УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ЗАХВАТА И АНАЛИЗА ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ КОЖИ Российский патент 2012 года по МПК G06F17/40 G06K9/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам для оценки и анализа кожи и, в частности, цифровому формированию изображений и анализу снятых цифровых фотографий субъекта. Анализ может быть количественным и сравнительным по отношению к другой фотографии, снятой с того же субъекта в другой момент времени, или по отношению к другой фотографии или фотографиям, снятой с другого субъекта или субъектов.

Уровень техники изобретения

Ранее предложены различные системы формирования изображений, которые фотографически захватывают изображения лица субъекта для анализа состояния здоровья и эстетического внешнего вида кожи. Различные изображения, записанные в разные моменты времени или в разных условиях освещения, можно использовать и/или сравнивать между собой для получения правильного представления о состоянии кожи и ее реакции на лечение. Упомянутые действия обычно выполняются специалистами, изучающими фотографии для выявления некоторых визуальных признаков состояния кожи и для определения изменений между фотографиями. В системах формирования изображений полезно применить подход с меньшей опорой на человеческое восприятие и ручной ввод данных. Например, при анализе кожи, например лица субъекта, полезно исследовать конкретные области лица по специальным соответствующим характерным признакам, так как разные области лица имеют индивидуальные форму и функциональное назначение и по-разному взаимодействуют с окружающей средой. Некоторые системы формирования изображений кожи используют обученного специалиста для идентификации лицевых участков ручным прикосновением (стилусом на сенсорном экране ввода/вывода) или указанием (курсором и щелчком или иным обозначением) координатных точек на отображенном изображении лица, или начертанием (стилусом или курсором/мышью) многоугольников на изображении, чтобы идентифицировать представляющие интерес лицевые области. Описанные ручные операции эффективны, но трудоемки и нуждаются в обученных исполнителях. Поэтому в системах формирования изображений было бы целесообразно автоматически идентифицировать лицевые области на изображениях для повышения скорости и стабильности идентификации лицевых областей и для снижения степени зависимости от ввода специалистом.

Хотя в области цифрового анализа изображений кожи известны различные реакции кожи, которые являются полезными признаками различных параметров состояния кожи, все-таки было бы желательно установить и использовать дополнительные особые реакции кожи, которые характеризуют состояние кожи. Например, целесообразно было бы выявить методы формирования изображений кожи, которые указывают на фотопоражение и которые надежно количественно выражают и измеряют упомянутую характерную реакцию кожи. Одним из признаков состояния кожи является цветовая реакция. Цвет кожи важен также для подбора и разработки косметических средств. Способу описания цвета через интенсивность RGB-пикселей свойственны свои ограничения. Поэтому было бы полезно усовершенствовать нынешние способы оценки цвета/яркости кожи, например, для оценки состояния кожи и/или для подбора и разработки продукции для ухода за кожей, например косметических средств.

Поскольку формирование изображений является технической задачей, выполняемой с использованием сложных устройств, то по-прежнему целью является повышение удобства применения устройств для цифрового формирования и анализа изображений и облегчение и повышение эффективности сеанса цифрового формирования изображений, а также совершенствование взаимодействия между врачами/клиницистами и пациентами/клиентами, с которыми проводят сеансы цифрового формирования изображений.

Сущность изобретения

Недостатки и ограничения известных устройств и способов для формирования изображений и анализа кожи преодолеваются настоящим изобретением, которое предлагает устройство формирования изображений для захвата изображений субъекта в данных условиях внешнего освещения. Устройство формирования изображений содержит корпус с отверстием, в котором располагается субъект для захвата изображений субъекта, устройство захвата цифрового изображения, источник света для подсветки субъекта во время захвата изображения и компьютер для управления устройством захвата изображения и источником света. Корпус заключает в себе устройство захвата цифрового изображения и источник света и, по меньшей мере, частично ограничивает внешнее освещение при размещении в среде с внешним освещением, когда выполняется запись цифрового изображения субъекта. В одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство для формирования изображений способно снимать множество цифровых изображений субъекта с подсветкой, соответствующей множеству условий подсветки, хранить, отображать и анализировать цифровые изображения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематичное изображение системы для цифрового формирования изображений в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - вид в перспективе устройства записи изображений в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 и 4 - внутренние изображения устройства для формирования изображений с фиг.1, при наблюдении сзади и сбоку соответственно.

Фиг.5 - внутренние изображения, подобные изображениям на фиг.3 и 4, но представляющие альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 схематично изображено устройство 10 для цифрового формирования изображений, содержащее источник 12 света подсветки (например, фотографическую лампу-вспышку) и цифровую камеру 14. Изображение субъекта S записывается камерой 14 в форме матрицы 16 значений пикселей в RGB-формате (красном, зеленом, синем). Матрица 16 значений обычно формируется прибором с зарядовой связью (CCD) с фильтром Байера, и информация записывается в запоминающем устройстве, например запоминающем устройстве с произвольной выборкой (RAM) компьютера 17 или на карте флэш-памяти. Данные RGB можно разделять по каналам или плоскостям R, G и B, по одной плоскости на каждый цвет. Чтобы записывать цифровые изображения субъекта S для сбора разной информации о коже субъекта, можно использовать различные частоты света L_I подсветки с изменением их угловых положений относительно субъекта S. На источнике 12 и камере 14 можно применять фильтры 18, 20 соответственно для управления частотой/поляризацией света L_I, который проецируют на субъекта S, а также для управления светом L_R (отраженным или излучаемым субъектом S), который пропускается в камеру 14. Формирование изображений упомянутого типа подробно описано в совместно рассматриваемых заявке на патент США № 10/008753, «Method of Taking Images of the Skin Using Blue Light and the Use Thereof», которая опубликована как публикация № US 2004/0146290 A1, заявке на патент США № 10/978284, «Apparatus for and Method of Taking and Viewing Images of the Skin», которая опубликована как публикация № US 2005/0195316 A1 и заявке на патент США № 11/169813, «Skin Imaging System with Probe», которая опубликована как публикация № US 2006/0092315 A1, которые все вместе, целиком включены в настоящую заявку путем отсылки и которые прилагаются к настоящей заявке в форме приложений 1-3. Если специально не оговорено иначе, то настоящее изобретение, описанное в настоящей заявке со ссылками на фиг.1-4, имеет характерные особенности и функции, описанные в вышеупомянутых заявках на патенты США. В вышеупомянутых заявках описаны различные взаимосвязи между состоянием кожи и изображениями, формируемыми при разных параметрах фотосъемки, т.е. конкретных сочетаниях света L₁ подсветки, фильтров 18, 20 и т.п. Реакция кожи на разные частоты, углы наклона, поляризацию и т.п. света подсветки может давать информацию о состоянии кожи, и упомянутые признаки состояния кожи могут записываться и воспроизводиться в виде цифровых изображений с целью анализа.

Поскольку изображения записываются в цифровой форме, т.е. в числовых значениях интенсивности пикселей, изображения допускают количественный анализ, например, посредством программы или программ, содержащихся в компьютере 17. Например, вместо всего лишь фиксации факта, что щека субъекта, изображение которого снято в момент времени T1, имеет более или менее красный цвет на изображении субъекта, снятом в момент времени T2, по результатам распознавания квалифицированным наблюдателем, теперь можно количественно сравнивать значения интенсивности красных пикселей на конкретном участке щеки в моменты времени T1 и T2. Например, можно математически обработать два значения, чтобы определить фактическое изменение интенсивности красного для данного пикселя. Количественную оценку цифрового изображения можно применять для распознавания средних значений для кожи в конкретных областях, например, суммированием значений пикселей в конкретной представляющей интерес области и затем делением на число пикселей. Таким образом, можно количественно характеризовать весь участок кожи, например лица. Возможно выполнение различных других количественных анализов, например, можно диагностировать изображение участка кожи с точки зрения стандартного отклонения интенсивности пикселей.

Следует понимать, что в настоящем изобретении устройство 10 для цифрового формирования изображений может содержать такие устройства связи, как модемы, например кабельные и DSL-модемы, для передачи данных цифровых изображений и связанной с ними информации из компьютера 17 для цифрового формирования изображений в удаленный компьютер 20, который может находиться дома или на рабочем месте заинтересованного лица, например коллеги клинициста, косметолога, пациента или заказчика косметических средств. Тогда получатель может просматривать данные изображения и другую связанную с ними информацию на мониторе 22 своего компьютера 20. Упомянутые передачи можно выполнять по сети Internet с использованием проводных или беспроводных соединений. Кроме передачи данных изображения другим потребителям, устройство 10 для формирования изображений может также получать изображения и связанные с ними данные от других лиц, например коллеги клинициста, пациентов и т.п., посредством аналогичных средств связи. Например, заказчик косметических средств может захватить (зафиксировать) собственное изображение локальной CCD-камерой 24 и передать данное изображение в компьютер 17 системы формирования изображений по сети Internet, например, в виде приложения к электронной почте. Изображение может изучаться, и ответная передача может готовиться косметологом и передаваться заказчику. Ответная передача может содержать изображения, например прошлые изображения, снятые заказчиком, которые относятся к заказчику, изображения, имеющие отношения к косметическим средствам, и т.п. Упомянутые изображения могут передаваться в виде приложений к электронному почтовому сообщению. Следует понимать также, что в настоящем изобретении можно использовать сотовый телефон 26 для съемки и передачи информации об изображении и связанных с ними сообщений между лицами на стороне устройства 10 для формирования изображений и удаленными лицами.

На фиг.2 показано устройство 30 для формирования изображений, имеющее в общем сферический наружный корпус 32. Корпус 32 может опираться на плоскую поверхность, например стойку или стол, или может быть снабжен поворотной опорой, известной специалисту со средним уровнем компетентности в данной области техники. Упор 34 для подбородка расположен на открытом конце прохода или «раструба» 36, который продолжается внутрь корпуса 32. На другом конце прохода 36, противоположно упору 34 для подбородка, панель 38 для самонаблюдения, например зеркало или, в альтернативном варианте, дисплей, например плоскопанельный дисплей, позволяет пользователю устройства 30 для формирования изображений видеть самого себя, когда пользователь помещает свой подбородок на упор 34 для подбородка. Операторский дисплей 40 на внешней поверхности корпуса 32 позволяет оператору, например дерматологу, клиницисту или косметологу наблюдать цифровые изображения, например изображения, снятые с субъекта с использованием устройства 30 для формирования изображений. Операторский дисплей 40 может быть сенсорным дисплеем, чтобы выполнять функцию операторского интерфейса, посредством которого оператор может обеспечивать ввод информации в устройство для формирования изображений, например, в форме команд, данных, пунктов меню или графического ввода посредством начертания на операторском дисплее 40 стилусом. После того как цифровые изображения захвачены, операторский дисплей 40 можно использовать для предоставления записанных изображений оператору и снимаемому субъекту, которые могут одновременно просматривать и обсуждать изображения и то, что видно на них.

На фиг.3 и 4 показано, что устройство 30 для формирования изображений содержит цифровую камеру 42, расположенную вблизи панели 38 для самонаблюдения, для записи цифровых изображений субъекта (пользователя устройства для формирования изображений). Источник 44 света, например источник стробоскопического света или другая фотографическая лампа-вспышка, расположен вблизи камеры 42 для подсветки субъекта, когда снимают фотографии. Диски 46, 48 сменных светофильтров с соответствующими позиционирующими электродвигателями и позиционными датчиками (не показанными) фильтруют свет, испускаемый источником 44 света и поступающий в камеру 42 соответственно. Источник 44 света, камера 42 и/или соответствующие диски 46, 48 сменных светофильтров могут быть подвижными для обеспечения разных ориентаций для формирования изображений. Компьютер 50, например персональный компьютер (PC), управляет сеансом формирования изображения посредством обеспечения команд для оператора с помощью динамика и/или операторского дисплея 40 и получения данных ввода оператором, питания и включения источника 44 света, дисков 46, 48 сменных светофильтров и камеры 42. Цифровые изображения сохраняются в памяти камеры 42 и посредством компьютера 50 в, по меньшей мере, одном запоминающем устройстве, например в RAM (оперативной памяти) и/или DVD-рекодере 52. Корпус содержит также другие необходимые периферийные устройства, например источник 54 питания стробоскопического источника света, источник 56 питания компьютера 50 и источник 58 питания для операторского дисплея 40. Места установки различных компонентов устройства 30 для формирования изображений определяются их физической компоновкой и местами посадки в корпус 34 и допускают изменение, при необходимости, в зависимости от их конкретных внешних размеров.

При документировании и оценке кожи с точки зрения косметического состояния и состояния здоровья, чем лучше осуществляется управление свойствами света (например, отражением, рассеянием, поляризацией, длиной волны возбуждения и диапазонами возбуждения), тем выше качество получаемых данных и анализа состояния кожи. На фиг.5 и 6 показаны световоды 60 и 62, которые можно применять для управления светом, излучаемым источником 44 света и захватываемым камерой 42 соответственно. Применение световодов объясняется тем, что свет, исходящий из источника света (а именно стробоскопического источника света), естественно, начнет рассеиваться и расходиться. Световод 60 помогает сохранять подходящие оптические свойства, чтобы освещать лицо или другой объект со сведением к минимуму любых помех от поверхностей, деполяризации света или флуоресценции других материалов (объектов или поверхностей), кроме анализируемого лица или субъекта, которые могли бы привести к формированию светом изображений низкого качества. Кроме того, рассеянный свет, захваченный камерой 42, может причинять ущерб четкости изображения. Световод 62 способствует подавлению рассеянного света. Световоды 60, 62 могут быть сформированы, по меньшей мере, одной плоской или криволинейной поверхностью, установленной перед источником 44 света и камерой 42 соответственно. Световоды 60, 62 могут быть сформированы в виде квадратной, расширяющейся раструбом, конической, усеченно конической или круглой бленды. В предпочтительном варианте внутренние поверхности 64 световодов 60, 62 поглощают свет благодаря своему цвету и фактуре, например покраске или формированию с матовым черным цветом. Цвет и/или фактура наружных поверхностей не должны влиять на качество изображения, захватываемого камерой 42. Следует понимать, что световоды 60, 62, показанные на фиг.4, можно заглубить дальше в корпус 32 перемещением источника 44 света и камеры 42 глубже в корпус 32, например за экран 38. В результате световоды 60, 62 могут быть скрыты в корпусе 32. Как показано на фиг.5, фильтры 46', 48' могут находиться на общем диске 47.

Устройство 30 для формирования изображений можно снабдить всеми устройствами захвата и обработки изображений, описанными в публикациях №№ 2004/0146290, 2005/0195316 и 2006/0092315, которые заключают в корпус 32. Устройство для формирования изображений предпочтительно можно поворачивать на, по меньшей мере, 90 градусов, например, либо на опорной поверхности, либо на поворотной платформе, и/или поворачивать вверх и вниз, и/или поднимать или опускать по высоте для настройки под пользователей, разных по росту и посаженных на различные посадочные приспособления. Проход 36 в сочетании с упором 34 для подбородка и панелью 38 для самонаблюдения служит для позиционирования фотографируемого субъекта в максимально эффективное положение (относительно источника 44 света и камеры 42) для формирования изображения лица фотографируемого субъекта. Кроме того, проход 36 ослабляет проникающее внешнее освещение во время сеанса формирования изображения, ограничивает выход света наружу, когда источник 44 света включают во время сеанса формирования изображения, и обеспечивает конфиденциальность фотографируемого субъекта. Операторский дисплей 40 может служить для визуализации фотографируемого субъекта до, во время и после формирования изображения, т.е. камера 42 может работать в режиме реального времени/видеосъемки, чтобы представлять подвижное изображение фотографируемого субъекта, когда субъект опирается на упор 34 для подбородка и готовится к формированию изображения в других отношениях (закрывает свои глаза и т.п.). Описанный ввод данных в реальном времени можно применять для отображения субъекта на операторском дисплее 40, а также на панели (дисплее) 38 для самонаблюдения. Таким образом, операторский дисплей 40 можно применять для отображения картинки, которую «видит» камера 42. Как показано, например, в публикации № 2005/0195316 A1, камера 45 и источник или источники 44 света подсветки будут находиться вблизи панели 38 для самонаблюдения. В случае зеркальной панели для самонаблюдения материал зеркала может быть частично или целиком выполнен из «поляроидного» стекла или полупрозрачного зеркала. Разумеется, если самонаблюдение для субъекта необязательно или нежелательно, например, в ситуации с устройством 30 для формирования изображений, которое не предусматривает управления со стороны субъекта, или устройством, которое управляется устными командами, отдаваемыми субъекту, и когда не требуются визуальные подсказки субъекту, панель 38 для самонаблюдения может отсутствовать или может быть заменена прозрачной панелью, например прозрачным стеклом или пластиком. Что касается уверенности в том, что фотографируемый субъект закрыл глаза, то для информирования оператора о соблюдении данного условия можно применить операторский дисплей 40, так что оператор может быть уверен в безопасности запуска процедуры формирования изображения, например, нажатием виртуальной кнопки на операторском дисплее 40.

Компьютер 50 предпочтительно снабжен множеством портов передачи данных, например портом USB и/или Ethernet, и/или портом шины 1394 «FireWire», беспроводным устройством или интерфейсами, соответствующими другим стандартам, для совместного использования данных, захваченных устройством 30 для формирования изображений, другими компьютерами, например, по сети типа Internet, и для получения данных из других компьютеров для отображения на устройстве 30 для формирования изображений, например, данных изображений, полученных в результате исследований групп субъектов, информации о продукции для ухода за кожей и т.п. Для распечатки изображений, рекомендаций и/или информации, касающейся состояния кожи и лечения субъекта, в связи с устройством 30 для формирования изображений можно также использовать принтер (не показанный).

Как описано в совместно поданной, принадлежащей общему владельцу патентной заявке Method and Apparatus for Identifying Facial Regions (Устройство и способ для идентификации лицевых областей), которая подана 2 октября 2006 г. как предварительная заявка № 60/848741 и которая целиком включена в настоящую заявку, количественный анализ состояния кожи можно облегчить и усовершенствовать посредством идентификации особых областей кожи, например, лица. Упомянутая идентификация представляющих интерес областей может выполняться автоматически посредством идентификации зрачков или отблесков ламп-вспышек в качестве координатных опорных точек для схематичного отображения лицевых областей.

Как описано в совместно поданной, принадлежащей общему владельцу патентной заявке Apparatus and Method for Analyzing Skin Using L*a*b* Colorspace (Устройство и способ для анализа кожи с использованием пространства цветов L*a*b*), которая подана 2 октября 2006 г. как предварительная заявка № 60/848768 и которая целиком включена в настоящую заявку, идентификацию кожного фотоотклика, указывающего на состояние кожи, количественный анализ состояния, цвета и яркости кожи, можно облегчить и усовершенствовать посредством преобразования данных цифрового изображения из RGB-формата в форма L*a*b*. Как описано в заявке № 60/848768, процесс преобразования данных RGB-изображения в данные цветового пространства L*a*b* известен специалисту со средним уровнем компетентности в данной области техники, например, изложен в книге Charles Poynton, A Technical Introduction to Digital Video (J. Wiley & Sons) Chapter 7, «Color Science». В заявке № 60/848768 сообщается также, что лицевые области могут быть идентифицированы оператором, помечающим отображаемое изображение с помощью курсора, или программным анализом данных изображения для идентификации значений пикселей, согласующихся с однозначными координатными опорными точками, например зрачками, которые будут иметь однозначный цвет (черный или отблеск лампы-вспышки), форму (круглую), размер, интервал и ориентацию. Когда зрачки идентифицированы, лицевые области можно вычислить по отношению к зрачкам в соответствии с эмпирически установленными пространственно/размерными положениями относительно зрачков. Преобразование из формата RGB в формат L*a*b* можно использовать для облегчения индивидуального выбора косметических средств из цветовой гаммы существующих косметических средств или можно использовать для выбора/разработки цветовых тонов косметических средств при назначении цветовой гаммы для использования группой субъектов.

Как описано в совместно поданной, принадлежащей общему владельцу патентной заявке Apparatus and Method for Measuring Photodamage to Skin (Устройство и способ для измерения фотопоражения кожи), которая подана 2 октября 2006 г. как предварительная заявка № 60/848767 и которая целиком включена в настоящую заявку, интенсивность реакции кожи в зеленом диапазоне на освещение синим светом можно использовать для идентификации и количественного определения фотопоражения кожи, например, из-за присутствия эластического материала. Кроме того, данные цифровых изображений кожи группы субъектов, касающиеся фотопоражения и/или других состояний кожи, можно характеризовать численно и анализировать статистически. Количественный анализ цифровых изображений реакций кожи, например степени изменения ответного сигнала в зеленом диапазоне по поверхности лица в качестве показателя фотопоражения, можно использовать для оценки фотопоражения и выведения численного индекса или балльной оценки состояния кожи относительно группы субъектов.

Как описано в совместно поданной, принадлежащей общему владельцу патентной заявке Calibration Apparatus and Method for Fluorescent Imaging (Устройство и способ калибровки для флуоресцентной визуализации), которая подана 2 октября 2006 г. как предварительная заявка № 60/848707 и которая целиком включена в настоящую заявку, во время сеанса формирования изображений, например во время съемки фотографии флуоресценции в синем свете, можно применять стандартный калибровочный образец для выявления изменений интенсивности подсветки в перерывах между фотосъемками изображений в разные моменты времени. После выявления обстоятельств, в которых изменилась интенсивность подсветки, оператор устройства для формирования изображений может получать извещение о необходимости коррекции условий, приводящих к изменениям подсветки. В альтернативном варианте устройство для формирования изображений может компенсировать изменения посредством регулировки интенсивности света подсветки или нормирования изображения посредством цифровой обработки изображений.

Каждое из изобретений, описанных в вышеупомянутых заявках, включенных в настоящую заявку путем отсылки, можно использовать и встраивать в устройство 30 для формирования изображений в соответствии с настоящим изобретением. При этом посредством сочетания и взаимосвязей между упомянутыми изобретениями реализуются некоторые синергические связи. Например, возможность ручной или автоматической идентификации лицевых областей полезна при оценке цвета некоторых лицевых областей, например щеки, или «среднего цвета», совместно щеки, лба и подбородка. Упомянутая возможность идентификации цвета кожи в некоторых областях может быть полезна при подборе косметических средств для таких областей или сочетания таких областей. Например, при выборе или разработке цветов для косметических тональных средств полезно было бы знать средний цвет лицевых областей: щеки, лба и подбородка и исключать цвета губ, бровей и глаз из составляющих цветов.

Кроме того, идентификацию лицевых областей можно применять в устройстве 30 для формирования изображений в сочетании с принципами заявки, относящейся к определению фотопоражения, поскольку отдельные области кожи более подвержены фотопоражению из-за состава кожи и вероятности облучения. Калибровку устройств и методов, предлагаемых в заявке, относящейся к калибровке, можно использовать в устройстве 30 для формирования изображений, поскольку любое множество цифровых изображений можно нормировать для компенсации изменений интенсивности подсветки, отличающихся от изменений интенсивности реакции, относимой на счет изменений кожи.

Устройство 30 формирования изображений обеспечивает устройство и способ для получения информации в форме данных цифровых изображений, имеющих отношение к внешнему виду и характеристикам реакции кожи субъекта на подсветку. Поскольку настоящее изобретение может применяться большим числом субъектов, то данные, полученные при использовании настоящего изобретения, а также данные, полученные из других источников, например цифровые изображения, изготовленные другими лицами с использованием отличающихся устройств и способов, можно использовать для анализа состояния субъекта в сравнении с другими субъектами. Как отмечено, например, в заявке Apparatus and Method for Measuring Photodamage to Skin, которая включена в настоящую заявку путем отсылки, цифровые изображения можно количественно анализировать для обеспечения дискретного показателя состояния(ий) кожи. Альтернативный традиционный способ оценки состояния кожи заключается в оценке человеком по внешнему виду изображения. За годы опыта было показано, что опытные врачи могут точно и эффективно распознавать изменения состояния кожи на основе их визуального восприятия, например при сравнении двух изображений, снятых в два разных момента времени. Соответственно, в настоящем изобретении принято, что оценки состояния кожи, основанные на восприятии человеком, имеют ценность для формирования точной оценки состояния кожи. Упомянутый показатель, полученный на основе восприятия человеком, можно применять параллельно количественным автоматизированным способам для подтверждения одного другим и, тем самым, для повышения надежности обоих.

Настоящее изобретение включает в себя способ обучения визуальному анализу изображений фотографируемых субъектов, исполнения и проверки такого анализа. В частности, для обучения получению точной оценки состояния кожи на основе визуального восприятия изображений можно составить учебный набор изображений. Учебный набор может быть набором изображений субъекта, снятых с течением времени, которые показывают состояние кожи субъекта с течением времени. Набор изображений можно разделить на различные категории, например, одна категория может включать в себя изображения, снятые при подсветке синим светом и характеризующие чувствительность кожи в виде ответного сигнала в зеленом диапазоне, показывающего фотопоражение. Затем наборы изображений могут быть просмотрены, по меньшей мере, одним человеком, который является обученным специалистом, обладающим проверенной квалификацией в области определения состояния кожи на основе просмотра изображений кожи фотографируемых субъектов. Затем квалифицированный специалист или специалисты организует(ют) набор изображений в диапазоне состояний в порядке от наихудшего состояния к наилучшему состоянию. Такое упорядочивание может выполняться совместно с количественным анализом. Например, шесть изображений могут быть рассмотрены и упорядочены от наилучшего к наихудшему для иллюстрации спектра состояний кожи фотографируемого субъекта с точки зрения фотопоражения. После разработки упомянутого эталонного набора или учебного набора изображений подлежащих обучению лиц обучают визуальным признакам, которые следует искать для распознавания фотопоражения. Затем обучаемым показывают набор учебных изображений, например сразу по два изображения, выбранных случайным образом компьютером, и просят дать двум показанным изображениям характеристику в том смысле, которое из двух показанных изображений лучше или хуже, например, в отношении фотопоражения. При представлении изображений положение хорошего или плохого изображений (положения справа или слева, слева или снизу на дисплее) назначается случайным образом, чтобы положение на дисплее не согласовалось с состоянием кожи. После того как обучаемые смогут уверенно правильно идентифицировать хорошие и плохие изображения, т.е. будут демонстрировать специальные навыки, согласующиеся с выводами профессионала, можно будет принять решение, что обучаемые получили необходимое представление о распознавании состояния кожи по цифровым изображениям.

В предположении, что существует лицо с подходящей подготовкой для оценки состояния кожи, описанный автоматизированный метод представления множества изображений и получения оценки по принципу лучше или хуже можно применить к процессу оценки состояния кожи субъекта с течением времени. Например, если субъект участвовал в последовательности сеансов формирования изображений, например, десяти сеансах за двухлетний период, то клиницист может автоматически и случайным образом представлять последовательность изображений, снятых во время таких сеансов формирования изображений, и классифицировать их по принципу лучше или хуже, чем другое показанное изображение. Данный процесс можно повторять до тех пор, пока не будет четко установлена несмещенная повторяющаяся картина относительного ранжирования, наглядно показывающая воспроизводимую клиническую оценку. На основании такой оценки фотографируемого субъекта можно информировать о том, когда его кожа находилась в наилучшем состоянии, наихудшем состоянии, о картине улучшения или ухудшения и т.п. Анализ описанного типа можно применять для измерения успеха или неудачи лечения и можно использовать в связи с количественными способами для обеспечения сбалансированного и обоснованного анализа.

Вышеописанные способы обучения и/или клинической оценки состояния кожи можно выполнять на устройстве 30 для формирования изображений. Например, после сеанса формирования изображения клиницист может выполнять клиническую оценку в присутствии фотографируемого субъекта.

Следует понимать, что варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, являются всего лишь примерными и что специалист в данной области техники сможет создать множество вариантов и модификаций, не выходящих за пределы существа и объема изобретения. Все упомянутые варианты и модификации предполагаются заключенными в пределы объема изобретения.

Изобретение относится к устройствам и системам для оценки и анализа кожи. Техническим результатом является обеспечение автоматического идентифицирования лицевых областей субъекта на изображениях для повышения скорости и стабильности идентификации лицевых областей и для снижения степени зависимости от ввода специалистом. Устройство для формирования изображений для захвата изображений субъекта в данных условиях внешнего освещения содержит корпус с отверстием, камеру для захвата цифрового изображения; источник света для подсветки субъекта во время захвата изображения; первый дисплей, содержащий панель для самонаблюдения внутри корпуса, для отображения цифровых изображений субъекта, захваченных упомянутой камерой, и позволяющий субъекту наблюдать самого себя в том виде, как он выглядит, когда находится в упомянутом отверстии; второй дисплей, видимый снаружи корпуса, для отображения цифрового изображения субъекта, захваченного упомянутой камерой, упомянутый второй дисплей содержит операторский интерфейс, посредством которого можно управлять устройством для формирования изображений, компьютер для управления камерой и источником света, причем камера и источник света содержатся внутри камеры, камера включает в себя проход, проходящий от упомянутого отверстия к упомянутой камере и упомянутому источнику света, и указанный проход сконфигурирован, по меньшей мере, частично ограничивать внешнее освещение во время захвата изображения и отображения на первом дисплее. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для формирования изображений для захвата изображений субъекта в данных условиях внешнего освещения, при этом упомянутое устройство содержит:
корпус с отверстием, камеру для захвата цифровых изображений;
источник света для подсветки субъекта во время захвата изображения;
первый дисплей, содержащий панель для самонаблюдения внутри корпуса, для отображения цифрового изображения субъекта, захваченного упомянутой камерой, и позволяющий субъекту наблюдать самого себя в том виде, как он выглядит, когда находится в упомянутом отверстии;
второй дисплей, видимый снаружи корпуса, для отображения цифрового изображения субъекта, захваченного упомянутой камерой, упомянутый второй дисплей содержит операторский интерфейс, посредством которого можно управлять устройством для формирования изображений,
компьютер для управления камерой и источником света, причем камера и источник света содержатся внутри камеры, камера включает в себя проход, проходящий от упомянутого отверстия к упомянутой камере и упомянутому источнику света, и указанный проход сконфигурирован, по меньшей мере, частично ограничивать внешнее освещение во время захвата изображения и отображения на первом дисплее.

2. Устройство для формирования изображений по п.1, дополнительно содержащее первый подвижный светофильтр, сконфигурированный для фильтрации света, испускаемого источником света для подсветки субъекта, чтобы устройством для формирования изображений можно было захватить множество разнотипных изображений.

3. Устройство для формирования изображений по п.2, в котором упомянутый первый подвижный светофильтр расположен на диске сменных светофильтров в корпусе, с возможностью поворота перед упомянутым источником света для занятия, по меньшей мере, двух положений, при этом в первом положении выполняется фильтрация света от упомянутого источника света, и во втором положении не выполняется фильтрация света от упомянутого источника света.

4. Устройство для формирования изображений по п.3, дополнительно содержащее второй подвижный светофильтр, имеющий возможность занятия множества положений относительно упомянутой камеры, при этом в первом положении выполняется фильтрация света, входящего в упомянутую камеру, и во втором положении не выполняется фильтрация света, входящего в упомянутую камеру.

5. Устройство для формирования изображений по п.4, в котором первый и второй подвижные светофильтры расположены на общем диске сменных светофильтров.

6. Устройство для формирования изображений по п.1, в котором упомянутый корпус содержит упор для подбородка, расположенный вблизи упомянутого отверстия, для вмещения подбородка субъекта, при этом упомянутый корпус можно регулировать по положению относительно субъекта для установки подбородка субъекта на упомянутый упор для подбородка.

7. Устройство для формирования изображений по п.1, дополнительно содержащее световод для направления, по меньшей мере, одного из света, испускаемого упомянутым источником света, и света, направленного к упомянутой камере от субъекта.

8. Устройство для формирования изображений по любому из предыдущих пунктов, в котором упомянутый компьютер запрограммирован для идентификации множества лицевых областей и для преобразования изображений цветового пространства RGB, захваченных системой для формирования изображений, в значения цветового пространства L*a*b*, чтобы облегчать обработку и количественный анализ изображений.

9. Система для формирования изображений, содержащая:
множество устройств для формирования изображений по любому из предыдущих пунктов, причем упомянутое множество устройств для формирования изображений связано с сетью, причем упомянутая сеть позволяет передавать изображения в выбранные устройства для формирования изображений из упомянутых устройств для формирования изображений.

10. Система для формирования изображений по п.9, в которой изображение можно передавать в выбранное устройство для формирования изображений в виде приложения к письму электронной почты.

11. Система для формирования изображений по п.9, в которой сотовый телефон может связываться с выбранным устройством для формирования изображений по упомянутой сети.

12. Система для формирования изображений по любому из пп.9-11, в которой упомянутый компьютер запрограммирован для количественного анализа цифровых изображений так, чтобы множество цифровых изображений можно было количественно упорядочить между собой на основе заданного критерия, присутствующего во множестве цифровых изображений.

13. Система для формирования изображений по п.12, в которой упомянутый компьютер запрограммирован для представления множества цифровых изображений обучаемому, чтобы проверять способность обучаемого к различению между состояниями заболевания кожи, выявляемыми из множества цифровых изображений, и для регистрации степени успешности/несостоятельности, проявленной обучаемым.

14. Система для формирования изображений по п.13, в которой множество изображений представляется парами, и обучаемый расспрашивается о ранжировании пар изображений с точки зрения состояния заболевания.