指甲美容在国内外是一个时效性强且追逐潮流的行业,为了使得日常生活更加的智能化,本课题尝试利用计算机图像处理技术实现3D打印机喷涂手指甲。基于图像处理技术的3D打印机喷涂手指甲包括指甲图像的采集、图像的分割、三维定位、串口通信控制3D打印机的三个电机控制指甲刷。由于缺乏彩色的打印喷头,本文主要进行基于双目立体视觉的指甲分割及三维定位,主要包括初始图像颜色空间的分析、指甲图像分割的算法、算法的改进、三维定位及改进、串口通信以及工程的实现。具体表现在以下四个方面的研究工作:1.研究了在特定外界条件下采集到的图像在RGB颜色空间与HSI颜色空间的对比以及探索了光照与手指头图像之间的关系。2.分别采用基于阈值的分割方法、canny边缘检测方法、区域增长算法和分水岭算法对预处理后的初始图像进行分割;通过对比分析以上四种分割方法对于预处理后的指甲图像分割的效果,可以得到分水岭算法在这四种分割方法中是最好的;由于考虑到在利用传统的分水岭算法进行预处理后的指甲图像分割时,需要通过人工对分割区域进行标记,所以在传统的分水岭算法的基础上提出了一种基于区域增长的分水岭算法作为本文的分割方法,就是通过区域增长算法对图像进行标记,之后采用分水岭算法进行分割。3.了解相机的成像原理,并对相机进行标定,使左右图像在同一极线上。在相机标定的基础工作上,通过基于形状的模板匹配来判断指定区域内是否存在手指甲,并且在patchmatch原有的单图片搜索方式的基础上增加了双图片的搜索方式,可以使得深度信息结果更加趋近于真实值,最后对结果进行细化,可以很好的得到图片的深度信息,通过相机的内外参数以及深度信息就可以得到三维坐标。4.在VS2015平台上搭建相关的软硬件环境,主要包括MFC界面设计、opencv库函数的使用以及halcon移植,编写相关的代码,实现改进后的指甲图像分割算法以及三维定位。通过STM32来控制3D打印机的电机进行工作。