ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И УСТРОЙСТВО ВИЗУАЛИЗАЦИИ Российский патент 2021 года по МПК A61B5/00 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к вспомогательному устройству для устройства захвата изображения для захвата изображения кожи субъекта. Кроме того, настоящее изобретение относится к устройству визуализации.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Кожа является самым крупным органом человеческого тела. Кожа обладает множеством свойств, которые подвержены влиянию многих факторов, и кожа может сообщить многое о состоянии здоровья человека. Внешний вид кожи важен с точки зрения того, как человек воспринимается другими людьми. Главным образом (но не только) в Азии, многие люди имеют «жирную кожу», когда сочетание работы сальных желез с жарой, влажным климатом приводит к негигиеничному лоснящемуся внешнему виду. Хотя проблема возникает как у мужчин, так и у женщин, мужчины, в основном, не имеют представления, что делать со своей жирной кожей. Они не знают, когда делать чистку, как часто делать чистку, чем чистить, и как чистить. Одна из типичных возникающих проблем состоит в том, что мужчины делают чистку слишком часто, слишком агрессивными материалами, что дает в результате, очень сухую кожу, еще более стимулирующую активность сальных желез. Если бы эти мужчины располагали количественной информацией о лоснящемся внешнем виде своей кожи вместе с данными об уровне влажности своей кожи, это позволяло бы им выбирать оптимальный режим ухода за кожей для их кожи. Определение оптимального режима ухода за кожей можно выполнять, например, с помощью руководящего/инструктирующего приложения, которое установлено на личном смартфоне, с использованием данных измерения блеска и влажности.

Измерение блеска (зеркального отражения) является известным способом для оценки жирности кожи человека, но только частично характеризующим кожу. Другие физиологические свойства типа шероховатости кожи и формы лица в значительной мере влияют на блеск, что приводит к значительным отличиям между абсолютными уровнями блеска у людей, без прямой зависимости от жирности. Кроме того, такие способы удаления лицевого жира, как чистка, могут также приводить к сглаживанию поверхности кожи и, по данной причине, к усилению блеска, при одновременном улучшении гигиенического внешнего вида данного человека.

В настоящее время в наличии имеются потребительские изделия для измерения влажности, однако, устройства для измерения блеска кожи предназначены, главным образом, для профессионального применения и слишком дороги для большинства потребителей. Следовательно, существует потребность в эффективных и простых решениях, допускающих измерение величины блеска (т.е. уровня блеска кожи) или другого параметра кожи.

Документ США 2003/026110 A1 раскрывает систему освещения, предварительно предназначенную для направления освещения на и установки положения освещения на объекте, подлежащем наблюдению, которая располагается на визуализирующей головке, при этом объектив располагается в корпусе устройства, и поэтому число частей визуализирующей головки, устанавливаемых на корпус устройства, можно уменьшить, высокая точность изготовления, например, выставление оптической оси объектива после изготовления визуализирующей головки больше не требуется, и оптимальное освещение можно получать в соответствии с коэффициентом увеличения или объектом, подлежащим наблюдению, посредством простой смены визуализирующей головки, при этом освещение, оптимальное для коэффициента увеличения или объекта, подлежащего наблюдению, можно получать без обеспечения различных видов съемочных блок объективов.

Документ США 2001/050765 A1 раскрывает устройство для оптического ввода отпечатков пальцев, содержащее контактный датчик изображения для наблюдения движущегося пальца и обеспечения высококонтрастного изображения. Узкая полоска отпечатка пальца, касающегося прозрачной пластинки, освещается коллимированным излучением в форме полосы по нормали или под косым углом к поверхности. Изображение отпечатка пальца наблюдается под косым углом в частично рассеянном излучении или посредством эффекта нарушенного полного внутреннего отражения. Различные варианты осуществления пластинки обеспечивают компактную конструкцию посредством использования полного внутреннего отражения (TIR) или зеркальных отражений изображения отпечатка пальца.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в создании вспомогательного устройства и устройства визуализации, которые позволяют легко и эффективно захватывать изображение кожи субъекта, которое можно применять для определения такого параметра кожи субъекта, как блеск и/или влажность.

В первом аспекте настоящего изобретения представлено вспомогательное устройство для устройства захвата изображения для захвата изображения кожи субъекта, содержащее:

- трубчатый элемент, имеющий первое отверстие на его первом конце, выполненное с возможностью охвата, когда вспомогательное устройство закреплено к устройству захвата изображения, источника излучения и датчика изображения, содержащихся в устройстве захвата изображения, и второе отверстие на его втором конце, выполненное с возможностью охвата участка кожи;

- два зеркала, расположенных внутри трубчатого элемента на его втором конце, при этом первое зеркало выполнено с возможностью отражения, когда вспомогательное устройство закреплено к устройству захвата изображения, излучения, испускаемого источником излучения, к участку кожи, а второе зеркало выполнено с возможностью отражения, когда вспомогательное устройство закреплено к устройству захвата изображения, излучения, отраженного от участка кожи, к датчику изображения.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения предлагается устройство визуализации, содержащее:

- устройство захвата изображения, включающее в себя источник излучения для испускания излучения и датчик изображения для приема излучения и формирования изображения, и

- вспомогательное устройство, раскрытое в настоящей заявке.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует понимать, что заявленное устройство захвата изображения имеет предпочтительные варианты осуществления, аналогичные и/или идентичные таковым для заявленного вспомогательного устройства, в частности, определенные в зависимых пунктах формулы изобретения и раскрытые в настоящей заявке.

Настоящее изобретение основано на идее возможности измерения требуемого параметра кожи, например, блеска и влажности, с использованием ресурсов личного пользовательского устройства, например, смартфона или интеллектуальных наручных часов пользователя (представляющего собой устройство захвата изображения в варианте осуществления), вместе с дополнительным инструментом, т.е. вспомогательным устройством, предпочтительно содержащим только дешевые компоненты, что делает доступным измерение параметра кожи для большинства потребителей. Так как данные (т.е. изображение кожи) получаются пользовательским устройством, то способ определения параметра кожи можно, например, эффективно интегрировать в инструктивное приложение для ухода за кожей, обеспеченное в пользовательском устройстве.

В варианте осуществления вспомогательного устройства зеркала снабжены одной или более метками, которые различимы на изображениях, снимаемых датчиком изображения. Это допускает простое определение участка изображения, используемого для оценки и определения параметра кожи. Метки предпочтительно имеют такую конфигурацию, что они легко различимы средством для обработки изображений, например они могут быть выполнены с таким цветом, размером и/или текстурой, что их можно легко отличить от кожи.

Вспомогательное устройство может дополнительно содержать крепежный механизм для крепления вспомогательного устройства к устройству захвата изображения. Например, может быть обеспечен зажимной механизм для зажима или иной фиксации (предпочтительно с возможностью удобного присоединения и отсоединения) вспомогательного устройства к устройству захвата изображения, например, смартфону.

В другом варианте осуществления вспомогательное устройство дополнительно содержит датчик влажности для определения влажности кожи, при этом упомянутый датчик влажности расположен на или внутри трубчатого элемента на его втором конце, чтобы контактировать с участком кожи, когда второй конец вспомогательного устройства прижат к коже. Это обеспечивает дополнительную функцию для устройства визуализации.

Упомянутый датчик влажности предпочтительно содержит основание, электрод, закрепленный на основании, и направляющий механизм для управления нажимом электрода на кожу. Данный вариант является простым и компактным вариантом осуществления.

Вспомогательное устройство может дополнительно содержать аудиоинтерфейс для ввода входного аудиосигнала, в частности, из устройства захвата изображения, выдаваемого на электрод, и для вывода выходного аудиосигнала, захватываемого электродом в ответ на входной аудиосигнал, в частности, в устройство захвата изображения. Таким образом, входной аудиосигнал может передаваться частью электрода (соединенной, например, с наушниковой частью аудиопорта устройства захвата изображения) в кожу, и другая часть электрода (соединенная, например, с микрофонной частью аудиопорта устройства захвата изображения) принимает выходной аудиосигнал. Отношение между входным аудиосигналом и выходным аудиосигналом является мерой емкости и/или проводимости кожи (в зависимости от частоты или частот сигнала), которая зависит от влажности кожи. Кроме того, меру влажности можно модифицировать посредством учета внешних параметров, например, относительной влажности, погоды и т.п.

Раскрытое устройство визуализации содержит устройство захвата изображения, содержащее источник излучения для испускания излучения и датчик изображения для приема излучения и формирования изображения. Кроме того, устройство визуализации содержит вспомогательное устройство, описанное в настоящей заявке.

Устройство захвата изображения может быть, в общем, любым мобильным пользовательским устройством, содержащим источник излучения (называемый также источником подсветки) и датчик изображения (называемый также блоком визуализации). Примерные (но не ограничивающие) варианты осуществления включают в себя смартфон, интеллектуальные наручные часы, камеру, планшетный компьютер, портативный компьютер и т.п., которые способны обеспечивать искомые функции, и к которым можно присоединить вспомогательное устройство, предпочтительно, так, чтобы присоединять и отсоединять это устройство можно было легко.

Устройство визуализации может дополнительно содержать процессорный блок для обработки изображения, чтобы определять параметр кожи участка кожи, с которого принято излучение датчиком изображения, и/или интерфейс данных для передачи изображения в устройство обработки для обработки данных, чтобы определять параметр кожи упомянутого участка кожи. Таким образом, обработка предпочтительно выполняется внутри устройства визуализации, в частности, внутри устройства захвата изображения (например, в процессоре, доступном в составе устройства захвата изображения). В качестве альтернативы, захваченные данные изображения могут посылаться в элемент внешней системы, предпочтительно, беспроводным способом (например, средствами Bluetooth, WiFi, мобильной сети связи и т.п.) или по проводам (например, посредством соединения устройства визуализации с компьютером).

Раскрытый способ определения параметра кожи субъекта, который может выполняться процессорным блоком или устройством обработки, основан на идее оценки количества белых пикселей в полученном изображении, которое, как обнаружено, является полезной мерой для определения некоторых параметров кожи, например блеска кожи и/или влажности кожи. Таким образом, термин «белый пиксель» не следует понимать в его строгом оптическом смысле как пиксель, который имеет точно белый цвет, но следует понимать более широко как пиксель, имеющий значение пикселя, представляющее белый или почти белый цвет. В варианте осуществления, для определения количества белых пикселей в полученном изображении предпочтительно используют порог для значения пикселя, т.е. порог служит для интерпретации некоторого пикселя как белого пикселя или как небелого пикселя.

Порог может включать в себя в другом варианте осуществления один или более фиксированных или адаптируемых порогов для яркости пикселей и/или цветов пикселей, в частности, один или более адаптируемых порогов, которые устанавливают на основании информации о средней яркости и/или среднем цвете в изображении и/или на основании субъекта и/или типа субъекта.

В дополнительном варианте осуществления этап получения изображения участка кожи включает в себя получение изображения кожи, захваченного устройством визуализации, раскрытым в настоящей заявке, и выделение из полученного изображения кожи участка изображения, отраженного одним из зеркал вспомогательного устройства, для дальнейшей обработки в качестве изображения для определения параметра кожи субъекта. Для выделения можно использовать средство обработки изображения, например, посредством обнаружения меток, обеспеченных на зеркалах, как изложено выше.

В другом варианте осуществления, блеск кожи определяют как параметр кожи по количеству белых пикселей в полученном изображении. Таким образом, распределение зеркального отражения в изображении интерпретируют для определения характера блеска (например, жирного или после чистки).

Способ может дополнительно содержать определение показателя блеска, указывающего на величину и/или характер блеска кожи по двум или более параметрам, выбранным из группы параметров, содержащей количество белых пикселей, количество кластеров из смежных белых пикселей, средний размер кластера и максимальный размер кластера, в частности, по взвешенной комбинации всех параметров. Тем самым, веса определяются посредством анализа с оптимизацией, т.е. раскрытый способ может дополнительно содержать выполнение анализа с оптимизацией посредством определения весов, используемых во взвешенной комбинации двух или более из упомянутых параметров, для одной или более заданных комбинаций, полученных для набора из разных изображений, показывающих разные величины и/или характеры блеска кожи.

В другом варианте осуществления может определяться карта блеска кожи для области кожи, указывающая величину блеска кожи по пикселям или по группам пикселей. Затем данная карта блеска кожи может выдаваться пользователю, например, на дисплее, или может определяться среднее значение блеска кожи для областей кожи, для которых определяется карта блеска кожи.

В еще одном варианте осуществления способ может дополнительно содержать этапы получения среднего значения параметра кожи из определений упомянутого параметра кожи для разных субъектов в течение периода времени, и сравнения текущего определенного значения параметра кожи, полученного для текущего субъекта, со средним значением, чтобы классифицировать текущее определенное значение параметра кожи. Данный вариант обеспечивает получение пользователем большей и/или более качественной информации относительно определяемого параметра кожи, поддерживающей более совершенные интерпретацию и понимание фактического результата измерения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Приведенные и другие аспекты изобретения будут очевидны из описания, сделанного со ссылкой на вариант(ы) осуществления, описанные в дальнейшем. На следующих чертежах

Фиг. 1A и 1B показывают вид спереди и вид сзади примерного исполнения первого варианта осуществления устройства визуализации, включающего в себя вспомогательное устройство в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 2 показывает принципиальную схему, поясняющую принцип настоящего изобретения,

Фиг. 3 показывает схему, поясняющую вид через второе отверстие вспомогательного устройства в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 4 показывает примерное изображение, получаемое устройством визуализации в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 5 показывает вид в перспективе примерного исполнения второго варианта осуществления вспомогательного устройства в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 6 показывает вариант осуществления датчика влажности, дополнительно применяемого в варианте осуществления вспомогательного устройства в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 7 показывает принципиальную схема второго варианта осуществления устройства визуализации в соответствии с настоящим изобретением,

Фиг. 8 показывает блок-схему первого варианта осуществления способа определения параметра кожи, и

Фиг. 9 показывает блок-схему второго варианта осуществления способа определения параметра кожи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 представляет вид спереди (фиг. 1A) и вид сзади (фиг. 1B) примерного исполнения первого варианта осуществления устройства 1 визуализации в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 2 представляет принципиальную схему, поясняющую принцип настоящего изобретения.

Устройство 1 визуализации содержит устройство 10 захвата изображения, включающее в себя источник 11 излучения для испускания излучения 30 и датчик 12 изображения для приема излучения 31 и формирования изображения. В данном примерном варианте осуществления устройство 10 захвата изображения является смартфоном, который содержит лампу-вспышку и/или электрический фонарик для использования в качестве источника 11 излучения и камеру для использования в качестве датчика 12 изображения. Устройство 10 захвата изображения может дополнительно (необязательно) содержать аудиоинтерфейс 13 и дисплей 14.

Устройство 10 захвата изображения может содержать дополнительные оптические элементы, например, блок управления для управления источником 11 излучения и/или датчиком 12 изображения. Однако задача блока управления может также выполняться процессором, или задачи источника 11 излучения и/или датчика 12 изображения могут быть заданы и записаны, и поэтому активный блок управления может не требоваться.

Устройство 1 может дополнительно содержать пользовательский интерфейс, например, дисплей 14, клавиатуру, сенсорный экран и т.п., позволяющий пользователю вводить информацию, например, чтобы начать или прекратить определение параметра кожи, изменять настройки, вводить персональную информацию и т.п., и допускающий вывод информации, например, информации по выявленному параметру кожи или инструкции для пользователя.

Вспомогательное устройство 20 содержит трубчатый элемент 21, имеющий первое отверстие 22 на его первом конце 23, выполненное с возможностью охвата источника 11 излучения и датчика 12 изображения устройства 10 захвата изображения, и второе отверстие 24 на его втором конце 25, выполненное с возможностью охвата участка 101 кожи 100 человека, например, участка щеки или лба лица человека. Кроме того, вспомогательное устройство 20 содержит два зеркала 26, 27, расположенных внутри трубчатого элемента 21 на его втором конце 25, чтобы отражать излучение 30, испускаемое источником 11 излучения к участку 101 кожи, и отражать излучения 31, отраженное от участка 101 кожи, к датчику 12 изображения.

Как показано на фиг. 2, для выполнения измерения, вспомогательное устройство располагается между участком 101 кожи и устройством 10 захвата изображения. Например, его можно удерживать рукой и прижимать к коже 100, или его можно смонтировать на устройстве 10 захвата изображения. По изображению, полученному устройством 10 захвата изображения, можно определить параметр кожи, например, посредством устройства 10 захвата изображения или элемента внешней системы, например, компьютера, в который передается изображение. Способ определения параметра кожи подробно поясняется ниже.

В варианте осуществления зеркала 26, 27 располагаются под углом α в диапазоне 45°-75° (например, под углом примерно 60°) относительно плоскости измерения, т.е. плоскости второго отверстия 24 и, следовательно, поверхности участка 101 кожи, видимого для датчика 12 изображения через второе отверстие 24. Зеркало 26 отражает излучение 30 под небольшим углом (например, в диапазоне 15°-45°) на кожу. С другого зеркала 27 собирается изображение в отраженном свете, которое используется для определения параметра кожи, например, для вычисления показателя блеска.

Фиг. 3 представляет схему, поясняющую вид 200 через второе отверстие 24 вспомогательного устройства 20. Вид 200 является непосредственным видом 201 кожи на участке 101 кожи, причем первое (подсвечивающее) зеркало 26 и второе (отражающее) зеркало 27 показывают зеркальное изображение 202 участка 101 кожи. Кроме того, на виде 200 показаны метки 261 и 271, предусмотренные на зеркалах 26, 27 в настоящем варианте осуществления в виде небольших треугольников, показанных в двух углах каждого зеркала 26, 27, а также отражения 262, 272 меток 261, 271 в соответствующем другом зеркале. Разумеется, можно использовать другие типы, положения и/или числа меток, которые обеспечивают возможность их распознавания и применения для идентификации разных участков вида 200.

Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением, одно зеркало используется для освещения кожи под небольшим углом, другое зеркало используется для захвата изображения в отраженном излучении (т.е. излучении, имеющем угол падения, идентичный углу отражения в соответствии с законом Снелла). При небольшом угле, от поверхности кожи и жирового вещества на коже отражается намного больше излучения. Излучение, освещающее кожу, например, под углом 90°, в основном, поглощается. При освещении кожи под небольшими углами, чтобы видеть зеркально отраженное излучение, наблюдение и оценка выполняются под таким же (но зеркальным) углом.

Это показано на фиг. 4, где представлено примерное изображение 210 (соответствующее виду 200), полученное устройством визуализации в соответствии с настоящим изобретением, т.е. такое изображение 210, которое наблюдается через второе отверстие 24 вспомогательного устройства 20. В зеркальном изображении 202 можно задать область 203 измерения, которая используется как изображение участка кожи для оценки и определения параметра кожи.

Во время снятия изображения можно управлять фокусным расстоянием, длительностью срабатывания затвора, цветокоррекцией и/или настройкой освещения от фонаря/лампы-вспышки, чтобы создавать, в комбинации с исключением внешних источников излучения, воспроизводимые изображения.

Фиг. 5 представляет вид в перспективе примерного исполнения второго варианта осуществления вспомогательного устройства 40 в соответствии с настоящим изобретением. Данный вариант осуществления вспомогательного устройства 40 содержит основание 41, на котором смонтирован трубчатый элемент 21, и зажимной механизм 42 для крепления и позиционирования вспомогательного устройства 40 на устройстве 10 захвата изображения, например, смартфоне.

В настоящем варианте осуществления вспомогательное устройство 40 содержит дополнительный датчик 43 влажности, который подсоединен к аудиокабелю 44 со штекером 45, который можно вставлять в аудиоразъем устройства 10 захвата изображения, например, смартфона. Одним концом вспомогательное устройство 40 фиксируется на защелке на устройстве 10 захвата изображения, с охватом источника 11 излучения и датчика 12 изображения устройства 10 захвата изображения, например, камеры и лампы-вспышки/фонарика смартфона, как показано на фиг. 1.

Для формирования изображения пользователь может прижать другой конец трубчатого элемента 21, содержащий два зеркала 26, 27, к своей коже. Когда трубчатый элемент находится в рабочем положении, программное обеспечения снимет картину с регулируемой лампой-вспышкой или управляемым фонариком и выполнит анализ картины, т.е. изображения в области 203 измерения, показанной в зеркале 27 (смотри фиг. 4).

Как упоминалось, в трубчатый элемент 21 для измерения блеска можно также встроить датчик 43 влажности. Вариант осуществления датчика 43 влажности показан на фиг. 6. Датчик содержит электрод 431, закрепленный на основании 432, которое имеет линейную направляющую и пружинный механизм 433 для управления нажимом электрода на кожу во время измерения. Посредством аудиоинтерфейса 13 (смотри фиг. 1) устройства 10 захвата изображения, например, вывода для наушников в аудиоразъеме, передается переменный сигнал, например, с частотой 16 кГц, и ответный сигнал принимается посредством аудиоинтерфейса, например микрофонного входа того же самого аудиоразъема. При заданном выходном сигнале, полученный входной сигнал является мерой импеданса кожи, который определяется, в основном, влажностью кожи.

Фиг. 7 представляет принципиальную схему второго варианта осуществления устройства визуализации в соответствии с настоящим изобретением. Дополнительно к элементам устройства 1 визуализации, показанного на фиг. 1, устройство 2 визуализации, в частности, устройство 50 захвата изображения, содержит процессорный блок 15 для обработки изображения, чтобы определить параметр кожи участка кожи, с которого излучение принято датчиком 12 изображения, и/или интерфейс 16 данных для передачи изображения во внешнее устройство обработки (не показанное), например, компьютер, сервер, облако и т.п., для обработки изображения с целью определения параметра кожи упомянутого участка кожи. Процессорный блок 15 может быть, например, главным процессором устройства 50 захвата изображения. Интерфейс 16 данных может быть интерфейсом для вывода изображения беспроводным способом или по проводам.

Фиг. 8 представляет блок-схему варианта осуществления способа 300 определения параметра кожи. На первом этапе 301 получают изображение участка 101 кожи 100 субъекта, включающее в себя зеркальное отражение, в ответ на испускание излучения на упомянутый участок 101 кожи. На втором этапе 302 определяется количество белых пикселей в полученном изображении с использованием порога для значения пикселя. На третьем этапе 303 определяется параметр кожи по количеству белых пикселей в полученном изображении.

В варианте осуществления определяется количество и распределение белых пикселей в изображении. Распределение белых пикселей может включать в себя один или более из параметров «количество кластеров белых пикселей», «средний размер кластера», «максимальный размер кластера» и «средняя интенсивность белых пикселей» в изображении. Затем количество белых пикселей в изображении, вместе с вышеупомянутыми параметрами, можно использовать в передаточной функции, чтобы вычислить показатель блеска. Затем данный показатель можно использовать для представления потребителю обратной связи и руководящих указаний.

Далее приведены более подробные сведения о варианте осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Из изображения, снятого устройством визуализации, с использованием меток (показанных на фиг. 3), выделяется зеркальное изображение одного из двух зеркал, например, с помощью некоторого алгоритма. Данное выделенное зеркальное изображение представляет поверхность кожи и включает в себя зеркальное отражение. Для определения белых пикселей устанавливают фиксированный порог, что означает низкий порог для К (красных), З (зеленых) и С (синих) значений пикселей.

При подсчете количества белых пикселей в зеркальном изображении результат можно использовать как показатель зеркального отражения, например, блеска кожи. Поскольку внешние источники излучения исключены благодаря использованию трубчатого элемента 21, то для определения белых пикселей можно использовать фиксированный порог (никакой компенсации других факторов не требуется), и количество белых пикселей в разных изображениях можно сравнивать и использовать для заключения о большем или меньшем блеске.

Количество белых пикселей в изображении нормируется относительно суммарного количества пикселей в изолированном зеркальном изображении, чтобы компенсировать небольшое отклонение в аппаратуре. Подсчет количества пикселей в изображении, которые соответствуют некоторому определению цвета, является стандартной функцией, например, программном обеспечении компьютерного зрения с открытым исходным кодом.

Преимуществом данного способа является его простота. Требуется лишь небольшой вычислительный ресурс, что делает способ пригодным для нескольких недорогих аппаратных платформ. Данный способ имеет особый смысл в сочетании с получением изображений, при котором создаются воспроизводимые изображения, как описано в вышеприведенном способе для получения изображений.

В вышеописанном варианте осуществления устанавливают фиксированный порог. В другом варианте осуществления порог можно устанавливать на основании средней цветовой информации в изображении. Преимущество приведенного решения состоит в том, что люди с очень светлой кожей не будут, по определению, иметь большее число белых пикселей, чем люди с очень темной кожей. Однако данное решение может потребовать дополнительных этапов анализа изображения. Способ избежать такого усложнения состоит в том, чтобы пользователь указал тон собственной кожи (например, с использованием цветовой шкалы Фитцпатрика), и на основании данного указания может быть установлен конкретный порог по цвету кожи.

Современные измерения блеска кожи дают абсолютное значение для зеркального отражения. Для измерительных устройств, применяемых специалистом (дерматологом, косметологом), с которыми специалист выполняет интерпретацию с учетом других физиологических аспектов человека (среди прочего, текстуры кожи, возраста, формы измеренной зоны), этого достаточно. Однако, для устройства измерения блеска, периодически используемого потребителем (например, непрофессионалом), абсолютное значение без интерпретации является менее значимым. Ниже описан другой вариант осуществления способа, который справляется с недостатками измерения абсолютного блеска: способ использует распределение блеска в изображении, чтобы оценить, является ли измеренный блеск «жирным блеском» или «гигиеническим блеском», с приданием более высокого значения жирному блеску и низкого значения гигиеническому блеску. Кроме того, способ делает вывод о «среднем» или «регулярном» значении параметра для конкретного человека и сравнивает с ним новое измеренное значение, допуская операции с разностной величиной, вместо операции с абсолютным значением параметра.

Знание, является ли кожа блестящей или нет, уже может быть релевантной информацией для пользователя или входной информацией выдачи пользователю инструкций по уходу за кожей. Однако, разделение блеска на желательный блеск (здоровая чистая кожа) или нежелательный блеск (жирная, потная кожа) дает дополнительную выгоду. Кроме получения абсолютных уровней блеска, распределение блеска в полученном изображении содержит также информацию о характере блеска. На основании экспертной оценки полагают, что «жирный» блеск имеет более зернистое/капельное распределение, и «чистый» блеск имеет вид в большей степени диффузного/яичного блеска.

Параметры, используемые в настоящем варианте осуществления для получения характеристик блеска, могут включать в себя что-то одно или более из сосчитанного числа пикселей (количества белых пикселей в изображении), сосчитанного числа пятен (пятно=кластер из более чем 4 белых пикселей), среднего размера пятна (количества связанных белых пикселей) и максимального размера пятна.

В настоящем варианте осуществления, комбинированный показатель блеска определяется передаточной функцией от сосчитанного числа пикселей, сосчитанного числа пятен, среднего размера пятна и максимального размера пятна:

GC=C0+C1*Pixel_count+C2*Blob_count+C3*Av_blob_size+C4*Max_blob_size

где C0 … C4 являются постоянными величинами.

Наилучшую параметрическую подгонку передаточной функции производят поиском наилучшей подгонки передаточной функции, например, посредством оценки группой экспертов заданного набора изображений блеска кожи. Заданный набор содержит изображения группы людей, имеющих отличающиеся типы кожи, при этом изображения снимают с заданного места кожи, например, лба, и изображения снимают для нескольких «состояний» кожи, например, «естественного» состояния, состояния непосредственно после чистки и состояния, в котором коже придан жирный вид (например, посредством нанесения косметического масла). Затем изображения различных состояний кожи классифицируются группой экспертов. После этого, функцию GC оптимизируют до наилучшей подгонки с использованием оценки группой экспертов.

Способ, раскрытый в настоящей заявке, можно использовать для определения параметра блеска кожи, но без ограничения этим. Определять можно множество других параметров кожи, например, шероховатость кожи, упругость, пигментацию, при этом с изменением местоположения и условий измерения, таких как условия окружающей среды, а также давления и угла размещения во время использования. Например, для определения шероховатости/текстуры кожи можно применить распознавание контуров, чтобы отличать углубленные края (затемнения) от более высоких структур (более освещенных). Распределение и размер затемненных и освещенный зон является мерой шероховатости. Пигментацию (зоны с большим содержанием меланина по сравнению с окружающей кожей) можно идентифицировать методом сравнения с цветовым порогом: пигментное пятно имеет цвет с некоторой шириной полосы (коричнево-красноватый в системе LAB и/или RGB). Окружающая кожа светлее.

При измерении параметра кожи в конкретном месте на человеческой коже в течение серии повторных измерений в пределах короткого промежутка времени (например, нескольких минут), в предположении, что сама кожа не изменяется, все же можно обнаружить заметный разброс между результатами измерения. Однако, когда среднее значение и разброс результатов измерений для места известны, то для каждого вновь измеренного значения можно оценить вероятность того, отличается ли значение от среднего значения статистически или нет. В зависимости от планируемого действия, при нахождении значения, отклоняющегося от среднего значения, можно определить необходимую достоверность выполнения правильного назначения упомянутого действия.

Интерпретация значения не зависит от абсолютного значения параметра кожи. По данной причине, интерпретацию можно использовать для каждого отдельного человека, независимо от абсолютного среднего значения параметра кожи.

Поскольку кожа изменяется со временем, например, из-за старения и смены сезонов, средний параметр (например, блеск) человека также будет изменяться со временем. Известно, что для большинства людей значения блеска зимой обычно ниже, чем значения блеска в летнее время. По данной причине, в соответствии с вариантом осуществления способа кроме абсолютного среднего значения, основанного на всех измеренных значениях человека, можно также использовать скользящее среднее, содержащее ограниченный набор значений.

В таком варианте осуществления способ может содержать следующие этапы, показанные на фиг. 9, представляющей блок-схему упомянутого способа 400:

- Этап 401: Получить достаточное число измеренных значений конкретной зоны в течение относительно короткого периода времени (например, недели, с ограниченными изменениями кожи), чтобы вычистить среднее значение и разброс (например, стандартное отклонение).

- Этап 402: Определить количество значений для включения в скользящее среднее значение (минимум 2 значения, максимум все значения).

- Этап 403: Определить ширину полосы вокруг скользящего среднего значения на основании найденного разброса и необходимой достоверности, при которой значение считается отличающимся (более высоким или низким) от среднего значения, когда находится за пределами данной ширины полосы.

- Этап 404: По новому найденному значению: оценить, отличается ли оно от среднего значения.

- Этап 405: Использовать последнее значение для пересчета скользящего среднего значения.

Данный вариант осуществления способа можно дополнительно уточнить. Например, когда найден разброс (т.е. ширина полосы разброса вокруг среднего значения), который является достаточно небольшим (т.е. ниже порога), можно уточнить классификацию найденного значения по отношению к среднему значению. Одна возможная классификация может быть следующей: ниже, равняется или выше среднего значения. Более точная классификация может быть следующей: ниже на величину от xx до yy% или выше на величину от xx до yy%, чем среднее значение.

В качестве альтернативы использованию скользящего среднего значения можно использовать способ калмановской фильтрации (который, обычно, широко известен в обработке сигналов). В настоящем варианте осуществления можно также выполнять оценку разброса результатов измерений, с которой встречается человек. При известном разбросе, можно определить настройки параметров калмановской фильтрации.

Устройство визуализации в соответствии с настоящим изобретением может быть мобильным пользовательским устройством, например, смартфоном, камерой, портативным компьютером, интеллектуальными наручными часами или планшетным компьютером, которое доступно многим пользователям для ежедневного применения, и которое приспособлено для искомой цели определения параметра кожи, например, посредством применения прикладной программы («приложения»), которая использует существующие аппаратные компоненты и оценивает данные, которые получают посредством существующих аппаратных компонентов. В качестве альтернативы, устройство визуализации может быть также специальным устройством, изготовленным конкретно с целью определения параметра кожи (и, необязательно, с другими целями).

Известные устройства для измерения кожи, предназначенные для потребителей, могут включать в себя функцию измерения влажности, но не включают в себя функции релевантного и надежного измерения блеска или жира по приемлемой цене. При этом сложно давать точную индивидуальную рекомендацию по уходу за кожей для поддерживания гигиенического внешнего вида, в сочетании с уровнем здоровой влажности кожи. При применении настоящего изобретения, такие параметры кожи, как блеск кожи и влажность кожи, можно надежно определять с использованием, например, собственного пользовательского устройства человека, например, смартфона, в сочетании с вспомогательным инструментом. Следовательно, пользователю можно давать надлежащую рекомендацию по уходу за кожей по низкой цене.

Настоящее изобретение можно применять при любом предполагаемом индивидуальном уходе, когда наличие знания об искомом параметре кожи, например, блеске и влажности кожи, имеет значение для более точного указания режима ухода за кожей для пользователю, или когда информация о конкретном параметре кожи, например, блеск и влажности кожи, имеет значение для изменения настроек устройства для персонального ухода.

Хотя настоящее изобретение подробно представлено на чертежах и охарактеризовано в вышеприведенном описании, упомянутые чертежи и описание следует считать наглядными или примерными, а не ограничивающими; изображение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. После изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения, специалистами в данной области техники в процессе практической реализации заявленного изобретения могут быть разработаны и выполнены другие модификации предложенных вариантов осуществления.

В формуле изобретения, формулировка «содержащий» не исключает других элементов или этапов, и признак единственного числа (в виде неопределенного артикля в оригинале) не исключает множественного числа. Единственный элемент или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает невозможность применения комбинации упомянутых признаков в подходящем случае.

Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем невременном носителе, например, оптическом носителе данных или полупроводниковом носителе, поставляемом совместно с другими аппаратным обеспечением или в его составе, но может также распространяться в других формах, например, по сети Интернет или в других проводных или беспроводных телекоммуникационных системах.

Никакие позиции в формуле изобретения нельзя считать ограничивающими объем изобретения.

Группа изобретений относится к медицинской технике, к вспомогательному устройству для устройства захвата изображения для захвата изображения кожи субъекта, содержащему трубчатый элемент, имеющий первое отверстие на его первом конце, выполненное с возможностью охвата источника излучения и датчика изображения, содержащихся в устройстве захвата изображения, и второе отверстие на его втором конце, выполненное с возможностью охвата участка кожи, и два зеркала, расположенных внутри трубчатого элемента на его втором конце, при этом первое зеркало выполнено с возможностью отражения излучения, испускаемого источником излучения, к участку кожи, и второе зеркало выполнено с возможностью отражения излучения, отраженного от участка кожи, к датчику изображения. Вспомогательное устройство можно присоединять к устройству захвата изображения, чтобы получать изображение участка кожи, который оценивают для определения параметра кожи, например блеска кожи. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Вспомогательное устройство (20) для устройства (10) захвата изображения для захвата изображения кожи субъекта, содержащее:

- трубчатый элемент (21), имеющий первое отверстие (22) на его первом конце (23), выполненное с возможностью охвата, когда вспомогательное устройство (20) закреплено к устройству (10) захвата изображения, источника (11) излучения и датчика (12) изображения, содержащихся в устройстве (10) захвата изображения, и второе отверстие (24) на его втором конце (25), выполненное с возможностью охвата участка (101) кожи;

- два зеркала (26, 27), расположенных внутри трубчатого элемента (21) на его втором конце (25), причем первое зеркало (26) выполнено с возможностью отражения, когда вспомогательное устройство (20) закреплено к устройству (10) захвата изображения, излучения (30), испускаемого источником (11) излучения, к участку (101) кожи, а второе зеркало (27) выполнено с возможностью отражения, когда вспомогательное устройство (20) закреплено к устройству (10) захвата изображения, излучения (31), отраженного от участка (101) кожи, к датчику (12) изображения.

2. Вспомогательное устройство по п. 1,

причем зеркала (26, 27) снабжены одной или более метками (261, 271), которые различимы на изображениях, снимаемых датчиком изображения.

3. Вспомогательное устройство по п. 1,

дополнительно содержащее крепежный механизм (42) для крепления вспомогательного устройства (20) к устройству (10) захвата изображения.

4. Вспомогательное устройство по п. 1,

дополнительно содержащее датчик (43) влажности для обнаружения влажности кожи, при этом упомянутый датчик влажности расположен на или внутри трубчатого элемента (21) на его втором конце (25), чтобы контактировать с участком кожи, когда второй конец (25) вспомогательного устройства прижат к коже.

5. Вспомогательное устройство по п. 4,

причем упомянутый датчик (43) влажности содержит основание (432), электрод (431), закрепленный на основании, и направляющий механизм (433) для управления нажимом электрода на кожу.

6. Вспомогательное устройство по п. 5,

дополнительно содержащее аудиоинтерфейс (44, 45) для ввода входного аудиосигнала, в частности, из устройства (10) захвата изображения, выдаваемого на электрод, и для вывода выходного аудиосигнала, захватываемого электродом в ответ на входной аудиосигнал, в частности, в устройство (10) захвата изображения.

7. Устройство визуализации (1), содержащее:

- устройство (10) захвата изображения, содержащее источник (11) излучения для испускания излучения и датчик (12) изображения для приема излучения и формирования изображения, и

- вспомогательное устройство (20) по п. 1.

8. Устройство визуализации по п. 7,

дополнительно содержащее:

- процессорный блок (15) для обработки изображения, чтобы определять параметр кожи участка кожи, с которого принято излучение датчиком изображения, и/или

- интерфейс (16) данных для передачи изображения в устройство обработки для его обработки с целью определения параметра кожи упомянутого участка кожи.