專利名稱：用于捕捉和分析皮膚的數(shù)字圖像的成像裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及評(píng)價(jià)和分析皮膚的裝置和方法，且尤其涉及數(shù)字成像和分析獲 取的對(duì)象的數(shù)字照片。該分析可相對(duì)于同一對(duì)象在另一時(shí)間獲取的另一照片或 相對(duì)于所獲取的另一人或多個(gè)人的一個(gè)或多個(gè)照片定量和比較。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出多種成像系統(tǒng)，它們通過(guò)照相捕捉人臉的圖像用于對(duì)皮膚的健康 和美學(xué)外觀進(jìn)行分析。在不同時(shí)間或不同照明條件下捕捉的不同圖像可被使用 或相互比較以獲得對(duì)皮膚情況及其對(duì)治療處理的響應(yīng)的了解。這通常是通過(guò)人 工操作員檢査照片以識(shí)別皮膚情況的某些可視指示并確定照片之間的變化來(lái) 完成的。成像系統(tǒng)對(duì)人工感知和手動(dòng)輸入較少的依賴將是有益的。例如，在分 析人臉皮膚中，針對(duì)特定相關(guān)聯(lián)的屬性檢査臉部的特定區(qū)域是有益的，因?yàn)槟?部的不同區(qū)域在形式和功能上都是特定的，而且與環(huán)境不同地相互作用。某些 皮膚成像系統(tǒng)使用經(jīng)專門訓(xùn)練的人工操作員來(lái)識(shí)別臉部區(qū)，這些經(jīng)專門訓(xùn)練的 人工操作員通過(guò)手動(dòng)觸摸(觸敏式輸入/輸出屏的輸入筆)或指向(利用光標(biāo)并 且點(diǎn)擊或其它方式指示)所顯示的臉部圖像上的基準(zhǔn)點(diǎn)或在圖像上繪制(利用 輸入筆或光標(biāo)/鼠標(biāo))多邊形以識(shí)別感興趣的臉部區(qū)。盡管有效，但這些手動(dòng)操 作是勞動(dòng)密集的且需要經(jīng)專門訓(xùn)練的操作員。因此在圖像上自動(dòng)識(shí)別臉部區(qū)以 增加臉部區(qū)識(shí)別的速度和一致性并減少對(duì)操作員輸入的依賴性對(duì)于成像系統(tǒng) 是有益的。
盡管數(shù)字皮膚成像分析的科學(xué)已經(jīng)識(shí)別出作為各種皮膚情況參數(shù)的有用 指示的各種皮膚響應(yīng)，但仍然期望識(shí)別并使用指示皮膚情況的另外的特定皮膚 響應(yīng)。例如，有益的是識(shí)別指示光損傷并可靠地量化和測(cè)量這種指示性的皮膚 響應(yīng)的皮膚成像技術(shù)。皮膚情況的指示之一是顏色響應(yīng)。膚色相對(duì)于化妝品的
選擇和設(shè)計(jì)也是重要的。在按照RGB像素強(qiáng)度的顏色表達(dá)方面有內(nèi)在的限制。 因此有益的是改進(jìn)評(píng)價(jià)膚色/亮度的當(dāng)前方法，例如，用于評(píng)價(jià)皮膚情況和/或用于諸如化妝品的皮膚產(chǎn)品的選擇和設(shè)計(jì)。
因?yàn)槌上袷抢脧?fù)雜裝置的技術(shù)活動(dòng)，所以目標(biāo)仍然是改進(jìn)數(shù)字成像和分 析裝置的用戶友好性并促進(jìn)數(shù)字成像期的容易和有效，以及增強(qiáng)治療專家/臨 床醫(yī)生和病人/客戶之間在經(jīng)歷數(shù)字成像期時(shí)的交互。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)本發(fā)明克服了用于皮膚成像和分析的已知裝置和方法的缺點(diǎn)和限制， 本發(fā)明包括用于在給定的周圍照明環(huán)境中捕捉對(duì)象的圖像的成像站。成像站具 有帶孔——其中對(duì)象呈現(xiàn)在此處用于捕捉該對(duì)象的圖像——的外殼、數(shù)字 圖像捕捉裝置、用于在圖像捕捉期間照射對(duì)象的發(fā)光體、以及用于控制圖 像捕捉裝置和發(fā)光體的計(jì)算機(jī)。外殼包含該數(shù)字圖像捕捉裝置和發(fā)光體，并 且在捕捉對(duì)象的數(shù)字圖像時(shí)，如果環(huán)境光存在于周圍照明環(huán)境中則至少部分地 限制環(huán)境光。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，成像站具有在多種照射條件下獲取對(duì) 象的多個(gè)數(shù)字圖像、存儲(chǔ)、顯示和分析該數(shù)字圖像的能力。
附圖簡(jiǎn)述


圖1是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字成像系統(tǒng)的圖解示圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像捕捉裝置的立體圖。
圖3和4分別是從背面和側(cè)面觀看的圖1的成像裝置的透視圖。
圖5是類似圖3和4的透視圖，但示出本發(fā)明的替換實(shí)施例。
發(fā)明詳細(xì)描述
圖1圖解示出具有照射光源12 (例如閃光燈)和數(shù)字照相機(jī)14的數(shù)字成 像裝置IO。對(duì)象S的圖像被照相機(jī)14記錄成RGB (紅、綠、藍(lán))格式的像素 值矩陣16的形式。值矩陣16通常由拜爾濾光緊密耦合顯示(CCD)產(chǎn)生，且 該信息被存儲(chǔ)在諸如計(jì)算機(jī)17的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)之類的存儲(chǔ)設(shè)備中 或存儲(chǔ)在閃存卡上。RGB數(shù)據(jù)可被分離成通道或平面R、 G和B，每種顏色一 個(gè)平面。相對(duì)于對(duì)象S在不同位置設(shè)置的照射光Lz的多種頻率可用來(lái)捕捉對(duì)象 S的數(shù)字圖像以捕捉關(guān)于對(duì)象皮膚的不同信息?？稍诠庠?2和照相機(jī)14上分別采用濾光器18、 20以控制投射在對(duì)象S上的光l4的光頻率/極性，以及控制
允許進(jìn)入照相機(jī)14的光LR(從對(duì)象S反射或發(fā)出)。此類型的成像在題為"利 用藍(lán)光獲取皮膚圖像的方法及其用途(Method of Taking Images of the Skin Using Blue Light and the Use Thereof)"且公開(kāi)為美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. US 2004/0146290 Al的美國(guó)專利申請(qǐng)S/N. 10/008,753、題為"獲取和査看皮膚 圖像的裝置禾口方法(Apparatus for and Method of Taking and Viewing Images oftheSkin)"且公開(kāi)為美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2005/0195316 Al的美國(guó)專 利申請(qǐng)S/N. 10/978,284、以及題為"利用探針的皮膚成像系統(tǒng)(Skin Imaging System with Probe)"且公開(kāi)為美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No. US 2006/0092315 Al 的美國(guó)專利申請(qǐng)S/N. 11/169,813中詳細(xì)地描述，以上這些申請(qǐng)通過(guò)引用整 體結(jié)合在本文中且作為附錄1-3附加于此。除非特別描述，否則如本文參照 圖l-4描述的本發(fā)明具有上述美國(guó)專利申請(qǐng)中公開(kāi)的特征和功能性。上述申請(qǐng) 公開(kāi)了皮膚情況和由各種照相參數(shù)——即照射光b、濾光器18、 20等等的特 定組合——產(chǎn)生的圖像之間的各種相互關(guān)系。對(duì)不同照射頻率、角度、極性等 等的皮膚響應(yīng)能揭示關(guān)于皮膚情況的信息，而且皮膚情況的此證據(jù)可被記錄在 數(shù)字圖像中并被再次調(diào)用以作分析之用。
因?yàn)樗涗浀膱D像是數(shù)字形式，即數(shù)值的像素強(qiáng)度值的形式，所以圖像本 身能用于諸如通過(guò)駐留在計(jì)算機(jī)17上的一個(gè)或多個(gè)程序進(jìn)行定量分析。例如， 代替只是注意在時(shí)間^拍照的對(duì)象臉頰比在時(shí)間T2拍照的此人的圖像更紅或 不及——如熟練的人工觀察者所辨別地，臉頰的特定區(qū)域中的紅色像素在時(shí)間 T^和T2的強(qiáng)度值可被定量地比較。例如，可數(shù)學(xué)處理兩個(gè)值以確定該像素的 紅素強(qiáng)度的實(shí)際變化。數(shù)字圖像量化可用來(lái)辨別指定區(qū)域中的皮膚的平均值， 例如通過(guò)對(duì)感興趣的特定區(qū)域中的多個(gè)像素值求和然后再除以像素?cái)?shù)。以此方 式，例如整個(gè)臉部的皮膚區(qū)域可被定量地表征。可進(jìn)行各種其它量化分析，例 如，可測(cè)試皮膚的成像區(qū)的像素強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
本發(fā)明認(rèn)識(shí)到數(shù)字成像裝置10可包括諸如調(diào)制解調(diào)器之類的通信裝置， 例如電纜和DSL調(diào)制解調(diào)器，以將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)和相關(guān)的通信從數(shù)字成像計(jì) 算機(jī)17傳送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)20，該遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)20可在諸如臨床醫(yī)生、美容師、 病人或化妝品顧客的感興趣的人的家中或工作場(chǎng)所。接收機(jī)然后可在其計(jì)算機(jī)20的監(jiān)視器22上査看圖像數(shù)據(jù)和其它相關(guān)的通信。這些通信可在因特網(wǎng)上利
用有線或無(wú)線連接來(lái)進(jìn)行。除向諸如臨床醫(yī)生、病人等其它方發(fā)送圖像數(shù)據(jù)外，
成像裝置10還可經(jīng)由相同的通信手段從其它方接收?qǐng)D像和相關(guān)數(shù)據(jù)。例如， 化妝品顧客可利用本地CCD照相機(jī)24捕捉他們自己的圖像，并將該圖像例如 作為電子郵件附件經(jīng)由因特網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到成像系統(tǒng)計(jì)算機(jī)17。該圖像可被檢查且由 美容師準(zhǔn)備響應(yīng)通信并發(fā)送到該客戶。響應(yīng)通信可包含圖像，例如與客戶有關(guān) 的過(guò)去獲取的客戶圖像、與化妝品有關(guān)的圖像等。這些可作為電子郵件消息的 附件發(fā)送。本發(fā)明還認(rèn)識(shí)到蜂窩電話26可用于捕捉圖像信息并在成像站10處 的各方與遠(yuǎn)程各方之間傳送圖像信息和相關(guān)通信。
圖2示出具有一般的球形外殼32的成像站30。外殼32可支承在諸如柜 臺(tái)或桌子的平坦表面上，或用可旋轉(zhuǎn)安裝件來(lái)設(shè)置，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所 已知的。腮托34位于隧道或"漏斗"36的開(kāi)口端，隧道或"漏斗"36延伸到 外殼32的內(nèi)部。在隧道36的與腮托34相對(duì)的另一端，諸如反射鏡或如平板 顯示器的顯示器之類的自顯像面板38使成像站30的用戶在他們將其下顎放在 腮托34上時(shí)能看到自己。在外殼32的外表面上的操作員顯示器40使得諸如 皮膚科醫(yī)生、臨床醫(yī)生或美容師之類的操作員能夠觀察到數(shù)字圖像，例如所獲 取的使用成像站30的對(duì)象的圖像。操作員顯示器40可以是用作操作員界面的 觸摸屏顯示器，從而操作員可將輸入提供給成像站，例如以命令、數(shù)據(jù)、菜單 選擇或通過(guò)用輸入筆在顯示器40上繪制的圖形輸入形式。在已經(jīng)捕捉數(shù)字圖 像之后，操作員顯示器40可用于向操作員和對(duì)象人顯示捕捉的圖像，操作員 和該對(duì)象人可同時(shí)觀看并討論圖像和其中所示的內(nèi)容。
圖3和4示出成像站30具有緊鄰自顯像面板38定位的用于捕捉對(duì)象人(成 像站的用戶)的數(shù)字圖像的數(shù)碼照相機(jī)42。諸如閃光燈或其它照相閃光的發(fā)光 體44緊鄰照相機(jī)42定位用于在獲取照片時(shí)照射對(duì)象。具有相關(guān)聯(lián)的位置控制 電動(dòng)機(jī)和位置傳感器(未示出)的濾光輪46、 48分別過(guò)濾從發(fā)光體44發(fā)射的 光和進(jìn)入照相機(jī)42的光。發(fā)光體44、照相機(jī)42和/或相關(guān)聯(lián)的濾光輪46、 48 都可移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)用于成像的不同方向。計(jì)算機(jī)50——例如個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC)——控制成像期，通過(guò)揚(yáng)聲器和/或在操作員顯示器40上向操作員提供 指令，并接收來(lái)自操作員的輸入，對(duì)發(fā)光體44、濾光輪46、 48和照相機(jī)42進(jìn)行供電和觸發(fā)。數(shù)字圖像存儲(chǔ)在照相機(jī)42中并由計(jì)算機(jī)50存儲(chǔ)在諸如RAM 和/或DVD錄像機(jī)52之類的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備上。外殼還包括其它必需的外 圍設(shè)備，諸如閃光燈電源組54、用于計(jì)算機(jī)50的電源56和用于操作員顯示器 40的電源58。成像站30的各組件的定位由其物理包裝和外殼34內(nèi)的容納來(lái) 確定，且可取決于其特定的外部尺寸按需要重新定位。
在化妝和健康角度評(píng)述和評(píng)價(jià)皮膚時(shí)，光特性(例如，反射、散射、偏振、 激發(fā)波長(zhǎng)和激發(fā)頻帶)控制得越好，所得到的皮膚數(shù)據(jù)和分析就越好。圖5和 6示出光導(dǎo)60和62，其可用于分別控制從發(fā)光體44發(fā)出的光和由照相機(jī)42 捕捉的光。這是因?yàn)殡x開(kāi)光源(即閃光燈)的光將自然地開(kāi)始散射和色散。光 導(dǎo)60幫助維持適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)特性以便照射臉部或其它物體，以便使將導(dǎo)致光產(chǎn) 生較差質(zhì)量圖像的來(lái)自表面的任何干擾、光的去偏振或所分析的臉部或物體以 外的材料(物體或表面)的熒光最小化。此外，由照相機(jī)42捕捉的散射光可 干擾圖像的銳度。光導(dǎo)62幫助消除散射光。光導(dǎo)60、 62可分別由置于發(fā)光體 44和照相機(jī)42前面的一個(gè)或多個(gè)平坦或彎曲表面形成。光導(dǎo)60、 62可形成為 正方形、廣口形、圓錐形、截頭圓錐形或圓形罩。優(yōu)選的是，光導(dǎo)60、 62的 內(nèi)表面64的顏色和紋理吸收光，例如，涂繪或制造成平坦的黑色。外表面的 顏色和/或紋理不會(huì)影響由照相機(jī)42捕捉的圖像的質(zhì)量。應(yīng)該理解，圖4中描 繪的光導(dǎo)60、62可通過(guò)將發(fā)光體44和照相機(jī)42更深入地移動(dòng)到外殼32內(nèi)—— 例如在屏幕38之后——而進(jìn)一步凹入外殼32。結(jié)果，光導(dǎo)60、 62可隱藏在外 殼32內(nèi)。如圖5所示，濾光器46'、 48'可設(shè)置在公用輪47上。
成像站32可設(shè)置有如公開(kāi)No. 2004/0146290、 2005/0195316和 2006/0092315所述的所有圖像捕捉和處理裝置，它們包含在外殼32內(nèi)。成像 站優(yōu)選地具有旋轉(zhuǎn)至少90度的能力，例如在支承表面或可旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上和/或上 下旋轉(zhuǎn)和/或在高度上上升和下降，以適應(yīng)各種高度和坐在各種座位安排上的用 戶。隧道36連同腮托34和自顯像面板38協(xié)作，以將對(duì)象人定位在用于成像 對(duì)象人的臉部的最高位置(相對(duì)于發(fā)光體44和照相機(jī)42)。隧道36還減少在 成像期間環(huán)境照明的侵入，限制在成像期間發(fā)光體44工作時(shí)投射到環(huán)境的光， 并向?qū)ο笕颂峁╇[私。操作員顯示器40可用于在成像之前、期間和之后顯像 對(duì)象人，即照相機(jī)42可在實(shí)時(shí)/視頻模式下操作，以在對(duì)象人將自己置于腮托34上并且另外準(zhǔn)備經(jīng)歷成像(閉上他們的眼睛等)時(shí)顯示對(duì)象人的移動(dòng)圖像。
這種實(shí)時(shí)饋送可用于在操作員顯示器40上以及自顯像面板38 (顯示器)上顯 示對(duì)象。以此方式，操作員顯示器40可用于顯示照相機(jī)42 "看到"的視圖。 如圖所示，例如，在公開(kāi)No. 2005/0195316 Al中，照相機(jī)45和一個(gè)或多個(gè)照 射發(fā)光體44將毗鄰自顯像面板38定位。在反射鏡型自成像面板的情形中，反 射鏡材料可部分或全部地由"單向"玻璃或半透明反射鏡形成。當(dāng)然，如果不 需要或不要求對(duì)象自顯像的功能，例如在不預(yù)期用于對(duì)象控制的成像站30或 依賴于給對(duì)象的口頭命令且不需要給對(duì)象的視覺(jué)提示的成像站的情形中，則可 省略或用諸如透明玻璃或塑料之類的透明面板替換自顯像面板38。關(guān)于確保對(duì) 象人已經(jīng)閉上他的眼睛，由于操作員顯示器40可用于通知操作員這種情況， 所以操作員可知道例如通過(guò)按下操作員顯示器40上的虛擬按鈕觸發(fā)成像是安 全的。
計(jì)算機(jī)50優(yōu)選地設(shè)置有多個(gè)數(shù)據(jù)端口，例如，USB和/或以太網(wǎng)端口和/ 或1394 "火線"、無(wú)線容量或其它接口標(biāo)準(zhǔn)，用于例如在類似因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)上 與其它計(jì)算機(jī)共享由成像站30捕捉的數(shù)據(jù)，并用于從其它計(jì)算機(jī)接收數(shù)據(jù)用 于在成像站30上顯示，例如，來(lái)自總體研究的成像數(shù)據(jù)、護(hù)膚品信息等。打 印機(jī)(未示出)還可與成像站30結(jié)合使用以打印關(guān)于皮膚情況和對(duì)象人的治 療的圖像、建議和/或信息。
正如在2006年10月2日提交為臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/848,741且通過(guò)引用整體 結(jié)合于此的題為"識(shí)別臉部區(qū)的方法和裝置(Method and Apparatus for Identifying Facial Regions)"的共同待審批、共同所有的專利申請(qǐng)中所描述的， 皮膚情況的定量分析可通過(guò)識(shí)別皮膚的特定區(qū)域——例如臉部——而簡(jiǎn)化或 改進(jìn)。這種對(duì)感興趣的區(qū)域的識(shí)別可通過(guò)將瞳孔或閃光閃爍識(shí)別作為繪制臉部 區(qū)的基準(zhǔn)點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行。
正如在2006年10月2日提交為臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/848,768且通過(guò)引用整體 結(jié)合于此的題為"利用1^&*1)*彩色空間分析皮膚的裝置和方法(Apparatus and Methodfor Analyzing Skin Using L*a*b* Colorspace)"的共同待審批、共同所 有的專利申請(qǐng)中所描述的，對(duì)指示皮膚情況的皮膚光響應(yīng)的識(shí)別、皮膚情況的 量化分析、顏色和亮度可通過(guò)將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)從RGB格式轉(zhuǎn)換成1^^1)*格式在申請(qǐng)No. 60/848,768中所描述的，將RGB圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)
換成1/^*13*彩色空間數(shù)據(jù)的過(guò)程對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是已知的，例如，
在Charles Poynton，數(shù)字視頻的技術(shù)介紹(A Technical Introduction to Digital Video) (J. Wiley & Sons)第7章，"Color Science"中所描述的。申i青No. 60/848,768還公開(kāi)了，臉部區(qū)可通過(guò)操作員用光標(biāo)工具標(biāo)記所顯示的圖像或通 過(guò)有計(jì)劃地分析圖像數(shù)據(jù)以識(shí)別與諸如瞳孔之類的獨(dú)特基準(zhǔn)點(diǎn)一致的像素值 來(lái)識(shí)別，該基準(zhǔn)點(diǎn)可具有獨(dú)特的顏色(黑色或閃光閃爍)、形狀(圓)、大小、 間距和方向。 一旦識(shí)別瞳 L，就可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的與瞳孔的空間/尺寸關(guān)系相對(duì) 于此計(jì)算臉部區(qū)。RGB至I^^M轉(zhuǎn)換可用于幫助從可用的化妝品顏色調(diào)色板 中為個(gè)人選擇化妝品，或可用于在定義由總體使用的顏色調(diào)色板時(shí)選擇/設(shè)計(jì)化 妝品的色調(diào)。
正如在2006年10月2日提交為臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/848,767且通過(guò)引用整體 結(jié)合于此的題為"測(cè)量對(duì)皮膚的光損傷的裝置和方法(Apparatus and Method for Measuring Photodamage to Skin)"的共同待審批、共同所有的專利申請(qǐng)中所描 述的，皮膚對(duì)藍(lán)光照射的綠色響應(yīng)強(qiáng)度可用于識(shí)別和量化例如由于彈性纖維性 材料的存在而對(duì)皮膚的光損傷。此外，可數(shù)值地表征并統(tǒng)計(jì)分析有關(guān)光損傷和 /或其它皮膚情況的總體數(shù)字皮膚成像數(shù)據(jù)。皮膚響應(yīng)的數(shù)字圖像的定量分 析——諸如作為光損傷的指示的在臉部表面上綠色信號(hào)響應(yīng)的變化度——可 用于評(píng)價(jià)光損傷，并得出相對(duì)于總體的皮膚情況的數(shù)字或分?jǐn)?shù)。
正如在2006年10月2日提交為臨時(shí)申請(qǐng)No. 60/848,707且通過(guò)引用整體 結(jié)合于此的題為"用于熒光成像的校準(zhǔn)裝置和方法(Calibration Apparatus and Method for Fluorescent Imaging)"的共同待審批、共同所有的專利申請(qǐng)中所描 述的，可在例如藍(lán)色熒光照相期間的成像期間采用校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，以識(shí)別在不同時(shí) 間獲取的圖像之間的照射強(qiáng)度的變化。在識(shí)別出照射強(qiáng)度已經(jīng)變化的情況后， 可通知成像裝置的操作員改正導(dǎo)致照射變化的條件?；蛘?，成像裝置可通過(guò)調(diào) 節(jié)照射光的強(qiáng)度或通過(guò)數(shù)字圖像處理歸一化圖像來(lái)補(bǔ)償該變化。
在通過(guò)引用結(jié)合的上述申請(qǐng)中所公開(kāi)的每項(xiàng)發(fā)明可被利用并結(jié)合在本發(fā) 明的成像站30中。這樣做，通過(guò)它們的組合和相互關(guān)系實(shí)現(xiàn)了某些協(xié)作。例 如，手動(dòng)或自動(dòng)識(shí)別臉部區(qū)域的能力可用于某些臉部區(qū)域——例如臉頰——的顏色確定或臉頰、前額和下顎的組合的"平均顏色"。識(shí)別某些區(qū)域的膚色的 能力有助于使化妝品與這些區(qū)域或這些區(qū)域的組合相匹配。例如，在選擇或設(shè) 計(jì)化妝品粉底的顏色時(shí)，有益的是知曉臉部區(qū)臉頰、前額和下顎的平均顏色 并排除嘴唇、眉毛和眼睛對(duì)顏色的貢獻(xiàn)。
臉部區(qū)的識(shí)別還可與涉及確定光損傷的申請(qǐng)的教義結(jié)合地在成像站30中 使用，因?yàn)槠つw的特定區(qū)域由于皮膚組成和曝露的可能性而更易于受到光損 傷。在與其有關(guān)的申請(qǐng)中教示的校準(zhǔn)裝置和技術(shù)可用于成像站30，因?yàn)榭蓺w一 化任一組數(shù)字圖像以補(bǔ)償與歸因于皮膚變化的響應(yīng)強(qiáng)度變化區(qū)別的照射強(qiáng)度 的變化。
成像站30提供獲取關(guān)于個(gè)人皮膚的外觀和光響應(yīng)特性的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)信 息的裝置和方法。因?yàn)楸景l(fā)明可由很多人使用，所以從使用本發(fā)明獲取的數(shù)據(jù) 以及諸如由他人使用不同的裝置和方法制作的數(shù)字圖像之類的從其它源獲取 的數(shù)據(jù)可用于相對(duì)于他人分析個(gè)體。如例如在通過(guò)引用結(jié)合于此的題為"用于
測(cè)量對(duì)皮膚的光損傷的裝置和方法(Apparatus and Method for Measuring Photodamage to Skin)"的申請(qǐng)中所指出的，可定量分析數(shù)字圖像以提供皮膚 情況的離散測(cè)量?；蛘撸糜谠u(píng)價(jià)皮膚情況的傳統(tǒng)方法是通過(guò)個(gè)人基于圖像的 外觀的判斷。這些年來(lái)，已經(jīng)表明有經(jīng)驗(yàn)的臨床醫(yī)生可基于他們的視覺(jué)感 知——例如比較在兩個(gè)不同時(shí)間獲取的兩個(gè)圖像——準(zhǔn)確地且有效地辨別皮 膚情況的變化。因此，本發(fā)明認(rèn)識(shí)到在形成皮膚情況的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)時(shí)對(duì)皮膚情況 的人感知判斷的價(jià)值。這種人感知測(cè)量可與量化的自動(dòng)方法并行使用以相互確 認(rèn)從而增加兩者的可信性。
本發(fā)明包括用于訓(xùn)練、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試對(duì)象人的圖像的視覺(jué)分析的方法。更具 體地，為了訓(xùn)練人們基于圖像感知且精確判斷皮膚情況，可收集圖像的訓(xùn)練集 合。訓(xùn)練集合可以是隨時(shí)間獲取的人的一組圖像，示出其隨時(shí)間的皮膚情況。 該圖像集合可分成各種類別，例如， 一個(gè)類別可以是用藍(lán)光獲取的圖像并對(duì)皮 膚的綠色信號(hào)響應(yīng)敏感以指示光損傷。該圖像集合然后可被作為經(jīng)訓(xùn)練的專業(yè) 人員且已證明精通基于査看對(duì)象人的皮膚圖像來(lái)確定皮膚情況的一個(gè)或多個(gè) 人査看。該精通的個(gè)人然后將圖像集合排序成從最差情況延伸至最佳情況的情 況范圍。這種排序可與量化分析結(jié)合進(jìn)行。例如，可考慮六個(gè)圖像并從最好至最差排列，示出由對(duì)象人表現(xiàn)的有關(guān)光損傷的皮膚情況的譜。在開(kāi)發(fā)出這種圖 像的基準(zhǔn)集合或訓(xùn)練集合后，向被訓(xùn)練的人教示要査找的視覺(jué)指示以辨別光損 傷。然后向受訓(xùn)者示出由計(jì)算機(jī)隨機(jī)選擇的訓(xùn)練圖像集合，例如一次兩個(gè)圖像， 并要求其描述兩個(gè)所顯示的圖像中哪一個(gè)相對(duì)于光損傷較好或較差。在呈現(xiàn)圖 像時(shí)，較好和較差的圖像的位置(在顯示器的右側(cè)或左側(cè)、上側(cè)或下側(cè))是隨 機(jī)的，使得顯示位置不會(huì)與皮膚情況有關(guān)。在受訓(xùn)者能夠一致成功地識(shí)別較好 和較差的圖像后，即與具有經(jīng)證實(shí)的專業(yè)技能的專業(yè)人員的結(jié)論相匹配，則可 判斷受訓(xùn)人已經(jīng)了解從數(shù)字圖像辨別皮膚情況的必要感知。
假設(shè)某人可獲得判斷皮膚情況的適當(dāng)訓(xùn)練，則呈現(xiàn)多個(gè)圖像并接收較好或 價(jià)差判斷的相同的自動(dòng)技術(shù)可被應(yīng)用于評(píng)價(jià)個(gè)人隨時(shí)間的皮膚情況的過(guò)程。例 如，如果某人已經(jīng)經(jīng)歷一系列的成像期，例如2年的時(shí)間段中的10個(gè)成像期， 則可向臨床醫(yī)生自動(dòng)和隨機(jī)地呈現(xiàn)從這些成像期獲取的一系列圖像并將它們 分類成比另一個(gè)所顯示圖像更好或更差?？芍貜?fù)該過(guò)程直到清楚地建立相對(duì)排 列的無(wú)偏重復(fù)模式，證明可再現(xiàn)的臨床判斷。從這一判斷，可建議對(duì)象人何時(shí) 其皮膚表現(xiàn)出其最佳情況、最差情況、改進(jìn)或惡化的模式等?？蓱?yīng)用這種類型 的分析來(lái)度量治療的成功和失效，并結(jié)合量化方法使用以提供平穩(wěn)、可靠的分 析。
用于訓(xùn)練和/或臨床評(píng)價(jià)皮膚情況的上述方法可在成像站30上進(jìn)行。例如，
在成像期之后，臨床醫(yī)生可進(jìn)行由對(duì)象人目睹的診斷評(píng)價(jià)。
應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的實(shí)施方式僅僅是示例性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 在不背離本發(fā)明精神和范圍的前提下進(jìn)行許多改變和改進(jìn)。所有的這些改變和 改良都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在給定的周圍照明環(huán)境中捕捉對(duì)象的圖像的成像站，包括具有孔的外殼，其中所述對(duì)象呈現(xiàn)在所述孔處用于捕捉其圖像；數(shù)字圖像捕捉裝置；用于在圖像捕捉期間照射所述對(duì)象的發(fā)光體；用于控制所述圖像捕捉裝置和所述發(fā)光體的計(jì)算機(jī)，所述外殼包含所述數(shù)字圖像捕捉裝置和所述發(fā)光體，并且在捕捉所述對(duì)象的數(shù)字圖像時(shí)，如果環(huán)境光存在于周圍照明環(huán)境中則至少部分地限制環(huán)境光。
2. 如權(quán)利要求1所述的成像站，其特征在于，所述數(shù)字圖像捕捉裝置 是照相機(jī)，且還包括在所述外殼的外部可視的顯示器用于顯示由所述照相機(jī)捕 捉的所述對(duì)象的數(shù)字圖像。
3. 如權(quán)利要求2所述的成像站，其特征在于，還包括第一可移動(dòng)濾光 器，用于影響由所述發(fā)光體發(fā)出用于照射所述對(duì)象的光，使得可利用所述成像 站捕捉多種不同類型的圖像。
4. 如權(quán)利要求3所述的成像站，其特征在于，所述第一可移動(dòng)濾光器 設(shè)置在所述外殼內(nèi)的濾光輪上，可在所述發(fā)光體前旋轉(zhuǎn)以表現(xiàn)為至少兩個(gè)位 置，第一位置過(guò)濾來(lái)自所述發(fā)光體的光且第二位置不過(guò)濾來(lái)自所述發(fā)光體的 光。
5. 如權(quán)利要求4所述的成像站，其特征在于，還包括第二可移動(dòng)濾光 器，其相對(duì)于所述照相機(jī)具有多個(gè)位置，第一位置過(guò)濾進(jìn)入所述照相機(jī)的光且第二位置不過(guò)濾進(jìn)入所述照相機(jī)的光。
6. 如權(quán)利要求5所述的成像站，其特征在于，所述第一和第二可移動(dòng) 濾光器設(shè)置在共用的濾光輪上。
7. 如權(quán)利要求2所述的成像站，其特征在于，所述顯示器包括可操作 界面，可通過(guò)所述界面控制所述成像站。
8. 如權(quán)利要求2所述的成像站，其特征在于，還包括在所述外殼內(nèi)部 的自顯像面板，所述自顯像面板允許所述對(duì)象在他們呈現(xiàn)到所述孔而出現(xiàn)時(shí)看到自己。
9. 如權(quán)利要求8所述的成像站，其特征在于，所述自顯像面板是用于 顯示由所述照相機(jī)捕捉的所述對(duì)象的數(shù)字圖像的顯示器。
10. 如權(quán)利要求8所述的成像站，其特征在于，所述自顯像面板是反射鏡o
11. 如權(quán)利要求1所述的成像站，其特征在于，所述外殼具有從所述孔 朝向所述相機(jī)和所述發(fā)光體延伸的隧道，光穿過(guò)所述隧道從所述發(fā)光體至所述 對(duì)象，以及來(lái)自所述對(duì)象的光穿過(guò)所述隧道至所述照相機(jī)。
12. 如權(quán)利要求11所述的成像站，其特征在于，所述外殼具有緊鄰所 述孔設(shè)置的腮托，用于容納所述對(duì)象的下顎，所述外殼在位置上可相對(duì)于對(duì)象 調(diào)節(jié)以將所述對(duì)象的下顎定位在所述腮托上。
13. 如權(quán)利要求11所述的成像站，其特征在于，還包括光導(dǎo)，用于引 導(dǎo)從所述發(fā)光體發(fā)出的光以及從所述對(duì)象指向所述照相機(jī)的光中的至少一個(gè)。
14. 如權(quán)利要求1所述的成像站，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)被編程以識(shí) 別多個(gè)臉部區(qū)并將所述成像系統(tǒng)捕捉的RGB彩色空間圖像轉(zhuǎn)換成I^^M彩色 空間值以便于圖像處理和量化分析。
15. —種成像系統(tǒng)，包括 能夠捕捉和存儲(chǔ)人的數(shù)字圖像的多個(gè)成像站，每個(gè)成像站具有數(shù)字圖像捕捉裝置；照射光；用于改變照射光的至少一個(gè)濾光器，使得多種類型的光可 用于捕捉多種不同類型的數(shù)字圖像；以及用于控制所述圖像捕捉裝置、所述濾 光器和所述照射光的計(jì)算機(jī)，所述多個(gè)成像站耦合到網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)允許將圖 像發(fā)送到所述成像站中所選的成像站。
16. 如權(quán)利要求15所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，可將圖像作為電子 郵件附件發(fā)送到所選的成像站。
17. 如權(quán)利要求15所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，可通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)將 蜂窩電話圖像發(fā)送到所選成像站。
18. 如權(quán)利要求15所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)被編程 以量化分析數(shù)字圖像，使得多個(gè)數(shù)字圖像可基于由所述多個(gè)數(shù)字圖像表現(xiàn)的給 定標(biāo)準(zhǔn)彼此相對(duì)地量化排序。
19. 如權(quán)利要求18所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)被編程以向受訓(xùn)者呈現(xiàn)所述多個(gè)數(shù)字圖像以測(cè)試受訓(xùn)者在如由所述多個(gè)數(shù)字圖像所 揭示的皮膚情況狀態(tài)之間區(qū)分的能力，并記錄所述受訓(xùn)者表現(xiàn)的成功/失敗的 程度。
20. 如權(quán)利要求19所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)圖像成對(duì) 呈現(xiàn)，且要求所述受訓(xùn)者關(guān)于特定的情況狀態(tài)對(duì)所述圖像對(duì)排序。
全文摘要
用于在多個(gè)照射條件下獲取對(duì)象的多個(gè)數(shù)字圖像并存儲(chǔ)和分析該數(shù)字圖像的成像站包括外殼，該外殼包括類似照相機(jī)和錄像機(jī)的數(shù)字圖像捕捉裝置、用于處理圖像數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)和用于顯示人的圖像的一個(gè)或多個(gè)顯示器。成像站幫助在圖像捕捉期間控制照明并可用于最佳地定位對(duì)象以進(jìn)行成像。計(jì)算機(jī)可被編程以進(jìn)行各種圖像處理功能并可被連網(wǎng)以允許圖像共享?？稍O(shè)置在外殼的外部的顯示器使操作員可視對(duì)象并控制成像過(guò)程。成像站可用于教示目的。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101553819SQ200780043919
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2007年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日
發(fā)明者D·杰克遜, E·盧沃羅, G·帕俑克, J·波特, N·科列斯 申請(qǐng)人:強(qiáng)生消費(fèi)者公司