專利名稱：用于將毛囊單位分類的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及毛發(fā)移植程序，且更特定來說，涉及一種用于使用用于毛發(fā)移植 程序中的數(shù)字成像和處理技術(shù)將毛囊單位分類的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
毛發(fā)移植程序是眾所周知的，且通常涉及(在具有男性模式脫發(fā)癥的患者身上)從 患者頭皮的側(cè)部和后部邊緣區(qū)域(供體區(qū)域)采集供體毛發(fā)移植物，且將其植入在脫發(fā) 區(qū)域(接收區(qū)域)中。歷史上，所采集的移植物相對(duì)較大(3-5 mm)，但最近，供體移 植物可為單一毛囊單位。具體來說，"毛囊單位"(本文中也稱為FU)是自然發(fā)生的總 計(jì)為1-3個(gè)(和不大常見的4-5個(gè))隨機(jī)分布在頭皮表面上的緊密間隔的毛囊。
可基于所述爭(zhēng)位中的毛發(fā)的數(shù)目來分類或"定型"毛囊單位，且對(duì)于具有3-5根毛 發(fā)的毛囊單位，單一毛發(fā)毛囊單位簡(jiǎn)寫為"F1"，兩個(gè)毛囊單位簡(jiǎn)寫為"F2"，依此類推， 而進(jìn)行識(shí)別。在多個(gè)毛發(fā)毛囊單位的一些情況下，所述毛發(fā)可能看似從皮膚中的單一小 囊或點(diǎn)發(fā)散。在其它情況下，毛發(fā)可在略微間隔開的位置處離開皮膚表面，但集中于皮 膚下方的單一毛囊單位中。參看圖1，展示具有多種類型毛囊單位的人類頭皮11的示范 性區(qū)段的數(shù)字圖像的印刷品。舉例來說，毛囊單位13具有兩根毛發(fā)，且因此為F2，而 毛囊單位15為Fl，因?yàn)槠鋬H具有單一毛發(fā)。類似地，毛囊單位17看似為具有三根毛發(fā) 的F3。
基于毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目來識(shí)別并分類毛囊單位是重要且合乎需要的有若干 原因。其一，優(yōu)選將某些種類的毛囊單位移植到頭皮的特定區(qū)中。舉例來說，通常沿著 構(gòu)成臉面框架的發(fā)線來植入單一毛發(fā)毛囊單位(Fl)。通常將具有一根以上毛發(fā)的毛囊 單位(F2、 F3等)植入在中間頭皮和頂部中。毛囊單位分布的此布置被認(rèn)為產(chǎn)生更自然 的外觀美學(xué)結(jié)果。仍可能需要利用多種種類(也稱為"類型")的毛囊單位來提供經(jīng)移 植毛發(fā)的外觀的所需屬性。此類屬性可(尤其)包含毛發(fā)密度、毛發(fā)的方向或定向、若 干類型的毛囊單位的特定混合，和/或隨機(jī)性的外觀等可能的屬性。
在規(guī)劃并執(zhí)行毛發(fā)移植程序的過程中，除了基于毛囊單位所含有的毛發(fā)的數(shù)目將毛 囊單位分類，可能還需要定位并識(shí)別毛囊單位中每一此類毛發(fā)的端點(diǎn)。 一個(gè)端點(diǎn)(通常
位于皮膚表面上且稱為"尾部")是毛囊單位的一根或一根以上毛發(fā)從其處從皮膚顯現(xiàn)出來的點(diǎn)。另一端點(diǎn)被稱為"頭部"，且對(duì)應(yīng)于毛囊單位的每一毛發(fā)處于皮膚表面上方 的頂端。因此，單一毛發(fā)毛囊單位具有一個(gè)頭部，而兩根毛發(fā)毛囊單位具有兩個(gè)頭部。 毛囊單位的位于皮膚表面下方的另一端點(diǎn)被稱為"球部"，且對(duì)應(yīng)于毛囊單位的一根或 一根以上毛發(fā)在皮下發(fā)起的位置/端點(diǎn)。需要知道各種相關(guān)端點(diǎn)的位置的一個(gè)原因是能夠 采集毛囊單位并接著將其植入，而不會(huì)對(duì)其或其部分造成損壞。舉例來說，如果F2毛 囊單位具有長(zhǎng)于另一毛發(fā)的一根毛發(fā)，使得頭部1比頭部2更遠(yuǎn)離皮膚而定位，那么其 常指示在皮膚下方，毛囊單位的主要方向在具有頭部1的毛發(fā)的軸的方向上延伸。因此， 知道毛囊單位的每一頭部的位置可有助于確定毛囊單位在皮膚表面下方的角度和定向， 其又可用于更好地定位采集工具，進(jìn)而降低在采集時(shí)毛發(fā)橫切的可能性，且還改進(jìn)毛發(fā) 移植程序的功效。
先前已揭示毛發(fā)移植的各種程序，包含手動(dòng)和機(jī)械化達(dá)到某些自動(dòng)化程度。在一種 眾所周知的手動(dòng)工藝中，通過使用解剖刀向下解剖進(jìn)入脂肪皮下組織而從供體區(qū)域移除 頭皮的線性部分。條帶經(jīng)解剖(在顯微鏡下)進(jìn)入組件毛囊單位，其然后被植入到由針 制成的相應(yīng)刺孔中的接收區(qū)域中。通常使用鑷子抓取毛囊單位移植物，并將其放置到針 刺位置中，但己知用于完成此操作的其它儀器和方法。
在"雄激素性脫發(fā)癥"(斯普靈格(Springer)， 1996)中，M.稻葉(M.Inaba)和Y. 稻葉揭示并描述一種用于通過定位具有切割邊緣和具有1mm直徑的內(nèi)腔的中空打孔針 來采集單數(shù)個(gè)毛囊單位的手動(dòng)方法，所述內(nèi)腔的直徑約等于毛囊單位的關(guān)鍵解剖部分的 直徑。針孔與將要提取的毛囊單位的軸軸向?qū)?zhǔn)，且然后前進(jìn)到頭皮中以圍繞選定毛囊 單位的圓周切割頭皮。其后，例如使用鑷子，容易地移除毛囊單位，以用于隨后使用專 門設(shè)計(jì)的插針植入到接收部位中。
第6,585,746號(hào)美國(guó)專利揭示一種利用機(jī)器人的自動(dòng)化毛發(fā)移植系統(tǒng)，所述機(jī)器人 包含機(jī)械手和與所述機(jī)械手相關(guān)聯(lián)的毛囊導(dǎo)引器。視頻系統(tǒng)用于產(chǎn)生患者頭皮的三維虛 擬圖像，其用于規(guī)劃將要接收在機(jī)械手的控制下由小囊導(dǎo)引器植入的毛發(fā)移植物的頭皮 位置。第6,585,746號(hào)美國(guó)專利的全部揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
在2005年9月30日申請(qǐng)的第60/722,521號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案、2005年12月22 日申請(qǐng)的第60/753,602號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案、2006年1月31日申請(qǐng)的第60/764,173 號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案，和2006年4月28日申請(qǐng)的第11/380,903號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案(現(xiàn) 公開為美國(guó)2007/0078466)，以及2006年4月28日申請(qǐng)的第11/380,907號(hào)美國(guó)專利申 請(qǐng)案(現(xiàn)公開為美國(guó)2007/0106306)中還揭示用于移植的自動(dòng)化系統(tǒng)和方法。上述所有 申請(qǐng)案的全部?jī)?nèi)容在此以引用的方式并入本申請(qǐng)案中。舉例來說，上文參考的第11/380,907號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案，所揭示的系統(tǒng)包括機(jī)械手， 所述機(jī)械手具有安裝在所述手上的采集和/或植入工具。一個(gè)或一個(gè)以上的相機(jī)也安裝在 所述手上，并用于將工作空間(例如，身體表面)成像。處理器經(jīng)配置以接收并處理由 相機(jī)獲取的圖像?？刂破鞑僮鞯伛詈系剿鎏幚砥骱退鰴C(jī)械手。所述控制器至少部分 基于由所述相機(jī)和所述處理器獲取的經(jīng)處理圖像來控制所述機(jī)械手的移動(dòng)。所述手可以 可控制地移動(dòng)以相對(duì)于所述身體表面將工具定位在所需的定向和位置處以執(zhí)行毛發(fā)的 移植。
在利用用于毛發(fā)移植的這些系統(tǒng)和方法中的任一者的過程中，需要首先規(guī)劃移植以 選擇將要采集和移植的毛囊單位，并確定將要植入毛發(fā)的精確位置。因此，在規(guī)劃毛發(fā) 移植程序的過程中，可選擇來自身體表面上的特定位置的特定毛囊單位以用于采集和移 植到身體表面的不同部分中?？苫谀骋粯?biāo)準(zhǔn)(例如，毛囊單位的類型(即，F(xiàn)l、 F2 等)、毛發(fā)在毛囊單位中的定向、毛發(fā)的密度等)來選擇將要移植的毛囊單位。然而， 計(jì)數(shù)并表征每一毛囊單位的過程可為繁瑣和耗時(shí)的。因此，需要一種用于將毛囊單位分 類的系統(tǒng)和方法，其包含使用自動(dòng)化系統(tǒng)來識(shí)別毛囊單位的每一毛發(fā)的端點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文所揭示的本發(fā)明的一般方面，提供一種用于使用自動(dòng)化系統(tǒng)將毛囊單位分 類的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可與用于在身體表面上移植毛發(fā)毛囊單位的系統(tǒng) 和方法一起利用。當(dāng)在用于毛發(fā)移植的自動(dòng)化系統(tǒng)上實(shí)施或與其整合時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng) 和方法尤其有用。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述將毛囊單位分類的方法包括獲取存在毛囊單位(FU)
的身體表面的圖像，以及處理此圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像。在一個(gè)示范性實(shí)施 例中，所述經(jīng)分段圖像是二進(jìn)制圖像。可從所述FU的經(jīng)分段圖像計(jì)算圍繞所述FU的 毛發(fā)的外周邊的輪廓。舉例來說，對(duì)于F1，，所述輪廓將通常為遵循單一毛發(fā)的外表面的 線或表面。對(duì)于相對(duì)直的毛發(fā)，所述輪廓將看似為矩形。對(duì)于F2，毛發(fā)通常形成"V" 形，使得所述輪廓看似為印刷體字母"V"。
所述經(jīng)分段圖像還允許計(jì)算所述FU的側(cè)視輪廓圖。所述側(cè)視輪廓圖忽視所述圖像 的輪廓中的凹面。舉例來說，對(duì)于F2，存在通過從"V"的頂部的一側(cè)到"V"的頂點(diǎn)， 且倒退到"V"的頂部的另一側(cè)的輪廓中的下降而形成的所述輪廓中的凹面或"內(nèi)彎" 部分。所計(jì)算的輪廓忽視此凹面，使得所得的側(cè)視輪廓圖看似為一三角形，其中所述三 角形的頂點(diǎn)中的一者大體上跟蹤所述FU的輪廓的"V"的頂點(diǎn)。接著將所述側(cè)視輪廓圖與所述輪廓進(jìn)行比較以確定所述側(cè)視輪廓圖中的"缺陷"的 數(shù)目?？蓪⑺鰝?cè)視輪廓圖中的缺陷界定為(例如)所述側(cè)視輪廓圖中的偏離所述輪廓 的凹面中的每一者。在F2實(shí)例中，在側(cè)視輪廓圖中存在一個(gè)由形成為"V"形的凹面表 示的缺陷。在F3中，所述輪廓將大體上成形為如同共用共同頂點(diǎn)的兩個(gè)V，且其中一 個(gè)線形成兩個(gè)V的一邊。F3的側(cè)視輪廓圖也將具有大體三角形形狀(但其可能為比F2 寬的三角形)。因此，F(xiàn)3將具有兩個(gè)缺陷。因此，可見，缺陷的數(shù)目與毛囊單位的類型 具有直接關(guān)系。在此情況下，F(xiàn)U的毛發(fā)的數(shù)目等于缺陷的數(shù)目減去1。
在將毛囊單位分類的方法的一個(gè)實(shí)施例中，可通過依照眾所周知的圖像處理技術(shù)來 計(jì)算凸包輪廓，而確定側(cè)視輪廓圖。用于確定側(cè)視輪廓圖的其它適當(dāng)技術(shù)也在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的方法的另一方面中，提供一種程序以用于追蹤所關(guān)注FU，以調(diào)整圖像 獲取裝置與FU之間的相對(duì)移動(dòng)。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，2個(gè)相機(jī)可用于在第一和第 二相機(jī)的圖像內(nèi)追蹤所關(guān)注FU，以調(diào)整身體表面的移動(dòng)和/或相機(jī)的移動(dòng)。另外，第一 和第二相機(jī)與FU的毛發(fā)的大體定向?qū)?zhǔn)。以此方式，獲得一圖像，其提供更好質(zhì)量的 數(shù)據(jù)以用于執(zhí)行將FU分類的方法的剩余步驟。然而，可使用多個(gè)圖像獲取裝置(例如， 相機(jī))來執(zhí)行追蹤程序，以及通過從各個(gè)角度拍攝多個(gè)圖像(包含全景圖像)而使用單 一相機(jī)來執(zhí)行追蹤程序?？墒謩?dòng)地實(shí)現(xiàn)相機(jī)的移動(dòng)，或如果所使用的系統(tǒng)為機(jī)器人系統(tǒng)， 則在機(jī)器人的輔助下實(shí)現(xiàn)相機(jī)的移動(dòng)。
在本發(fā)明的又一方面中，將毛囊單位分類的方法還可調(diào)整具有集中于皮膚表面下方 的毛發(fā)的毛囊單位。在此情況下，所述圖像將含有并非為所關(guān)注FU的輪廓的鄰接部分 的毛發(fā)的圖像。為了考慮到此情形，確定單獨(dú)的毛發(fā)是否處于距界定所關(guān)注FU的鄰接 輪廓的毛發(fā)的最大距離內(nèi)。所述最大距離將被設(shè)置為一距離，在所述距離內(nèi)，看似為來 自單獨(dú)FU的毛發(fā)最可能為與所關(guān)注FU相同的FU的一部分。對(duì)所關(guān)注FU的分類然后 考慮處于距所關(guān)注FU的毛發(fā)最大距離內(nèi)的任何額外毛發(fā)。
在本發(fā)明的又一方面中，將毛囊單位分類的方法還可調(diào)整看似為單一毛發(fā)但實(shí)際上 為多個(gè)毛發(fā)的毛發(fā)圖像。如果以與FU的毛發(fā)成某一角度來拍攝數(shù)字圖像，則所述毛發(fā) 的圖像可合并并看似為一根毛發(fā)。因此，確定缺陷的數(shù)目將不提供準(zhǔn)確的分類，因?yàn)榻?jīng) 合并的毛發(fā)將導(dǎo)致側(cè)視輪廓圖中的比所關(guān)注FU中實(shí)際上存在的缺陷少的缺陷(且因此 較少的毛發(fā))。為了考慮到此情形，所述方法確定表示所關(guān)注FU中的一根毛發(fā)的每一對(duì) 象的寬度(或口徑)，并將其與單一毛發(fā)的寬度進(jìn)行比較。將FU分類的步驟還可基于以 下確定的結(jié)果表示一根毛發(fā)的對(duì)象的寬度是否超過最大預(yù)期寬度。舉例來說，如果所述寬度在所預(yù)期寬度的1-1/2與2倍之間，則分類步驟將把此對(duì)象近似為兩根毛發(fā)?？?針對(duì)3、 4或5根毛發(fā)進(jìn)行類似近似。
在本發(fā)明的進(jìn)一步方面中，提供一種用于確定毛囊單位(FU)的端點(diǎn)的方法。此方 法允許確定FU的在皮膚表面上或上方的端點(diǎn)以及皮下端點(diǎn)。此方法包括獲取含有FU 的身體表面的圖像，處理所述圖像以產(chǎn)生FU的經(jīng)分段圖像、產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖 像的框架，和從所述框架確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。產(chǎn)生框架或"框架化"是用于 將經(jīng)分段圖像中的前景區(qū)減少到框架剩余物的過程。本發(fā)明的方法不限于用于產(chǎn)生所關(guān) 注圖像的框架的特定技術(shù)或方法，而是涵蓋所有適當(dāng)方法，包含(以實(shí)例且非限制的方 式)細(xì)化方法、基于邊緣檢測(cè)的技術(shù)、希爾第池(Hilditch)算法、使用距離變換中的奇 點(diǎn)的對(duì)框架的近似等等。在一些實(shí)施例中，通過使用多個(gè)圖像(包含立體圖像)，或通 過將圖像的輪廓確定為用于產(chǎn)生框架的額外數(shù)據(jù)驗(yàn)證，而進(jìn)一步細(xì)化確定端點(diǎn)的方法。
用于使用自動(dòng)化系統(tǒng)將FU分類的系統(tǒng)包括圖像獲取裝置和圖像處理器。圖像獲取 裝置的一個(gè)實(shí)例是--個(gè)或一個(gè)以上的相機(jī)，例如任何市售相機(jī)。替代于相機(jī)，其可為視 頻記錄裝置(例如，攝像機(jī))或任何其它圖像獲取裝置。雖然立體成像裝置在本發(fā)明中 非常有用，但并沒有必要采用立體成像。類似地，雖然圖像獲取裝置優(yōu)選為數(shù)字裝置， 但這并沒有必要。舉例來說，其可為獲取初始圖像的模擬TV相機(jī)，所述初始圖像接著 經(jīng)數(shù)字化為數(shù)字圖像以進(jìn)一步用于本發(fā)明的方法中。圖像處理器可包括經(jīng)編程并經(jīng)配置 以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的將FU分類的方法的任何裝置。合適圖像處理器的一個(gè)非限制性實(shí) 例是任何類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)("PC")?；蛘?，圖像處理器可包括專用集成電路(ASIC) 或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)?？墒褂媒?jīng)配置以執(zhí)行本發(fā)明的方法的軟件對(duì)圖像處理器 進(jìn)行編程。
類似于用于將FU分類的系統(tǒng)，還提供一種用于確定FU的端點(diǎn)的系統(tǒng)。所述用于 確定端點(diǎn)的系統(tǒng)可包括與上文參考用于將FU分類的系統(tǒng)所描述的圖像獲取裝置相同或 不同的圖像獲取裝置，且其還可包括經(jīng)編程并經(jīng)配置以執(zhí)行確定毛囊單位的端點(diǎn)的方法 的端點(diǎn)圖像處理器?？蓡为?dú)地或與用于將FU分類的圖像處理器組合而提供端點(diǎn)圖像處 理器，其取決于所使用的系統(tǒng)。
在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于將FU分類的圖像處理器。所述圖像處理器 包括任何合適的計(jì)算裝置，例如PC或其它處理器，且經(jīng)配置以接收FU的圖像、處理 所述圖像以產(chǎn)生FU的經(jīng)分段圖像、計(jì)算FU的經(jīng)分段圖像的輪廓、計(jì)算所述經(jīng)分段圖 像的忽視所述FU的所述經(jīng)分段圖像的所述輪廓中的凹面的側(cè)視輪廓圖、確定所述FU 的所述側(cè)視輪廓圖中的缺陷的數(shù)目，以及至少部分基于所確定的缺陷的所述數(shù)目而將FU分類。
在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于確定FU的至少一個(gè)端點(diǎn)的圖像處理器。所 述用于確定FU的至少一個(gè)端點(diǎn)的圖像處理器包括任何合適的計(jì)算裝置，例如PC或其 它處理器，且經(jīng)配置以用于接收FU的圖像、處理所述圖像以產(chǎn)生FU的經(jīng)分段圖像、 產(chǎn)生所述FU的所述經(jīng)分段圖像的框架，以及從所述框架確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種圖像處理器，其執(zhí)行將FU分類的過程以及確定 FU的至少一個(gè)端點(diǎn)的過程。所述圖像處理器可為上文所描述的圖像處理器中的任一者， 其經(jīng)配置以執(zhí)行FU分類和端點(diǎn)確定的步驟。所述用于將毛囊單位分類的圖像處理器， 或端點(diǎn)圖像處理器，或執(zhí)行兩種功能的經(jīng)組合圖像處理器可結(jié)合各種毛發(fā)移植和處理系 統(tǒng)及裝置而使用，所述毛發(fā)移植和處理系統(tǒng)及裝置包含(但不限于)用于毛發(fā)采集的系 統(tǒng)，或用于毛發(fā)植入的系統(tǒng)，或用于毛發(fā)分類的系統(tǒng)，或毛發(fā)處理規(guī)劃系統(tǒng)。
所述用于使用自動(dòng)化系統(tǒng)將毛囊單位分類的系統(tǒng)(以及用于確定毛囊單位的端點(diǎn)的 系統(tǒng))可包括上文背景技術(shù)中所描述的移植系統(tǒng)中的任一者。舉例來說，第11/380,907 號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中所描述的系統(tǒng)可經(jīng)編程并經(jīng)配置以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的將毛囊單位 分類的方法。所述系統(tǒng)上的相機(jī)可提供立體數(shù)字圖像，且機(jī)械手可對(duì)相機(jī)進(jìn)行正確的定 位和定向。可由操作者在系統(tǒng)(例如，具有監(jiān)視器和輸入裝置的計(jì)算機(jī))的用戶界面處 執(zhí)行關(guān)注區(qū)的選擇，或其可通過計(jì)算機(jī)和/或控制器的編程而經(jīng)自動(dòng)化。
因此，提供一種用于將毛囊單位分類和/或確定毛囊單位的端點(diǎn)的系統(tǒng)和方法。當(dāng)鑒 于附圖進(jìn)行閱讀時(shí)從以下詳細(xì)描述中將明白本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的實(shí)施例、目的及優(yōu) 點(diǎn)。


在附圖的圖式中以實(shí)例而非限制的方式說明本發(fā)明，附圖中相同的參考指示相似的
元件，且附圖中
圖1是展示多種類型毛囊單位和所關(guān)注選定區(qū)的人類頭皮的示范性區(qū)段的數(shù)字圖像 的印刷品。
圖2是單一毛囊單位的數(shù)字圖像的印刷品。
圖3是在圖像已被分段后的圖2的數(shù)字圖像的印刷品。
圖4是圖3的數(shù)字圖像的印刷品，其中使用虛線描繪毛囊單位的毛發(fā)的示范性輪廓。 圖5是圖3的數(shù)字圖像的印刷品，其中使用點(diǎn)線描繪毛囊單位的毛發(fā)的示范性側(cè)視 輪廓圖。
11圖6是圖3的數(shù)字圖像的印刷品，其展示與毛囊單位的毛發(fā)的輪廓相比側(cè)視輪廓圖 中的缺陷。
圖7是已被分段的數(shù)字圖像的印刷品，其描繪看似為單獨(dú)的但實(shí)際上是同一毛囊單 位的一部分的毛發(fā)。
圖8是已被分段的數(shù)字圖像的印刷品，其描繪看似為單一較寬毛發(fā)但實(shí)際上是同一
毛囊單位的兩根毛發(fā)的毛發(fā)。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的用于將毛囊單位分類的方法的示范性實(shí)施例的流程圖。
圖IO是根據(jù)本發(fā)明的用于定位毛囊單位的端點(diǎn)的方法的示范性實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
首先參看圖1，根據(jù)本發(fā)明的用于將毛囊單位分類的系統(tǒng)和方法的一個(gè)示范性實(shí)施 例一般開始于使用圖像獲取裝置(例如， 一個(gè)或一個(gè)以上的相機(jī)或任何其它合適的成像 裝置)來獲取身體表面11的圖像10，所述圖像獲取裝置可產(chǎn)生數(shù)字圖像，例如由數(shù)碼 相機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字圖像，或其可產(chǎn)生模擬圖像(其在過程中的任何點(diǎn)處可或不可被轉(zhuǎn)換為 數(shù)字圖像)。圖1的照片是人類頭皮11的一區(qū)段的圖像，但應(yīng)理解，身體表面可為具有 毛發(fā)的任何身體的任何區(qū)域。雖然在示范性實(shí)施例的此描述中圖像10為由數(shù)碼相機(jī)拍 攝的數(shù)字圖像，但本發(fā)明并不限于由數(shù)碼相機(jī)拍攝的數(shù)字圖像，而是包含由任何類型的 圖像獲取裝置獲取的任何圖像的使用。數(shù)字圖像IO展示頭皮11上的多種類型的毛囊單 位(FU)，包含單一毛發(fā)(Fl)毛囊單位15、兩根毛發(fā)(F2)毛囊單位13，以及三根毛 發(fā)(F3)毛囊單位17。
可使用自動(dòng)化毛發(fā)移植系統(tǒng)的一個(gè)或一個(gè)以上的數(shù)碼相機(jī)來獲取數(shù)字圖像10，例如 第11/380,907號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案的毛發(fā)移植系統(tǒng)中所描述的相機(jī)，所述申請(qǐng)案的全文以 引用的方式并入本文中。來自所述相機(jī)中的僅一者的圖像可用于產(chǎn)生數(shù)字圖像10?；蛘?， 可通過對(duì)準(zhǔn)所述相機(jī)以改進(jìn)用于將所關(guān)注毛囊單位分類的圖像的更復(fù)雜過程來獲取用 于獲得數(shù)字圖像10的過程。在此過程中，舉例來說，可使用第一相機(jī)和第二相機(jī)。所 述相機(jī)可經(jīng)布置并經(jīng)配置以獲得相機(jī)所瞄準(zhǔn)的身體表面的立體圖像。所述相機(jī)首先經(jīng)定 位以瞄準(zhǔn)已知具有毛發(fā)的區(qū)域中的身體表面。從第一相機(jī)獲取第一數(shù)字圖像，且從所述 第一數(shù)字圖像內(nèi)選擇所關(guān)注毛囊單位(FU)。從第二相機(jī)獲取與第一相機(jī)大致相同的身 體表面區(qū)的第二數(shù)字圖像(由立體相機(jī)提供的略微不同角度除外)，且從第二數(shù)字圖像 內(nèi)選擇相同的所關(guān)注FU。可由系統(tǒng)的操作者在數(shù)字圖像中選擇所關(guān)注FU，或由系統(tǒng)使 用選擇算法自動(dòng)選擇。移植系統(tǒng)現(xiàn)在能夠追蹤來自第一和第二相機(jī)的第一和第二數(shù)字圖像內(nèi)的所關(guān)注FU。所述追蹤程序可用于在身體表面和相機(jī)經(jīng)對(duì)準(zhǔn)以獲取用于將FU分類 的數(shù)字圖像時(shí)調(diào)整身體表面的移動(dòng)和相機(jī)的移動(dòng)。接下來，第一和第二相機(jī)經(jīng)移動(dòng)且定 向以與FU的毛發(fā)的大體定向?qū)?zhǔn)。隨著相機(jī)移動(dòng)，可由系統(tǒng)獲取并處理額外圖像以便 追蹤所關(guān)注FU。通過使相機(jī)與FU的毛發(fā)對(duì)準(zhǔn)，可獲取用于將FU分類的更好圖像。在 相機(jī)處于所需對(duì)準(zhǔn)的情況下，相機(jī)獲取將在將毛囊單位分類的方法的接下來的步驟中使 用的圖像。然而，沒有必要如上述示范性實(shí)施例中所描述而使用兩個(gè)相機(jī)或立體成像。 可使用多個(gè)圖像獲取裝置(例如，相機(jī))來執(zhí)行追蹤程序，以及通過從各個(gè)角度拍攝多 個(gè)圖像(包含全景圖像)而使用單一相機(jī)執(zhí)行追蹤程序?？墒謩?dòng)地移動(dòng)相機(jī)，或在所使 用的系統(tǒng)為機(jī)器人系統(tǒng)的情況下，則在機(jī)器人的輔助下移動(dòng)相機(jī)。
在獲取數(shù)字圖像10之后，可選擇已知含有所關(guān)注FU 13 (將要分類的FU)的關(guān)注 區(qū)19。應(yīng)理解，選擇關(guān)注區(qū)的此步驟是可選的，且根據(jù)本發(fā)明的將FU分類的方法并不 需要此步驟。而是，圖像10可如此處理，且在示范性實(shí)施例的此描述中對(duì)關(guān)注區(qū)19的 參考被理解為可與圖像IO互換?？捎刹僮髡哌x擇關(guān)注區(qū)19，或系統(tǒng)可使選擇自動(dòng)化。
轉(zhuǎn)向圖2，關(guān)注區(qū)19展示為FU13的毛發(fā)31和33的灰度子圖像。接著使用眾所周 知的數(shù)字圖像處理技術(shù)來處理關(guān)注區(qū)19和FU 13的此灰度數(shù)字圖像以產(chǎn)生FU 13的經(jīng) 分段圖像。圖3展示在圖2的數(shù)字圖像已被分段后的所述數(shù)字圖像的示范性二進(jìn)制圖像。
因?yàn)閷D像分段的目的中的一者是將前景(例如，毛發(fā))與背景(例如，其它物)分離， 所以獲得二進(jìn)制圖像(如圖3中所示)是一項(xiàng)容易且方便的選擇。然而，替代于二進(jìn)制 圖像，所述經(jīng)分段圖像可為多模態(tài)圖像，例如在需要將背景拆散為分離皮膚、克分子、 血液等的若干部分時(shí)。
二進(jìn)制圖像的毛發(fā)31和33的外周邊界走FU 13的輪廓35。輪廓35的演示性表示 展示為圖4中的虛線35。在本發(fā)明的方法中，可圍繞毛發(fā)31和33的二進(jìn)制圖像的周邊 來計(jì)算輪廓35，或可使用構(gòu)成二進(jìn)制圖像的外周邊的像素。如圖4中清楚地展示，具有 兩根毛發(fā)的FU的輪廓35看似為印刷體字母"V"。
計(jì)算FU 15的二進(jìn)制圖像的側(cè)視輪廓圖37。側(cè)視輪廓圖37是移除凹面的圖像的幾 何形狀的外形。在使用如圖3-5中所描繪的FU 15的二進(jìn)制圖像的本實(shí)例中，將移除的 凹面是V形的兩個(gè)腿部之間的空間。因此，F(xiàn)U 15的二進(jìn)制圖像的所計(jì)算側(cè)視輪廓圖37 將是圍繞具有大體三角形形狀的形狀的線，如由圖5中的點(diǎn)線37演示性地表示?？墒?用所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員已知的任何合適算法來計(jì)算側(cè)視輪廓圖。舉例來說，可通過 使用眾所周知的圖像處理技術(shù)計(jì)算凸包來確定側(cè)視輪廓圖37。
應(yīng)理解，可以任何次序(首先為輪廓，且接著為側(cè)視輪廓圖，或反之亦然)或同時(shí)執(zhí)行確定輪廓35的步驟和確定側(cè)視輪廓圖37的步驟。
接著將側(cè)視輪廓圖37與輪廓35進(jìn)行比較，以確定所移除的凹面的數(shù)目。在產(chǎn)生側(cè) 視輪廓圖的過程中所移除的凹面一般被稱為側(cè)視輪廓圖中的"缺陷"。圖6中展示將側(cè) 視輪廓圖37與輪廓35進(jìn)行比較的步驟的示意性表示。如圖6中可見，在FU15的圖像 中存在展示為陰影線區(qū)域的單一缺陷39。
接著可使用缺陷的數(shù)目來計(jì)算毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目，并進(jìn)而將毛囊單位分類。 通過從單一點(diǎn)發(fā)散的一根或一根以上毛發(fā)的幾何形狀可見，毛發(fā)的數(shù)目將等于比缺陷的 數(shù)目多l(xiāng)。因此，對(duì)于單一毛發(fā)FU，將不存在缺陷，因此FU將為F1。對(duì)于具有兩根毛 發(fā)的FU，在兩根毛發(fā)之間將存在一個(gè)缺陷，因此FU將為F2。對(duì)于具有三根毛發(fā)的FU， 將存在兩個(gè)缺陷， 一個(gè)缺陷在第一毛發(fā)與第二毛發(fā)之間，且另一缺陷在第二毛發(fā)與第三 毛發(fā)之間，因此FU將為F3。且對(duì)于具有4根或4根以上毛發(fā)的毛囊單位依此類推。
在圖9的流程圖中概括了將毛囊單位分類的上述示范性方法的基本步驟。圖9是上 述方法的流程圖表示。在步驟100中，獲取圖像10。在步驟110中，圖像IO經(jīng)分段以 產(chǎn)生經(jīng)分段圖像ll。在步驟120中，確定輪廓35，且在步驟130中，確定側(cè)視輪廓圖。 如上文所闡釋，可以任何次序或同時(shí)執(zhí)行步驟120和130。在步驟140中，確定缺陷的 數(shù)目，且在步驟150中，至少部分基于缺陷的數(shù)目來確定毛囊單位的分類。
在一些情況下，單一毛囊單位的毛發(fā)可能集中于皮膚表面下方，使得二進(jìn)制圖像看 似具有兩根單獨(dú)毛發(fā)，如圖7的實(shí)例中所展示。還可能單一毛囊單位可看似為F2，其中
兩根毛發(fā)從單一點(diǎn)發(fā)散，且第三毛發(fā)略微間隔開，或類似情形。然而，已知如果看似為 單獨(dú)毛發(fā)的毛發(fā)非常靠近另一毛發(fā),則可能所述毛發(fā)屬于同一毛囊單位。此認(rèn)識(shí)可用于 調(diào)整毛囊單位的分類以調(diào)整此情形。因此，為了執(zhí)行此調(diào)整，例如使用數(shù)字圖像來確定 毛發(fā)之間的距離。假設(shè)圖7中的毛發(fā)33是所關(guān)注FU 15的毛發(fā)，且毛發(fā)31是零落毛發(fā)， 則所述方法確定這些毛發(fā)是否為同一毛囊單位的一部分。在此實(shí)例中，使用數(shù)字圖像來 計(jì)算毛發(fā)33與31之間的距離。如果零落毛發(fā)31處于距所關(guān)注FU 15的毛發(fā)33的所設(shè) 置最大距離內(nèi)，則假設(shè)零落毛發(fā)31是FU 15的一部分?？此茷榉蛛x但實(shí)際上處于同一 毛囊單位中的毛發(fā)之間的最大距離可為約0.5mm，或0.7mm或0.3mm，或基于患者的 物理特征或患者的取樣而確定的距離。因此，所述FU 15可被分類為具有單一毛發(fā)33 加上毛發(fā)31，從而導(dǎo)致作為F2的分類。
調(diào)整非常緊密接近的單獨(dú)毛發(fā)的方法("接近方法")可結(jié)合上述"缺陷"方法而使 用。舉例來說，可首先執(zhí)行缺陷方法，且接著可執(zhí)行所述接近方法，或反之亦然。
依據(jù)用于獲取關(guān)注區(qū)19的數(shù)字圖像的相機(jī)的定向，可能看似為單一毛發(fā)的圖像可
14為其圖像從相機(jī)的角度重疊的兩根或兩根以上毛發(fā)。圖8中描繪此情形的實(shí)例。圖8是 數(shù)字圖像的印刷品，其描繪看似為單一較寬毛囊但實(shí)際上為同一毛囊單位15的兩個(gè)毛 囊的對(duì)象。為了在FU15的分類過程中考慮到此情形，例如通過使用數(shù)字圖像來確定表 示FU 15中的毛囊的每一對(duì)象33的寬度。因?yàn)楸硎久l(fā)的每一示范性對(duì)象33具有大體 上平行于所述對(duì)象的長(zhǎng)度的長(zhǎng)軸和橫切所述長(zhǎng)軸的短軸，所以沿著所述示范性對(duì)象33 的短軸計(jì)算其寬度。 '
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，通過簡(jiǎn)單地測(cè)量跨越圖像中所識(shí)別的每一毛發(fā)的圖像的距 離來確定所述寬度?？裳刂?一毛發(fā)的長(zhǎng)度在若干位置處對(duì)所述寬度進(jìn)行取樣以確定寬 度。平均寬度或每一測(cè)量的寬度可接著用于確定所述寬度是否超過單一毛發(fā)的最大預(yù)期 寬度。接著確定表示毛囊的每一對(duì)象33的寬度(其通常稱為毛發(fā)的"口徑")是否超過 單一毛囊的最大預(yù)期寬度。已知單一毛囊具有約50微米("um")與100 um之間的寬度， 且平均值為約75 um。將對(duì)象33的寬度與單一毛發(fā)的最大寬度進(jìn)行比較允許確定對(duì)象 33所表示的FU的實(shí)際類型。
接著，將毛囊單位分類的步驟也可基于表示FU中的毛發(fā)的每一對(duì)象的寬度與單一 毛發(fā)的最大預(yù)期寬度的比較結(jié)果。舉例來說，如果所述寬度在預(yù)期寬度的1-1/2與2倍 之間，則分類的步驟將把此對(duì)象近似為兩根毛發(fā)?？舍槍?duì)3、 4或5根毛發(fā)進(jìn)行類似近 似?？山Y(jié)合上述的缺陷方法和接近方法中的任一者或兩者且以任何次序來進(jìn)行此"寬度 調(diào)整方法"。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種用于確定毛囊單位(FU)的端點(diǎn)的方法。確定端 點(diǎn)可用于幫助確定位于皮膚表面下方(即，皮下的)的毛囊單位的角度和定向，其接著 可用于更好地定位采集工具，且改進(jìn)毛發(fā)移植程序的穩(wěn)健性和準(zhǔn)確度?；诿覇挝坏?角度和定向?qū)Σ杉ぞ叩母倪M(jìn)的定位降低了采集程序期間毛發(fā)橫切的可能性，且改進(jìn)了 毛發(fā)移植程序的功效。
所述確定FU的端點(diǎn)的方法允許確定FU的在皮膚表面上或上方的端點(diǎn)以及皮下端 點(diǎn)。本發(fā)明的方法的一示范性實(shí)施例包括產(chǎn)生FU的經(jīng)分段圖像的框架。如上所述， 可通過獲得所關(guān)注圖像并對(duì)其進(jìn)行處理以獲得經(jīng)分段圖像來創(chuàng)建經(jīng)分段圖像。產(chǎn)生框架 或"框架化"是將經(jīng)分段圖像中的前景區(qū)減少到框架剩余物的過程，其較大程度地保留 圖像的原始區(qū)的范圍和連接性，同時(shí)丟棄原始前景像素中的大部分像素。前景區(qū)的此減 少是通過在不影響所成像對(duì)象的大體形狀的情況下從圖案剝離盡可能多的像素而發(fā)生。 存在計(jì)算經(jīng)分段圖像的框架的不同方式。 一種示范性方法是細(xì)化方法，借此從邊界連續(xù) 地銷蝕像素，同時(shí)保留線段的端點(diǎn)，直到不再可能細(xì)化為止(此時(shí)，留下的是框架)?；谒隹蚣埽R(shí)別端點(diǎn)(例如，頭部l、頭部2和尾部(參考圖10的示范性圖像))。 轉(zhuǎn)向圖10，其以流程圖形式概括確定毛囊單位的端點(diǎn)的上述示范性方法的基本步驟。圖 10的示范性毛囊單位是兩根毛發(fā)毛囊單位。在步驟200中，獲取圖像10。在步驟210 中，將圖像10分段以產(chǎn)生經(jīng)分段圖像11。在步驟230中，產(chǎn)生圖像的框架231。在步 驟240中，確定端點(diǎn)。在此非限制性實(shí)例中，確定并標(biāo)記頭部l (241)、頭部2 (242) 和尾部(243)。
雖然僅基于經(jīng)分段圖像即可根據(jù)本發(fā)明的方法創(chuàng)建框架，例如框架231，但為了改 進(jìn)穩(wěn)健性和準(zhǔn)確度，并調(diào)整圖像中的噪音，在某些情況下，可能需要將FU的輪廓確定 為在創(chuàng)建框架過程中使用的額外驗(yàn)證數(shù)據(jù)。圖10的流程圖展示此額外可選步驟220，其 中確定FU的輪廓35以使得框架的創(chuàng)建是基于來自經(jīng)分段圖像以及來自FU的輪廓的信 息。
雖然"細(xì)化"過程是創(chuàng)建框架的一個(gè)實(shí)例，但存在處于本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種用以 創(chuàng)建框架的替代性方法和技術(shù)。以實(shí)例而非限制的方式，此類替代性技術(shù)包含使用距 離變換中的奇點(diǎn)來近似框架、基于邊緣檢測(cè)的技術(shù)，或希爾第池算法。
在產(chǎn)生圖像的框架的過程中，噪音可變?yōu)橹匾獑栴}。因此，創(chuàng)建并利用多個(gè)圖像(包 含立體圖像)可能是有幫助的，以改進(jìn)圖像的質(zhì)量和創(chuàng)建準(zhǔn)確框架的功效。在所述方面， 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，通過使用多個(gè)圖像(包含立體圖像)，或通過將圖像的輪廓 確定為用于產(chǎn)生框架的額外數(shù)據(jù)驗(yàn)證，而進(jìn)一步細(xì)化確定端點(diǎn)的方法。
在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于將毛囊單位分類的系統(tǒng)。作為示范性實(shí)施例， 所述系統(tǒng)可包括圖像獲取裝置和圖像處理器。圖像獲取裝置的一些非限制性實(shí)例包含一 個(gè)或一個(gè)以上的相機(jī)，例如任何市售相機(jī)。所述圖像獲取裝置可拍攝靜態(tài)圖像，或其可 為視頻記錄裝置(例如，攝像機(jī))，或任何其它圖像獲取裝置。立體成像裝置是當(dāng)前優(yōu) 選的，但沒有必要具有立體成像，且本發(fā)明不受如此限制。同樣，雖然圖像獲取裝置優(yōu) 選為數(shù)字裝置，但這并非必要。舉例來說，圖像獲取裝置可為獲取初始圖像的模擬TV 相機(jī)，所述初始圖像接著經(jīng)處理為數(shù)字圖像以進(jìn)一步用于本發(fā)明的方法中。圖像處理器 可包括經(jīng)編程并經(jīng)配置以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的將FU分類的方法的任何合適的裝置。在一 個(gè)示范性實(shí)施例中，用于將FU分類的圖像處理器經(jīng)配置以用于接收FU的圖像、處理 所述圖像以產(chǎn)生經(jīng)分段圖像、計(jì)算FU的經(jīng)分段圖像的輪廓和側(cè)視輪廓圖、確定所述側(cè) 視輪廓圖中的缺陷的數(shù)目并基于缺陷的數(shù)目將FU分類，且視情況，在必要時(shí)所述分類 還可基于某些額外調(diào)整。以實(shí)例而非限制的方式，合適的圖像處理器可為任何類型的個(gè) 人計(jì)算機(jī)("PC")?；蛘?，圖像處理器可包括專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣
16歹U (FPGA)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種用于確定FU的端點(diǎn)的系統(tǒng)。此系統(tǒng)可與用于將 毛囊單位分類的先前所描述系統(tǒng)進(jìn)行組合，或?yàn)槠湟徊糠郑蚱淇蔀閱为?dú)和獨(dú)立的系統(tǒng)。 用于確定端點(diǎn)的此系統(tǒng)可包括圖像獲取裝置和端點(diǎn)圖像處理器。此系統(tǒng)的圖像獲取裝置 可與參考用于將FU分類的系統(tǒng)而描述的裝置相同或不同。如果兩個(gè)系統(tǒng)經(jīng)組合，那么 單一圖像獲取裝置可用于所有圖像獲取目的。所述端點(diǎn)圖像處理器可經(jīng)編程并經(jīng)配置以 執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的確定FU的端點(diǎn)的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，端點(diǎn)圖像處理器經(jīng)編程并 經(jīng)配置以用于接收?qǐng)D像、對(duì)其進(jìn)行處理以產(chǎn)生FU的經(jīng)分段圖像、產(chǎn)生FU的框架，以 及確定FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。在用于將FU分類的系統(tǒng)中有用的各種適當(dāng)圖像處理器的 實(shí)例和描述可等同地適用于用于確定端點(diǎn)的系統(tǒng)的圖像處理器。如果兩個(gè)系統(tǒng)經(jīng)組合， 則其可使用經(jīng)編程并經(jīng)配置以執(zhí)行兩種方法的所有經(jīng)組合和必要步驟的相同圖像處理 器，或其可使用不同的圖像處理器。
FU分類系統(tǒng)的圖像獲取裝置，或端點(diǎn)確定系統(tǒng)，或組合系統(tǒng)可安裝在固定位置中， 或其可安裝到機(jī)械手或其它可控制運(yùn)動(dòng)裝置。機(jī)械手或運(yùn)動(dòng)裝置可操作地耦合到經(jīng)配置 以控制機(jī)械手或運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)的控制器。所述控制器可接收并處理來自圖像處理器的 圖像或數(shù)據(jù)，其中所述控制器經(jīng)配置以基于由所述圖像獲取裝置獲取的圖像或數(shù)據(jù)來控 制機(jī)械手或運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)。另外，所述系統(tǒng)可包括可用于FU的采集和/或植入，或毛 發(fā)處理規(guī)劃過程中的其它工具、裝置和組件。
本文中所描述的用于將毛囊單位分類和/或確定毛囊單位的端點(diǎn)的任何或所有系統(tǒng) 和方法可與第11/380,903號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案和第11/380,卯7號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案中所描述 的采集并移植毛發(fā)的系統(tǒng)和方法結(jié)合而使用。
本發(fā)明的以上說明和描述的實(shí)施例容許各種修改和替代形式，且應(yīng)理解，本發(fā)明(大 體來說)以及本文所描述的特定實(shí)施例不限于所揭示的特定形式或方法，而是相反，涵 蓋處于所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有修改、等效物和替代方案。以非限制性實(shí)例的方 式，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，本發(fā)朋不艱于包含機(jī)械手的機(jī)器人系統(tǒng)的使用，且可 利用其它自動(dòng)化和半自動(dòng)化系統(tǒng)。另外，本發(fā)明的將毛囊單位分類和/或確定毛囊單位的 端點(diǎn)的系統(tǒng)和方法可以是與單獨(dú)的自動(dòng)化移植系統(tǒng)或甚至與手動(dòng)移植程序一起使用的 單獨(dú)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1. 一種基于從毛囊單位(FU)發(fā)散的毛發(fā)的數(shù)目將所述FU分類的方法，其包括獲取含有FU的身體表面的圖像；處理所述圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像；計(jì)算所述FU的所述經(jīng)分段圖像的輪廓；計(jì)算所述經(jīng)分段圖像的忽視所述FU的所述經(jīng)分段圖像的所述輪廓中的凹面的側(cè)視輪廓圖；確定所述側(cè)視輪廓圖中的缺陷的數(shù)目；以及至少部分基于所確定的缺陷的所述數(shù)目而將所述FU分類。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算側(cè)視輪廓圖包括計(jì)算凸包輪廓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述FU分類包括將所述FU分類為單一毛 發(fā)FU或多個(gè)毛發(fā)FU。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在將所述FU分類的過程中，從所述FU發(fā)散的 毛發(fā)的數(shù)目等于所述側(cè)視輪廓圖中的缺陷的所述確定的數(shù)目加1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述獲取的圖像為數(shù)字圖像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中獲取所述圖像包括-將第一相機(jī)和第二相機(jī)定位成瞄準(zhǔn)所述身體表面，所述相機(jī)經(jīng)配置以提供立體圖 像；從所述第一相機(jī)獲得第一圖像，且在所述第一圖像內(nèi)選擇FU; 從所述第二相機(jī)獲得第二圖像，且在所述第二圖像內(nèi)選擇所述相同F(xiàn)U; 在所述第一和第二圖像內(nèi)追蹤所述FU;使所述第一和第二相機(jī)與所述FU的毛發(fā)的定向?qū)?zhǔn)；以及在所述第一和第二相機(jī)與所述毛發(fā)的所述定向?qū)?zhǔn)的情況下，獲取所述FU的所 述圖像。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括在緊密接近所述FU處選擇關(guān)注區(qū)；確定所述關(guān)注區(qū)是否含有并非為所述FU的所述輪廓的鄰接部分的單獨(dú)毛發(fā)的圖 像；以及確定所述單獨(dú)毛發(fā)是否處于距界定所述FU的所述輪廓的一根或一根以上毛發(fā)的 最大距離內(nèi)，其中對(duì)所述FU進(jìn)行分類還基于是否確定所述單獨(dú)毛發(fā)處于距界定所述FU的所 述輪廓的所述毛發(fā)的最大距離內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述FU被分類為包含位于距界定所述FU的所 述輪廓的所述毛發(fā)的所述最大距離內(nèi)的每一單獨(dú)毛發(fā)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其進(jìn)一步包括確定表示所述FU中的一根毛發(fā)的每 一對(duì)象的寬度，其中對(duì)所述FU進(jìn)行分類還基于表示所述FU中的一根毛發(fā)的每一 對(duì)象的所述寬度與單一毛發(fā)的最大預(yù)期寬度的比較。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中確定所述寬度包含確定表示所述FU中的一根 毛發(fā)的每一對(duì)象的長(zhǎng)軸和短軸，其中所述長(zhǎng)軸是沿著表示一根毛發(fā)的所述對(duì)象的長(zhǎng) 度，且所述短軸橫切所述長(zhǎng)軸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中獲取所述圖像包括獲取所述同一FU的一個(gè)以 上的圖像。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其進(jìn)一步包括追蹤所述FU以調(diào)整圖像獲取裝置與 所述FU之間的枏對(duì)移動(dòng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其進(jìn)一步包括通過以下操作來追蹤所述FU:從圖像獲取裝置獲取所述FU的第一圖像； 從所述第一圖像確定所述FU的位置； 從所述圖像獲取裝置獲取所述FU的第二圖像；以及從所述第二圖像確定所述FU的位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述圖像獲取裝置包括至少一個(gè)相機(jī)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其進(jìn)一步包括通過產(chǎn)生所述經(jīng)分段圖像的框架而確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)端點(diǎn)選自包括以下各物的群組所述FU的毛發(fā)的頭部， 所述FU的毛發(fā)的尾部，以及 所述FU的球部。
17. —種確定毛囊單位(FU)的至少一個(gè)端點(diǎn)的方法，其包括獲取含有FU的身體表面的圖像； 處理所述圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像； 產(chǎn)生所述FU的所述經(jīng)分段圖像的框架;以及 從所述框架確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述至少一個(gè)端點(diǎn)選自包括以下各物的群組所述FU的毛發(fā)的頭部， 所述FU的毛發(fā)的尾部，以及 所述FU的球部。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進(jìn)一步包括計(jì)算所述經(jīng)分段圖像的輪廓。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使用細(xì)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生所述框架。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使用基于邊緣檢測(cè)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生所述框架。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中使用希爾第池算法來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生所述框架。
23. —種將毛囊單位(FU)分類并確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)的方法，其包括獲取含有FU的身體表面的圖像； 處理所述圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像； 計(jì)算所述FU的所述經(jīng)分段圖像的輪廓；計(jì)算所述經(jīng)分段圖像的忽視所述FU的所述經(jīng)分段圖像的所述輪廓中的凹面的側(cè) 視輪廓圖；確定所述側(cè)視輪廓圖中的缺陷的數(shù)目；至少部分基于所確定的缺陷的所述數(shù)目而將所述FU分類； 產(chǎn)生所述FU的所述圖像的框架；以及 從所述框架確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。
24. —種用于基于從毛囊單位(FU)發(fā)散的毛發(fā)的數(shù)目將所述FU分類的系統(tǒng)，其包括圖像獲取裝置；以及圖像處理器，所述圖像處理器經(jīng)配置以用于處理由所述圖像獲取裝置獲得的圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像； 計(jì)算所述FU的所述經(jīng)分段圖像的輪廓；計(jì)算所述經(jīng)分段圖像的忽視所述FU的所述經(jīng)分段圖像的所述計(jì)算的輪廓中的 凹面的側(cè)視輪廓圖；確定所述側(cè)視輪廓圖中的缺陷的數(shù)目；以及 至少部分基于所確定的缺陷的所述數(shù)目而將所述FU分類。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述圖像獲取裝置包括至少一個(gè)相機(jī)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述圖像獲取裝置是立體成像裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器是個(gè)人計(jì)算機(jī)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括其上安裝有所述圖像獲取裝置的機(jī)械
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括操作地耦合到所述機(jī)械手和所述圖像 處理器的控制器。
31. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述圖像獲取裝置獲取數(shù)字圖像。
32. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括端點(diǎn)圖像處理器，所述端點(diǎn)圖像處理 器經(jīng)配置以產(chǎn)生所述FU的所述經(jīng)分段圖像的框架，并接著從所述框架確定所述FU 的至少一個(gè)端點(diǎn)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述圖像處理器經(jīng)配置以產(chǎn)生所述FU的所述 經(jīng)分段圖像的框架，并接著從所述框架確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。
34. —種用于確定毛囊單位(FU)的至少一個(gè)端點(diǎn)的系統(tǒng)，其包括圖像獲取裝置；以及圖像處理器，所述圖像處理器經(jīng)配置以用于處理由所述圖像獲取裝置獲得的圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像， 產(chǎn)生所述FU的所述經(jīng)分段圖像的框架，以及 從所述框架確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)。
36. —種用于將毛囊單位(FU)分類的圖像處理器，所述圖像處理器經(jīng)配置以用于接收所述FU的圖像；處理所述圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像； 計(jì)算所述FU的所述經(jīng)分段圖像的輪廓；計(jì)算所述經(jīng)分段圖像的忽視所述F U的所述經(jīng)分段圖像的所述輪廓中的凹面的側(cè) 視輪廓圖；確定所述側(cè)視輪廓圖中的缺陷的數(shù)目；以及 至少部分基于所確定的缺陷的所述數(shù)目而將所述FU分類。
37. —種用于確定毛囊單位(FU)的至少一個(gè)端點(diǎn)的圖像處理器，所述圖像處理器經(jīng) 配置以用于接收所述FU的圖像；處理所述圖像以產(chǎn)生所述FU的經(jīng)分段圖像； 產(chǎn)生所述FU的所述經(jīng)分段圖像的框架;以及 從所述框架確定所述FU的至少一個(gè)端點(diǎn)。
全文摘要
一種用于基于所關(guān)注毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目將毛囊單位分類的系統(tǒng)和方法包括獲取具有所關(guān)注毛囊單位的身體表面的圖像，處理所述圖像以計(jì)算所述毛囊單位的輪廓和忽視所述輪廓中的凹面的側(cè)視輪廓圖，以及確定所述側(cè)視輪廓圖中的缺陷的數(shù)目以確定所述毛囊單位中的毛發(fā)的數(shù)目。所述系統(tǒng)和方法還可調(diào)整集中在皮膚下方的毛發(fā)和看似為單一寬毛發(fā)但實(shí)際上是多個(gè)毛發(fā)的圖像。在另一方面中，一種用于確定毛囊單位的端點(diǎn)的系統(tǒng)和方法包括產(chǎn)生經(jīng)分段圖像的框架，以及從所述經(jīng)框架化圖像識(shí)別所述端點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101506825SQ200780030959
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者莫漢·博杜盧里, 謝赫爾扎德·A·庫(kù)雷希 申請(qǐng)人:修復(fù)型機(jī)器人公司