧的圓弧半徑RA界定為相等于中央垂線ae與補(bǔ)助線qr及ql間之水平距離的數(shù)值。
然后，設(shè)定第2圓弧的圓弧半徑RB使其等于將瞳孔左右中心之特征點(diǎn)P0之間的距離與中央垂直線ae和補(bǔ)助線qr及ql之間的水平距離相加之水平距離。
此外，如第15圖所示，將兩種圓弧之中心點(diǎn)位置定義為中心位置Q1為補(bǔ)助線k0上，而且距離qr或ql相當(dāng)于圓弧半徑RB之點(diǎn);
中心位置Q3為補(bǔ)助線k3上，而且距離qr或ql相當(dāng)于圓弧半徑RB之點(diǎn);
中心位置Q6為補(bǔ)助線k0上，而且距離qr或ql相當(dāng)于圓弧半徑RA之點(diǎn);
中心位置Q8為補(bǔ)助線k3上，而且距離qr或ql相當(dāng)于圓弧半徑RA之點(diǎn);
中心位置Q10為補(bǔ)助線k5上，而且距離qr或ql相當(dāng)于圓弧半徑RA之點(diǎn)。
如第15圖所示，圓臉的男人或女人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為中心點(diǎn)位于中央位置Q1之補(bǔ)助線k4與圓弧半徑為RB之圓弧之交點(diǎn)。
短形臉的男人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與中心點(diǎn)位于中央位置Q3之半徑為RB之圓弧的交叉點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k4與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)。
短形臉的女人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與中心位于中央位置Q8之半徑為RA之圓弧之交叉點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k4與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)。
短型臉的男人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與位于中央位置Q3中心之半徑為RB之圓弧的交叉點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF補(bǔ)助線k4與補(bǔ)助線qr及ql之交點(diǎn)。
短型臉的女人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與位于中央位置Q8中心之半徑RA之圓弧之交點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k4與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)。
倒三角形臉的男人或女人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與位于中央位置Q10之半徑為RA之圓弧之交點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k5與補(bǔ)助線qr及ql之交點(diǎn)。
菱形臉的男人或女人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線K0與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k4與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)。
下巴豐滿型臉的男從或女從之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與位于中央位置Q3中心之半徑RB之圓弧之交叉點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k4與位于中央位置Q6中心的半徑為RA之圓弧之交叉點(diǎn)。
長(zhǎng)型臉的男人或女人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與位于中央位置Q3中心之半徑RB之圓弧之交點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k4與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)。
檸檬型臉的男人或女人之拉椿點(diǎn)AE為補(bǔ)助線k0與位于中央位置Q3中心之半徑RB之圓弧之交點(diǎn)，而拉椿點(diǎn)AF為補(bǔ)助線k4與補(bǔ)助線qr及ql之交叉點(diǎn)。
如第16圖所示，拉椿點(diǎn)AH位于垂直補(bǔ)助線m8與水平補(bǔ)助線k7之交點(diǎn)，或位于垂直補(bǔ)助線m8與水平補(bǔ)助線k6之交點(diǎn)。
拉椿點(diǎn)Al位于臉部之水平補(bǔ)助線k5上，而距離臉部之中心垂直線相當(dāng)于將特征點(diǎn)N1與N2之間的距離，亦即鼻孔間之寬度乘以一定數(shù)值的距離。
拉椿點(diǎn)AJ位于水平補(bǔ)助線k3與從拉椿點(diǎn)AI平行于補(bǔ)助線n1劃出之補(bǔ)助線n2的交點(diǎn)。
各拉椿點(diǎn)間之垂直及水平距離系由特征點(diǎn)AE及AF之間的距離，及臉部之眼睛或嘴巴等之不同部分的特征點(diǎn)間之水平及垂直距離所界定。
根據(jù)上述方法選擇之百杰曲線之各拉椿點(diǎn)中，控制點(diǎn)系依照下述之步驟界定，以便控制各拉椿點(diǎn)之曲率。
在以下說明中，將拉椿點(diǎn)與控制點(diǎn)間之距離稱為百杰曲線的“發(fā)之長(zhǎng)度”。
百杰曲線的發(fā)之長(zhǎng)度，或拉椿點(diǎn)與控制點(diǎn)間之距離對(duì)應(yīng)于包括“軟和”，“尖銳”等之大約60個(gè)字。這種表現(xiàn)方式通常是使用于表示眼鏡形狀之設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的所需要圖像。發(fā)之長(zhǎng)度是根據(jù)通用于全部拉椿點(diǎn)的一定的分類法予以分類。因此，百杰曲線的各發(fā)之長(zhǎng)度可根據(jù)表示需要設(shè)計(jì)眼鏡之人物所具有的所需圖像之字而改變。因此，可依照字所表示的圖像產(chǎn)生形狀。
百杰曲線的發(fā)之最大長(zhǎng)度為與從各拉椿點(diǎn)劃出至切線之交點(diǎn)之距離。此外，各拉椿點(diǎn)的發(fā)長(zhǎng)則依照如下的方程式調(diào)整。
發(fā)長(zhǎng)＝最大長(zhǎng)度×乘算系數(shù)上式中乘算系數(shù)為系對(duì)各分類設(shè)定不同的數(shù)值。在以上計(jì)算中，對(duì)各拉椿點(diǎn)設(shè)定及選擇性地使用不同群之乘算系數(shù)。乘算系數(shù)又根據(jù)需要設(shè)計(jì)眼鏡的人物性別而變化。
各拉椿點(diǎn)的發(fā)之方向基本上系需要產(chǎn)生的鏡片及鏡邊形狀之切線向，而由與將各拉椿點(diǎn)之角度分割成兩個(gè)相等部分之線成為垂直之線所表示。然而，各發(fā)之方向系根據(jù)需要設(shè)計(jì)眼鏡的人物之性別，以與決定各發(fā)長(zhǎng)時(shí)使用之方法相同之方法改變及調(diào)整。例如，當(dāng)該人物為男性時(shí)，拉椿點(diǎn)AA的發(fā)之方向系決定為垂直。當(dāng)該人物為女性時(shí)，拉椿點(diǎn)AA的發(fā)之方向系決定為符合于通過眼睛特征點(diǎn)P0之法線之方向。
設(shè)計(jì)時(shí)系采用上式步驟設(shè)計(jì)。在此，必須注意表示式樣的信息系以百杰曲線之函數(shù)產(chǎn)生。這種數(shù)據(jù)不適合于控制研磨鏡片的研磨機(jī)，或形成眼鏡鏡框鏡邊之成型機(jī)。
通常加工工具系以由極座標(biāo)值所形成的信息所控制。在研磨鏡片及形成鏡邊時(shí)，刀具、研磨輪及曲柄通常系依照由2或3次元極座標(biāo)值所構(gòu)成的信息來控制。因此，最好將依照上述步驟產(chǎn)生之百杰曲線值轉(zhuǎn)換極座標(biāo)值，并且將之傳送至加工工具。如此可促進(jìn)加工工具的控制。
本發(fā)明中，將百杰曲線的數(shù)值轉(zhuǎn)換成表示離開鏡框之拳擊系統(tǒng)(Boxing system)中心之輻射狀距離的數(shù)值，或瞳孔中心之特征點(diǎn)P0。如此產(chǎn)生之?dāng)?shù)值被傳送至加工工具作為極座標(biāo)，以便將鏡片及鏡框加工成所需的形狀。
第17圖至第21圖表示利用上述方法設(shè)計(jì)的眼鏡。第17圖表示為特定女性設(shè)計(jì)的眼鏡之形狀，第18圖表示為特定男性設(shè)計(jì)的眼鏡之形狀。由第17圖至第18圖可知，對(duì)不同人物采用不同式樣，因?yàn)楦魅酥卣鼽c(diǎn)之位置皆不相同，而各人選擇表示眼鏡之所需圖像的不同字。
第19圖及第第20圖表示為相同女性設(shè)計(jì)的眼鏡之形狀。各式樣表示眼鏡之形狀隨著選擇不同之字來表示眼鏡圖像改變。第19圖所示拉椿點(diǎn)之曲率與第20圖所示者不相同。例如，第19圖所示式樣中，拉椿點(diǎn)AE與AF間之線幾乎為直線，而第20圖之式樣中，各線鼓起。第21圖表示不同之式樣，其中鏡框右半部與左半部不相同。
第22圖為本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方塊圖。該系統(tǒng)基本上包括CPU10，存儲(chǔ)器11，接口電路12、13、17，視頻攝像機(jī)14，具有CRT的顯示器15，以及鍵盤16。視頻攝像機(jī)14攝取各人的臉部圖像后，將之傳送至CPU10，CPU10依照存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器11中的控制程序執(zhí)行鏡片及鏡框的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出來的形狀被顯示于顯示器15的CRT上。然后利用鍵盤16選擇表示所需圖像及輸入所需信息之字。
設(shè)計(jì)系統(tǒng)經(jīng)由接口電路17連接于加工工具(未圖示)以便傳送由極座標(biāo)所構(gòu)成的數(shù)據(jù)。
第23圖為本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)計(jì)系統(tǒng)動(dòng)作的流程圖。在步驟100時(shí)從視頻攝像機(jī)輸入表示臉部圖像的圖像數(shù)據(jù)，并于步驟101進(jìn)行例如彩色補(bǔ)償及輪廓加強(qiáng)等圖像處理。然后于步驟102抽出包括表示臉部輪廓之特征點(diǎn)及表示頭發(fā)、眉毛、眼睛、鼻子及嘴巴等特征之特征點(diǎn)之表示臉部特征之特征點(diǎn)。
在步驟103，根據(jù)抽出的特征點(diǎn)設(shè)定垂直補(bǔ)助線及傾斜補(bǔ)助線。在該步驟中，又將補(bǔ)助點(diǎn)設(shè)定于補(bǔ)助線上。如此，可決定百曲線之拉椿點(diǎn)，以便界定鏡片及鏡框之形狀。
此外，在步驟105中，輸入由各人選擇及表示所需式樣圖像之字，而于步驟106中決定各拉椿點(diǎn)的發(fā)之方向及長(zhǎng)度，以便決定各拉椿點(diǎn)的控制點(diǎn)。在步驟107中，決定表示百杰曲線之函數(shù)之系數(shù)，并于步驟108中，在CRT上顯示由百杰曲線所表示之形狀。在步驟109中，將表示百杰曲線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成極座標(biāo)，并于步驟110中將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳送至加工工具。
依照本發(fā)明的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，鏡片及鏡框邊之形狀系根據(jù)從臉部特征中抽出，表示臉部特征之特征點(diǎn)，及表示使用者所需的圖像之字來決定。因此，可自動(dòng)的產(chǎn)生適合于各使用者的鏡片及鏡邊。
對(duì)于每一個(gè)人，適合其眉毛形狀之線借助于設(shè)定拉椿點(diǎn)AA、AB、AD而形成。沿著臉部輪廓之線系根據(jù)拉椿點(diǎn)AE，AF形成。此外，朝向與臉部成為垂直之方向的鏡片之位置根據(jù)拉椿點(diǎn)AH來決定，該位置適合于臉部長(zhǎng)度及鼻子結(jié)構(gòu)。
因此，各線是根據(jù)拉椿點(diǎn)AI、AJ，沿著鼻子而形成的。例如緩和的曲線及靠近直線之線等任意之線系根據(jù)表示所需圖像之字控制百杰曲線上之向量的方向及數(shù)值而自動(dòng)地產(chǎn)生。
本發(fā)明所采用的方法與傳統(tǒng)的方法完全不同。傳統(tǒng)方法系由眼鏡制造廠商在未考慮各使用者之特征的情況下決定眼鏡的式樣。但依照本發(fā)明，鏡邊之形狀及眼鏡之鏡邊緣可在眼鏡店依照各使用者之特征設(shè)計(jì)。即使眼鏡零售商缺乏對(duì)眼鏡方面的良好之審美感，仍可任意地產(chǎn)生適合各使用者的形狀或式樣。
此外，依照本發(fā)明，各使用者可依照與傳統(tǒng)步驟不同的步驟選擇眼鏡。通常使用者必須從陳列于眼鏡店中的許多眼鏡中選擇適當(dāng)?shù)难坨R。依照本發(fā)明的系統(tǒng)，可提供各使用者適合于其本身的眼鏡式樣或形狀。如此，使用者可根據(jù)提供的式樣選擇許多成品眼鏡中之一種。因此，本發(fā)明對(duì)于使用者在選擇許多成品眼鏡時(shí)亦非常有用。因?yàn)楸景l(fā)明之系統(tǒng)可協(xié)助使用者選擇反映各使用者之臉部特征及各人所需的式樣。
依照本發(fā)明的系統(tǒng)，將表示已產(chǎn)生的自由曲線的百杰曲線轉(zhuǎn)換成極座標(biāo)。依照座標(biāo)控制各種加工工具，可產(chǎn)生為各使用者設(shè)計(jì)之形狀之鏡片及前鏡邊。如此，使得眼鏡之制造較有通融性。
本發(fā)明不受上實(shí)施例之限制，可在不超越其要旨之范圍內(nèi)變更實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種眼鏡形狀式樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征為包括將一個(gè)人物之臉部圖像作為圖像數(shù)據(jù)輸入的裝置；對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理的裝置；抽出表示臉部輪廓特征及人物之頭發(fā)、眉毛、眼睛、鼻子、及嘴巴特征之特征點(diǎn)的裝置；根據(jù)各特征點(diǎn)設(shè)定許多水平補(bǔ)助線、垂直補(bǔ)助線、及傾斜補(bǔ)助線，及各補(bǔ)助線上之補(bǔ)助線點(diǎn)的裝置；及決定界定眼鏡鏡片及前鏡框之形狀的百杰曲線之拉椿點(diǎn)的裝置。
2.一種眼鏡形狀式樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征為包括將一個(gè)人物之臉部圖像作為圖像數(shù)據(jù)輸入的裝置;對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理的裝置;抽出表示臉部輪廓特征及人物之頭發(fā)、眉毛、眼睛、鼻子、及嘴巴特征之特征點(diǎn)的裝置;根據(jù)各特征點(diǎn)設(shè)定許多水平補(bǔ)助線、垂直補(bǔ)助線、及傾斜補(bǔ)助線，及各補(bǔ)助線上的補(bǔ)助點(diǎn)的裝置;及決定界定眼鏡鏡片及前眼框的形狀的百杰曲線之拉椿點(diǎn)的裝置;將有關(guān)表示界定形狀之百杰曲線的信息轉(zhuǎn)換成由極座標(biāo)所構(gòu)成之?dāng)?shù)據(jù)的裝置;及將轉(zhuǎn)換之?dāng)?shù)據(jù)傳送至加工工具的裝置。
3.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中百杰曲線之拉椿點(diǎn)上的控制點(diǎn)系根據(jù)表示眼鏡的所需式樣圖像之字來控制。
4.如權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中百杰曲線之拉椿點(diǎn)上的控制點(diǎn)系根據(jù)表示眼鏡的所需式樣圖像之字來控制。
全文摘要
一種眼鏡形狀式樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)，首先將使用者臉部圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過彩色補(bǔ)償及輪廓加強(qiáng)等處理，抽出臉部特征，據(jù)此設(shè)定許多水平、垂直、及傾斜補(bǔ)助線，及補(bǔ)助線上之補(bǔ)助點(diǎn)，決定界定眼鏡鏡片與鏡框之形狀之百杰(Bezier)曲線之拉椿點(diǎn)(Anchor Point)；將百杰曲線轉(zhuǎn)換成由極坐標(biāo)所構(gòu)成的數(shù)據(jù)，傳送至加工工具；根據(jù)表示眼鏡的所需式樣圖像之字控制設(shè)在拉椿點(diǎn)之控制點(diǎn)；可根據(jù)個(gè)人特征及愛好自動(dòng)地產(chǎn)生眼鏡透鏡及鏡框形狀。
文檔編號(hào)G06T11/20GK1112700SQ94119019
公開日1995年11月29日 申請(qǐng)日期1994年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月15日
發(fā)明者竹內(nèi)一乃, 藤江龍登, 藤江博幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三城