Получение изображений для использования при определении одного или более свойств кожи субъекта
Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для получения изображений при определении свойств кожи субъекта содержит блок датчика изображения для генерирования изображения образца кожи, причем образец кожи соответствует участку кожи субъекта в поле обзора (ПО) блока датчика изображения, когда кожа субъекта находится на заданном рабочем расстоянии от блока датчика изображения, первое светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта, и второе светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта. Источники света в первом светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в первом светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, падает на блок датчика изображения, а один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света во втором светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству для получения изображений для использования при определении одного или более свойств кожи субъекта, а также к способу и системе для определения одного или более свойств кожи субъекта из изображений образца кожи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В области ухода за кожей полезно определять свойства кожи субъекта. Эти свойства могут быть использованы для адаптации или персонализации работы устройства для личной гигиены, такого как бритва или устройство для чистки кожи, под тип кожи субъекта, или они могут быть использованы для адаптации программы ухода за кожей к типу кожи субъекта.
[0003] Несмотря на то, что субъект может вручную ввести эти свойства в устройство для личной гигиены или программу ухода за кожей, или обучающее приложение (app), например, на основе своих личных знаний о своей коже, желательно получить объективные измерения этих свойств кожи, предпочтительно, необременительным или в большей части необременительным способом. В результате, были разработаны технологии для определения свойств кожи субъекта, при которых получают изображения кожи субъект, и изображения анализируют для определения значений свойств. В некоторых из этих технологий требуется освещение кожи с использованием одного или более источников света, однако оптимальная компоновка источников света, необходимая для измерения конкретного свойства кожи, может отличаться от оптимальной компоновки источников света, необходимой для измерения другого свойства кожи.
[0004] Таким образом, существует необходимость в улучшениях систем, устройств и способов определения свойств кожи субъекта.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] В соответствии с первым конкретным аспектом представлено устройство для получения изображений для использования при определении одного или более свойств кожи субъекта, содержащее блок датчика изображения для генерирования изображения образца кожи, причем образец кожи соответствует участку кожи субъекта в поле обзора (ПО) блока датчика изображения, когда кожа субъекта находится на заданном рабочем расстоянии от блока датчика изображения, первое светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта, и второе светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта. Один или более источников света в первом светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в первом светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, падает на блок датчика изображения, а один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света во втором светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения.
[0006] В некоторых вариантах реализации один или более источников света в первом светоизлучающем приспособлении и один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении расположены на плоскости.
[0007] В некоторых вариантах реализации блок датчика изображения содержит датчик изображения, который расположен в целом на той же плоскости, что и один или более источников света в первом светоизлучающем приспособлении и один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении.
[0008] В некоторых вариантах реализации ПО блока датчика изображения определено одним или более углами ПО, и при этом один или более источников света в первом светоизлучающем приспособлении находятся от блока датчика изображения в направлении плоскости на расстоянии, которое меньше или равно 2 * D * tan(θmin/2), где D - заданное рабочее расстояние, а θmin - наименьший из одного или более углов ПО.
[0009] В некоторых вариантах реализации ПО блока датчика изображения определено одним или более углами ПО, и при этом один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся от блока датчика изображения в направлении плоскости на расстоянии, которое больше 2 * D * tan(θmax/2), где D - заданное рабочее расстояние, а θmax - наибольший из одного или более углов ПО.
[0010] В некоторых вариантах реализации каждый из одного или более источников света в первом светоизлучающем приспособлении находится от блока датчика изображения на расстоянии, которое составляет от 3 до 7 миллиметров.
[0011] В некоторых вариантах реализации каждый из одного или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находится от блока датчика изображения на расстоянии, которое составляет от 7 до 15 миллиметров.
[0012] В некоторых вариантах реализации первое светоизлучающее приспособление содержит множество источников света. В некоторых вариантах реализации первое светоизлучающее приспособление содержит по меньшей мере три источника света, находящихся в целом на одинаковом расстоянии от блока датчика изображения.
[0013] В некоторых вариантах реализации второе светоизлучающее приспособление содержит множество источников света. В некоторых вариантах реализации второе светоизлучающее приспособление содержит по меньшей мере три источника света, находящихся в целом на одинаковом расстоянии от блока датчика изображения.
[0014] В некоторых вариантах реализации устройство дополнительно содержит первый поляризационный фильтр, расположенный относительно блока датчика изображения таким образом, чтобы поляризационный фильтр поляризовал свет, падающий на блок датчика изображения. В этих вариантах реализации устройство может дополнительно содержать соответствующий второй поляризационный фильтр для каждого источника света во втором светоизлучающем приспособлении, который предназначен для поляризации света, излучаемого источником света во втором светоизлучающем приспособлении, причем направление поляризации второго поляризационного фильтра перпендикулярно направлению поляризации первого поляризационного фильтра. В этих вариантах реализации устройство может дополнительно содержать третье светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта, причем один или более источников света в третьем светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в третьем светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения. В этих вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление содержит множество источников света. В этих вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление может содержать по меньшей мере три источника света, размещенные в целом в виде кольца вокруг блока датчика изображения. В этих вариантах реализации каждый из одного или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находится от датчика изображения на расстоянии, которое составляет от 7 до 11 миллиметров, а каждый из одного или более источников света в третьем светоизлучающем приспособлении находится от датчика изображения на расстоянии, которое составляет от 11 до 15 миллиметров.
[0015] В соответствии со вторым аспектом представлена система для определения одного или более свойств кожи субъекта, содержащая устройство в соответствии с первым аспектом или любым вариантом его реализации, блок управления, выполненный с возможностью приема изображений, сгенерированных блоком датчика изображения, и обработки принятых изображений для определения одного или более свойств кожи субъекта.
[0016] В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью обработки изображений, сгенерированных блоком датчика изображения, когда один или более источников света в первом светоизлучающем приспособлении освещают кожу субъекта, для определения одного или более первых свойств кожи, и обработки изображений, сгенерированных блоком датчика изображения, когда один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении освещают кожу субъекта для определения одного или более вторых свойств кожи.
[0017] В некоторых вариантах реализации блок управления также выполнен с возможностью выборочного управления первым светоизлучающим приспособлением для освещения кожи субъекта и для определения одного или более первых свойств кожи из принятого изображения, и выборочного управления вторым светоизлучающим приспособлением для освещения кожи субъекта и для определения одного или более вторых свойств кожи из принятого изображения.
[0018] В некоторых вариантах реализации одно или более первых свойств кожи представляют собой одно или более из жирности, блеска и текстуры кожи.
[0019] В некоторых вариантах реализации одно или более вторых свойств кожи представляют собой одно или более из текстуры кожи, цвета, пигментации, наличия пятен и наличия волос.
[0020] В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью обработки изображений, сгенерированных датчиком изображения, когда один или более источников света в третьем светоизлучающем приспособлении освещают кожу субъекта, для определения одного или более третьих свойств кожи. В этих вариантах реализации одно или более третьих свойств кожи включают текстуру кожи.
[0021] В некоторых вариантах реализации блок управления также выполнен с возможностью выдачи сигнала, представляющего собой определенное одно или более свойств кожи субъекта.
[0022] В соответствии с третьим аспектом представлен способ определения одного или более свойств кожи субъекта, включающий освещение кожи субъекта с использованием первого светоизлучающего приспособления, содержащего один или более источников света, генерирование первого изображения образца кожи с использованием блока датчика изображения, когда первое светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, причем образец кожи соответствует участку кожи субъекта в пределах поля обзора (ПО) датчика изображения, когда кожа субъекта находится на заданном рабочем расстоянии от блока датчика кожи, освещение кожи субъекта с использованием второго светоизлучающего приспособления, содержащего один или более источников света, генерирование второго изображения образца кожи с использованием блока датчика изображения, когда второе светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, и обработку первого изображения и второго изображения с использованием блока управления для определения одного или более свойств кожи субъекта. Один или более источников света в первом светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в первом светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, падает на блок датчика изображения, а один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света во втором светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения.
[0023] В некоторых вариантах реализации способ включает обработку первого изображения для определения одного или более первых свойств кожи и обработку второго изображения для определения одного или более вторых свойств кожи.
[0024] В некоторых вариантах реализации одно или более первых свойств кожи представляют собой одно или более из жирности, блеска и текстуры кожи. В некоторых вариантах реализации одно или более вторых свойств кожи представляют собой одно или более из текстуры кожи, цвета, пигментации, наличия пятен и наличия волос.
[0025] В некоторых вариантах реализации способ также включает этапы освещения кожи субъекта с использованием третьего светоизлучающего приспособления, содержащего один или более источников света, генерирования третьего изображения образца кожи с использованием блока датчика изображения, когда третье светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, и обработки третьего изображения для определения одного или более третьих свойств кожи. Один или более источников света в третьем светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в третьем светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения. В этих вариантах реализации одно или более третьих свойств кожи включают текстуру кожи.
[0026] В некоторых вариантах реализации способ также включает этап выдачи сигнала, представляющего собой определенное одно или более свойств кожи субъекта.
[0027] В соответствии с четвертым аспектом представлена система для определения значений множества свойств кожи субъекта, содержащая блок управления, и устройство для получения изображений для использования при определении значений множества свойств кожи субъекта. Устройство содержит блок датчика изображения для генерирования изображения образца кожи, причем образец кожи соответствует участку кожи субъекта в поле обзора (ПО) блока датчика изображения, когда кожа субъекта находится на заданном рабочем расстоянии от блока датчика изображения, первое светоизлучающее приспособление, содержащее множество источников света, которые пространственно распределены вокруг оптической оси блока датчика изображения для освещения кожи субъекта с соответствующего множества направлений, второе светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта. Множество источников света в первом светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в первом светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, падает на блок датчика изображения, а один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света во втором светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения. Блок управления выполнен с возможностью выборочного управления каждого из источников света в первом светоизлучающем приспособлении для освещения по отдельности кожи субъекта, приема соответствующего множества первых изображений от блока датчика изображения, при этом блок датчика изображения получает каждое первое изображение, когда соответствующий источник света в первом светоизлучающем приспособлении освещает кожу, обработки каждого первого изображения для определения соответствующего первичного значения первого свойства кожи и комбинирования определенных первичных значений для определения значения первого свойства кожи, выборочного управления вторым светоизлучающим приспособлением для освещения кожи субъекта, приема одного или более вторых изображений, сгенерированных блоком датчика изображения, при этом блок датчика изображения получает каждое второе изображение, когда второе светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, и обработки одного или более принятых вторых изображений для определения значения одного или более вторых свойств кожи.
[0028] В некоторых вариантах реализации множество источников света в первом светоизлучающем приспособлении и один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении расположены на плоскости.
[0029] В некоторых вариантах реализации множество источников света в первом светоизлучающем приспособлении и один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся от кожи субъекта на расстоянии, которое меньше чем заданное рабочее расстояние.
[0030] В некоторых вариантах реализации первое светоизлучающее приспособление содержит по меньшей мере три источника света, находящихся в целом на одинаковом расстоянии от оптической оси блока датчика изображения.
[0031] В некоторых вариантах реализации второе светоизлучающее приспособление содержит множество источников света. Например, второе светоизлучающее приспособление может содержать по меньшей мере три источника света, находящихся в целом на одинаковом расстоянии от оптической оси блока датчика изображения. В этих вариантах реализации блок управления может быть выполнен с возможностью выборочного управления множеством источников света во втором светоизлучающем приспособлении для одновременного освещения кожи субъекта.
[0032] В некоторых вариантах реализации первое свойство кожи представляет собой одно из жирности, блеска и текстуры кожи. В вариантах реализации, в которых первое свойство кожи представляет собой жирность, блок управления может быть выполнен с возможностью обработки каждого первого изображения для определения соответствующего первичного значения жирности на основе одного или более параметров, включающих величину зеркального отражения от образца кожи, распределение, зернистость и/или интенсивность зеркального отражения от образца кожи, шероховатость или текстуру кожи, анализ главных компонентов изображения, кодирование формы гистограммы карт текстуры и контрастность на изображении.
[0033] В некоторых вариантах реализации второе свойство кожи представляет собой текстуру кожи, цвет, покраснение, пигментацию, поры, наличие пятен и наличие волос.
[0034] В альтернативных вариантах реализации устройство дополнительно содержит первый поляризационный фильтр, расположенный относительно блока датчика изображения таким образом, чтобы поляризационный фильтр поляризовал свет, падающий на блок датчика изображения. В этих вариантах реализации устройство может дополнительно содержать соответствующий второй поляризационный фильтр для каждого источника света во втором светоизлучающем приспособлении, который предназначен для поляризации света, излучаемого источником света во втором светоизлучающем приспособлении, причем направление поляризации второго поляризационного фильтра перпендикулярно направлению поляризации первого поляризационного фильтра. В этих вариантах реализации второе свойство кожи может представлять собой одно из цвета, покраснения, пятен и пигментации. В этих вариантах реализации устройство может также содержать: третье светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта, причем один или более источников света в третьем светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в третьем светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения, причем блок управления также выполнен с возможностью: выборочного управления третьим светоизлучающим приспособлением для освещения кожи субъекта, приема одного или более третьих изображений, сгенерированных блоком датчика изображения, при этом блок датчика изображения получает каждое третье изображение, когда третье светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, и обработки одного или более принятых третьих изображений для определения значений одного или более третьих свойств кожи. В этих вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление может содержать множество источников света. В этих вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление может содержать по меньшей мере три источника света, находящихся в целом на одинаковом расстоянии от оптической оси блока датчика изображения. В этих вариантах реализации блок управления может быть выполнен с возможностью выборочного управления множеством источников света в третьем светоизлучающем приспособлении для одновременного освещения кожи субъекта. В этих вариантах реализации третье свойство кожи может представлять собой одно из пор и угрей.
[0035] В некоторых вариантах реализации устройство также содержит датчик импеданса для измерения импеданса кожи субъекта, а блок управления также выполнен с возможностью приема измерений импеданса от датчика импеданса и с возможностью обработки принятых измерений импеданса для определения уровня гидратации кожи.
[0036] В некоторых вариантах реализации блок управления также выполнен с возможностью выдачи сигнала, представляющего собой определенное значение первого свойства кожи и/или определенное значение второго свойства кожи.
[0037] В некоторых вариантах реализации блок управления содержится в устройстве. В альтернативных вариантах реализации блок управления является отдельным от устройства.
[0038] В соответствии с пятым аспектом представлен способ определения значений множества свойств кожи субъекта, включающий: освещение кожи субъекта с использованием первого светоизлучающего приспособления, содержащего множество источников света, причем кожу субъекта освещают поочередно множеством источников света, генерирование соответствующего первого изображения образца кожи с использованием блока датчика изображения, когда каждый источник света в первом светоизлучающем приспособлении освещает кожу субъекта, причем образец кожи соответствует участку кожи субъекта в пределах поля обзора (ПО) блока датчика изображения, когда кожа субъекта находится на заданном рабочем расстоянии от блока датчика изображения, освещение кожи субъекта с использованием второго светоизлучающего приспособления, содержащего один или более источников света, генерирование одного или более вторых изображений образца кожи с использованием блока датчика изображения, когда второе светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, обработку, с использованием блока управления, каждого первого изображения для определения соответствующего первичного значения первого свойства кожи и комбинирование определенных первичных значений для определения значения первого свойства кожи, а также обработку, с использованием блока управления, одного или более вторых изображений для определения значения одного или более вторых свойств кожи, причем множество источников света в первом светоизлучающем приспособлении пространственно распределено вокруг оптической оси блока датчика изображения для освещения кожи субъекта с множества направлений, а множество источников света расположено таким образом, что свет, излучаемый источниками света в первом светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, падает на блок датчика изображения, причем один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находится на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света во втором светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения.
[0039] Кроме того, предусмотрены различные варианты реализации способов в соответствии с третьим и пятым аспектами, соответствующие различным вариантам реализации устройства и систем в соответствии с первым, вторым и четвертым аспектами.
[0040] Эти и другие аспекты будут очевидны и разъяснены со ссылкой на вариант(ы) реализации, описанный(е) ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0041] Далее, лишь в качестве примера, будут описаны примеры вариантов реализации со ссылкой на представленные далее чертежи, на которых:
на фиг. 1 изображена структурная схема системы в соответствии с примером аспекта,
на фиг. 2 изображено поле обзора блока датчика изображения,
на фиг. 3 изображено устройство в соответствии с вариантом реализации в поперечном сечении,
на фиг. 4 изображен вид спереди устройства, на котором изображен пример приспособления с источниками света в соответствии с вариантом реализации,
на фиг. 5 изображен вид спереди устройства, на котором изображен еще один пример приспособления с источниками света в соответствии с вариантом реализации,
на фиг. 6 изображен вид спереди устройства, на котором изображен еще один пример приспособления с источниками света в соответствии с вариантом реализации,
на фиг. 7 изображен вид спереди устройства, на котором изображено еще одно приспособление с источниками света в соответствии с вариантом реализации,
на фиг. 8 изображен вид спереди устройства в соответствии с еще одним примером варианта реализации,
на фиг. 9 изображено поперечное сечение устройства по фиг. 8, и
на фиг. 10 изображена блок-схема, иллюстрирующая способ в соответствии с примером аспекта.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0042] На фиг. 1 изображена структурная схема системы 1 в соответствии с примером аспекта. Система 1 предназначена для определения одного или более свойств кожи субъекта, такого как человек или животное. Свойства кожи, которые могут быть измерены или определены посредством системы 1, могут зависеть от конфигурации системы 1, как более подробно описано ниже, но в целом система 1 может быть выполнена с возможностью определения любого одного или более свойств кожи, таких как жирность, блеск, текстура кожи, цвет, покраснение, пигментация, поры, наличие пятен (таких как темные и светлые пятна) и наличие волос.
[0043] Система 1 определяет свойства кожи путем анализа изображений кожи субъекта. Система 1 содержит устройство 2 для получения изображений образца кожи и блок 3 управления для обработки или анализа изображений образца кожи, полученных устройством 2, для определения одного или более свойств кожи. Таким образом, устройство 2 содержит блок 4 датчика изображения, который предназначен для генерирования изображения или ряда изображений образца кожи. Блок 4 датчика изображения может содержать датчик 6 изображения, который реагирует на падающий свет для выдачи изображения. Датчик 6 изображения может представлять собой, например, датчик на основе ПЗС (прибора с зарядовой связью) или датчик на основе КМОП (комплементарного металлооксидного полупроводника), наподобие тех типов датчиков изображения, которые используют в цифровых камерах. Специалисту в данной области техники будут ясны другие типы датчика изображения, которые могут быть использованы. Датчик 6 изображения или блок 4 датчика изображения может быть выполнен с возможностью или способностью получения отдельных изображений кожи субъекта или последовательности видеокадров кожи субъекта.
[0044] Несмотря на то, что на фиг. 1 изображено только то, что блок 4 датчика изображения содержит датчик 6 изображения, в различных вариантах реализации блок 4 датчика изображения может содержать один или более дополнительных компонентов. Например, блок 4 датчика изображения может содержать одну или более линз для фокусировки или оказания иного воздействия на свет, который падает на датчик 6 изображения от кожи субъекта. В некоторых вариантах реализации поляризатор или поляризационный фильтр может быть расположен на пути прохождения света от образца кожи до датчика 6 изображения, который функционирует для поляризации света, падающего на датчик 6 изображения. Этот поляризатор или поляризационный фильтр в настоящем документе называется первым поляризатором или первым поляризационным фильтром и поляризует свет, проходящий через поляризатор или поляризационный фильтр, в первом направлении поляризации. В некоторых вариантах реализации в качестве части блока 4 датчика изображения представлен поляризатор или поляризационная пластина, однако в других вариантах реализации поляризатор или поляризационная пластина находится отдельно от блока 4 датчика изображения.
[0045] Блок 4 датчика изображения имеет поле обзора (ПО), заданное диапазоном углов света, который может быть определен блоком 4 датчика изображения. ПО примера блока 4 датчика изображения изображено на фиг. 2. Любой свет, падающий на блок 4 датчика изображения из области ПО 7, может быть принят датчиком 6 изображения и использован для формирования изображения. ПО 7 может характеризоваться двумя углами, горизонтальным углом ПО, θH, который представляет собой угол, измеряемый в горизонтальной плоскости (относительно датчика 6 изображения), через которую свет может быть определен блоком 4 датчика изображения, и вертикальным углом ПО, θV, который представляет собой угол, измеряемый в вертикальной плоскости (относительно датчика 6 изображения), через которую свет может быть определен блоком 4 датчика изображения. Для датчика 6 изображения, который имеет прямоугольную форму, т.е. как изображено на фиг. 2, θH будет отличаться от θV (и на фиг. 2 θH больше чем θV, хотя это является лишь примером). На фиг. 2 изображен третий угол θD, который представляет собой угол, измеряемый в диагональной плоскости, через которую свет может быть определен блоком 4 датчика изображения. Для датчика 6 изображения прямоугольной формы ПО в диагональной плоскости (θD) представляет собой максимальный угол ПО блока 4 датчика изображения. Для блока 4 датчика изображения, изображенного на фиг. 2, минимальным углом ПО блока 4 датчика изображения является θV.
[0046] Следует понимать, что ПО блока 4 датчика изображения может быть определено или может управляться оптическими компонентами, такими как линзы и апертуры. Как было отмечено выше, блок 4 датчика изображения может содержать одну или более линз для фокусировки или оказания иного воздействия на свет, который падает в направлении блока 4 датчика изображения. В дополнение к одной или более линзам или в качестве альтернативы им, блок 4 датчика изображения (или, в более общем смысле, устройство 2) может содержать рамку кадрового окна, которая имеет апертуру определенного размера, расположенную перед блоком 4 датчика изображения или датчиком 6 изображения для ограничения поля обзора блока 4 датчика изображения или датчика 6 изображения.
[0047] Блок 3 управления предусмотрен для обработки или анализа изображений, полученных или сгенерированных устройством 2, и в некоторых вариантах реализации блок 3 управления может управлять работой устройства 2, например, управляя или направляя команды устройству 2 для получения одного или более изображений. Блок 3 управления может быть выполнен с возможностью исполнения или выполнения способов, описанных в настоящем документе.
[0048] В некоторых вариантах реализации блок 3 управления может быть частью устройства 2, т.е. блок 4 датчика изображения и блок 3 управления могут быт частью одного и того же устройства, например, переносного устройства, которое может быть расположено вблизи кожи субъекта или на ней. В данном случае блок 3 управления может быть соединен или сопряжен с устройством 2 (и, в частности, с блоком 4 датчика изображения) для приема изображений.
[0049] В других вариантах реализации блок 3 управления может находиться в устройстве, являющемся отдельным от устройства 2. Например, устройство 2 может представлять собой переносное устройство, которое может быть расположено вблизи кожи субъекта или на ней, а блок 3 управления может быть частью отдельного, второго устройства, например, смартфона, планшетного компьютера, ноутбука, стационарного компьютера, сервера и т.д. В случае смартфона или планшетного компьютера, блок 3 управления может исполнять приложение (app) для анализа полученных изображений для определения одного или более свойств кожи. В этих вариантах реализации система 1 может также содержать интерфейсную схему (не изображена на фиг. 1) для обеспечения соединения для передачи данных и/или обмена данными между блоком 3 управления и устройством 2. Соединение может быть прямым или непрямым (например, по сети Интернет) и, следовательно, интерфейсная схема может обеспечивать соединение между устройством 2 и блоком 3 управления по сети, такой как Интернет, через любой желаемый протокол или протоколы проводной или беспроводной связи. Например, интерфейсная схема может работать, используя WiFi, Bluetooth, Zigbee или любой протокол сотовой связи (в том числе, но без ограничения, глобальную систему мобильных коммуникаций (GSM), универсальную мобильную телекоммуникационную систему (UMTS), стандарт «Долгосрочное развитие» (LTE), LTE с расширенными возможностями и т.д.). Блок 3 управления и устройство 2 могут иметь соответствующую интерфейсную схему для обеспечения соединения для передачи данных или обмена данными между ними.
[0050] В каждом варианте реализации (т.е. вне зависимости от того, является ли блок 3 управления частью устройства 2 или находится отдельно от устройства 2), устройство 2 может быть в форме устройства для личной гигиены или являться его частью, такого как (но без ограничения) бритва, устройство для чистки кожи или устройство для обработки кожи.
[0051] В некоторых вариантах реализации (вне зависимости от того, являются ли блок 3 управления и устройство 2 частью одного и того же устройства) система 1 может содержать интерфейсную схему для обеспечения соединения для передачи данных или обмена данными с другими устройствами, в том числе любым одним или более из серверов, баз данных и пользовательских устройств. Эта интерфейсная схема может быть использована для передачи определенных измерений свойств кожи от системы 1 на другое устройство, например, сервер или объект для хранения данных.
[0052] Блок 3 управления может быть реализован широким рядом способов с программным и/или аппаратным обеспечением для выполнения различных функций, описанных в настоящем документе. Блок 3 управления может содержать один или более микропроцессоров или цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения или компьютерного программного кода на выполнение требуемых функций и/или на управление компонентами блока 3 управления для реализации требуемых функций. Блок 3 управления может быть реализован в виде комбинации специализированного аппаратного обеспечения для выполнения некоторых функций (например, усилителей, предусилителей, аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и/или цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП)) и процессора (например, одного или более запрограммированных микропроцессоров, контроллеров, ЦСП и соответствующей схемы) для выполнения других функций. Примеры компонентов, которые могут быть использованы в различных вариантах реализации настоящего изобретения, включают в себя, но без ограничения, традиционные микропроцессоры, ЦСП, интегральные схемы специального назначения (ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (ППВМ).
[0053] Блок 3 управления может содержать или быть соединен с блоком памяти (не изображен на фиг. 1), который может хранить данные, информацию и/или сигналы для использования блоком 3 управления при управлении работой устройства 2 и/или при исполнения или выполнении способов, описанных в настоящем документе. В некоторых вариантах реализации блок памяти хранит компьютерочитаемый код, который может быть исполнен блоком 3 управления таким образом, чтобы блок 3 управления выполнял одну или более функций, в том числе способы, описанные в настоящем документе. Блок памяти может содержать любой тип энергонезависимого машиночитаемого носителя информации, такой как кэш или системная память, в том числе энергозависимую и энергонезависимую компьютерную память, такую как оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), статическое ОЗУ (СОЗУ), динамическое ОЗУ (ДОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемое ПЗУ (ППЗУ), стираемое ППЗУ (СППЗУ), и электрически стираемое ППЗУ (ЭСППЗУ), реализованную в форме чипа памяти, оптический диск (такой как компакт-диск (CD), цифровой многоцелевой диск (DVD) или диск Blu-Ray), жесткий диск, решение с запоминающим устройством на ленте или твердотельное устройство, в том числе флеш-накопитель, твердотельный накопитель (SSD), карта памяти и т.д.
[0054] Для обеспечения возможности получения изображений кожи субъекта блоком 4 датчика изображения и для обеспечения возможности обработки изображений блоком 3 управления для определения одного или более свойств кожи, устройство 2 также содержит первое светоизлучающее приспособление 10, которое содержит один или более источников 12 света, и второе светоизлучающее приспособление 14, которое содержит один или более источников 16 света. Как описано более подробно ниже, ввиду того, что различные свойства кожи требуют разных условий света или освещения для того, чтобы свойство могло быть определено блоком 3 управления, источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и источник(и) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 находятся на разных расстояниях от блока 4 датчика изображения для обеспечения соответствующих условий освещения для измерения соответствующих свойств кожи. Расстояние от источников 12, 16 света описано более подробно ниже.
[0055] Каждый из источника(ов) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и источника(ов) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 предназначен для излучения света в направлении кожи субъекта, когда устройство 2 расположено на субъекте или вблизи него, тем самым освещая кожу субъекта. В частности, первое светоизлучающее приспособление 10 и второе светоизлучающее приспособление 14 предназначены для освещения участка кожи субъекта, находящегося в пределах поля обзора блока 4 датчика изображения. Каждый из источников 12, 16 света может представлять собой источник света одного и того же типа, или один или более из источников 12, 16 света могут отличаться от других источников 12, 16 света. Источник 12, 16 света может представлять собой светоизлучающий диод (СИД), светоизлучающий диод с объемным резонатором (СИДОР), лазер поверхностного излучения с вертикальным резонатором (ЛПИВР), лазер с торцевым излучением или любой другой подходящий тип полупроводникового источника света. В качестве альтернативы или дополнения, в некоторых вариантах реализации источник 12, 16 света может представлять собой, например, органический светоизлучающий диод (ОСИД), ОСИД с пассивной матрицей (ОСИДПМ), ОСИД с активной матрицей (ОСИДАМ) или любой другой источник света на основе органического материала. В качестве альтернативы или дополнения, в некоторых вариантах реализации источник 12, 16 света может представлять собой, например, твердотельный источник света. Специалисту в данной области техники будут ясны другие типы источника света, которые могут быть использованы в устройстве 2.
[0056] Несмотря на то, что каждый из первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14 может содержать один источник 12, 16 света, предпочтительным является, чтобы каждый из первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14 содержал множество источников 12, 16 света. В некоторых вариантах реализации первое светоизлучающее приспособление 10 содержит два источника 12 света, но в других вариантах реализации первое светоизлучающее приспособление 10 содержит три, четыре или больше четырех источников 12 света. В некоторых вариантах реализации второе светоизлучающее приспособление 14 содержит два источника 16 света, но в других вариантах реализации второе светоизлучающее приспособление 14 содержит три, четыре или больше четырех источников 16 света. В некоторых вариантах реализации первое светоизлучающее приспособление 10 содержит такое же количество источников света, что и второе светоизлучающее приспособление 14, однако в других вариантах реализации первое светоизлучающее приспособление 10 содержит другое количество источников света в отличие от второго светоизлучающего приспособления 14. В тех случаях, когда первое светоизлучающее приспособление 10 и/или второе светоизлучающее приспособление 14 содержит/содержат множество источников 12, 16 света, источники 12, 16 света в каждом приспособлении могут быть расположены вокруг блока 4 датчика изображения для обеспечения равномерного или в целом равномерного освещения кожи. Например, источники 12, 16 света для конкретного приспособления 10, 14 могут быть предусмотрены в виде кольца вокруг (например, на равном или по существу равном расстоянии) блока 4 датчика изображения для обеспечения равномерного освещения кожи. В тех случаях, когда светоизлучающее приспособление содержит множество источников света, источники света в приспособлении могут быть выполнены с возможностью работы совместно, т.е. каждый из источников света в приспособлении может излучать свет в одно и то же время. То есть блок 3 управления может быть выполнен с возможностью управления источниками света в приспособлении таким образом, чтобы все они излучали свет в одно и то же время. В качестве альтернативы, источники света в приспособлении могут быть выполнены с возможностью работы последовательно или по отдельности, т.е. каждый из источников света может управляться блоком 3 управления для излучения света по одному за раз, при этом получая соответствующие изображения, когда каждый из источников света излучает свет. В некоторых вариантах реализации светоизлучающее приспособление может быть выполнено с возможностью управления для переключения между режимом, в котором все источники света излучают свет в одно и то же время, и режимом, в котором источники света излучают свет по одному за раз. То есть блок 3 управления может быть выполнен с возможностью выборочного управления источниками света в приспособлении в первом режиме таким образом, чтобы все они излучали свет в одно и то же время, и втором режиме таким образом, чтобы они излучали свет по отдельности.
[0057] В некоторых вариантах реализации источники 12, 16 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и втором светоизлучающем приспособлении 14 выполнены с возможностью излучения белого света. В некоторых вариантах реализации любой из источников 12, 16 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и втором светоизлучающем приспособлении 14 может быть выполнен с возможностью излучения видимого света, в том числе, но без ограничения, белого света, красного света, зеленого света и синего света. Цвет света, излучаемого источниками 12, 16 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и втором светоизлучающем приспособлении 14, может зависеть от свойств кожи, подлежащих измерению устройством 2. В некоторых вариантах реализации источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 может(могут) быть выполнен(ы) с возможностью излучения видимого света любого цвета (в том числе белого света). В некоторых вариантах реализации источник(и) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 может(могут) быть выполнен(ы) с возможностью излучения видимого света любого цвета (в том числе белого света), ультрафиолетового (УФ) света и/или инфракрасного (ИК) света. В некоторых вариантах реализации цвет света, излучаемого источниками 12, 16 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и/или втором светоизлучающем приспособлении 14, может быть управляемым, например, в соответствии с конкретным свойством кожи, подлежащим измерению.
[0058] Источники 12, 16 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и втором светоизлучающем приспособлении 14 могут излучать свет, который является неполяризованным. В некоторых вариантах реализации, которые могут зависеть от параметров кожи, подлежащих измерению устройством 2, для каждого источника(ов) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 может быть предусмотрен поляризатор или поляризационный фильтр, который функционирует для поляризации света, излучаемого источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14, перед его падением на кожу субъекта. Этот(эти) поляризатор(ы) или поляризационный(е) фильтр(ы) называется(ются) в настоящем документе вторым(и) поляризатором(ами) или вторым(и) поляризационным(и) фильтром(ами) и поляризует(ют) свет, проходящий через второй поляризатор или второй поляризационный фильтр, во втором направлении поляризации. Следует понимать, что второй(ые) поляризатор(ы) или второй(ые) поляризационный(е) фильтр(ы) может(могут) представлять собой отдельный компонент источника(ов) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14, или же он(они) может(могут) представлять собой единое целое с источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14. В некоторых вариантах реализации, в который поляризатор(ы) или поляризационный(е) фильтр(ы) предусмотрены для источника(ов) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14, источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 не имеют поляризатора(ов) или поляризационного(ых) фильтра(ов).
[0059] В вариантах реализации, в которых первый поляризатор или первый поляризационный фильтр расположен на пути прохождения света от образца кожи к блоку 4 датчика изображения, первый поляризационный фильтр и второй(ые) поляризационный(е) фильтр(ы) для источника(ов) света во втором светоизлучающем приспособлении 14 могут «пересекаться» таким образом, что большинство света от источника(ов) света во втором светоизлучающем приспособлении 14 не падает на блок 4 датчика изображения (т.е. только свет от источника(ов) света во втором светоизлучающем приспособлении 14, угол поляризации которого меняется за счет отражения от кожи субъекта, может проходить через первый поляризационный фильтр и достичь блока 4 датчика изображения/датчика 6 изображения). Таким образом, первый поляризационный фильтр может быть расположен таким образом, что первое направление поляризации перпендикулярно второму направлению поляризации второго(ых) поляризационного(ых) фильтра(ов).
[0060] В некоторых вариантах реализации устройство 2 может также содержать третье светоизлучающее приспособление 18, которое содержит один или более источников 20 света. Третье светоизлучающее приспособление 18 может быть предусмотрено для измерения других свойств кожи, которые не могут быть измерены (или которые не могут быть измерены так же достоверно) с использованием источника(ов) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и источника(ов) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14. В конкретных вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление 18 предусмотрено там, где происходит поляризация света от второго светоизлучающего приспособления 14 с использованием вторых поляризаторов или вторых поляризационных фильтров. В этих вариантах реализации источник(и) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 не имеют поляризатора(ов) или поляризационного(ых) фильтра(ов).
[0061] Подобно первому светоизлучающему приспособлению 10 и второму светоизлучающему приспособлению 14, каждый из источника(ов) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 предназначен для излучения света в направлении кожи субъекта, когда устройство 2 расположено на субъекте или вблизи него, тем самым освещая кожу субъекта. В частности, третье светоизлучающее приспособление 18 предназначено для освещения участка кожи субъекта, находящегося в пределах поля обзора блока 4 датчика изображения. Источник(и) 20 света могут быть источником света того же типа, что и источники 12, 16 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и втором светоизлучающем приспособлении 14, или источники 20 света могут отличаться от других источников 12, 16 света. Источник 20 света может представлять собой СИД, СИДОР, ЛПИВР, лазер с торцевым излучением или любой другой подходящий тип полупроводникового источника света. В качестве альтернативы или дополнения, в некоторых вариантах реализации источник 20 света может представлять собой, например, ОСИД, ОСИДПМ, ОСИДАМ или любой другой источник света на основе органического материала. В качестве альтернативы или дополнения, в некоторых вариантах реализации источник 20 света может представлять собой, например, твердотельный источник света. Специалисту в данной области техники будут ясны другие типы источника света, которые могут быть использованы в устройстве 2.
[0062] Несмотря на то, что третье светоизлучающее приспособление 18 может содержать один источник 20 света, предпочтительно, чтобы третье светоизлучающее приспособление 18 содержало множество источников 20 света. В некоторых вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление 18 содержит два источника 20 света, но в других вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление 18 содержит три, четыре или больше четырех источников 20 света. В некоторых вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление 18 содержит такое же количество источников света, что и первое светоизлучающее приспособление 10 и/или второе светоизлучающее приспособление 14, однако в других вариантах реализации третье светоизлучающее приспособление 18 содержит другое количество источников света в отличие от первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14. В тех случаях, когда третье светоизлучающее приспособление 18 содержит множество источников 20 света, источники 20 света в каждом приспособлении могут быть расположены вокруг блока 4 датчика изображения для обеспечения равномерного или в целом равномерного освещения кожи. Например, источники 20 света могут быть предусмотрены в виде кольца вокруг (например, на равном или по существу равном расстоянии) блока 4 датчика изображения для обеспечения равномерного освещения кожи. Как было отмечено выше в отношении первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14, блок 3 управления может быть выполнен с возможностью управления источниками 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 таким образом, чтобы они излучали свет одновременно, и/или управления источниками 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 таким образом, чтобы они излучали свет последовательно или по отдельности.
[0063] В некоторых вариантах реализации источник(и) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 выполнены с возможностью излучения белого света. В некоторых вариантах реализации любой из источника(ов) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 может быть выполнен с возможностью излучения видимого света, в том числе, но без ограничения, белого света, красного света, зеленого света и синего света. Цвет света, излучаемого источником(ами) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18, может зависеть от свойств кожи, подлежащих измерению устройством 2. В некоторых вариантах реализации источник(и) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 может(могут) быть выполнен(ы) с возможностью излучения видимого света любого цвета (в том числе белого света), инфракрасного (ИК) света и/или ультрафиолетового (УФ) света.
[0064] Первым светоизлучающим приспособлением 10, вторым светоизлучающим приспособлением 14 и (при наличии) третьим светоизлучающим приспособлением 18 может управлять блок 3 управления. Например, блок 3 управления может управлять активацией или деактивацией конкретного светоизлучающего приспособления или конкретным(и) источником(ами) света в светоизлучающем приспособлении в соответствии с конкретным свойством кожи, подлежащим измерению.
[0065] В некоторых вариантах реализации устройство 2 может содержать интерфейс пользователя (не изображен на фиг. 1), который содержит один или более компонентов, обеспечивающих пользователю устройства 2 (например, субъекту) возможность ввода информации, данных и/или команд в устройство 2 и/или обеспечивающих устройству 2 возможность выдачи информации или данных пользователю устройства 2. Интерфейс пользователя может содержать любой(ые) подходящий(е) компонент(ы) ввода, в том числе, но без ограничения, клавиатуру, кнопочную панель, одну или более кнопок, переключателей или дисков, манипулятор-мышь, трекпад, сенсорный экран, стилус, камеру, микрофон и т.д., а также интерфейс пользователя может содержать любой(ые) подходящий(е) компонент(ы) выдачи, в том числе, но без ограничения, экран дисплея, один или более световых индикаторов или элементов, один или более динамиков, вибрирующий элемент и т.д.
[0066] Еще в одних некоторых вариантах реализации устройство 2 также может определять свойство кожи, такое как уровень гидратации, и устройство 2 также может содержать датчик импеданса для измерения импеданса кожи. Датчик импеданса может быть расположен таким образом, чтобы он измерял импеданс части кожи, которая отличается от образца кожи, например, кожи, находящейся рядом с образцом кожи. Датчик импеданса может содержать два или более электродов, которые предназначены для размещения в контакте с кожей, при этом импеданс измеряется путем применения тока к коже посредством электродов.
[0067] Следует понимать, что при реализации устройства 2 на практике могут быть задействованы дополнительные компоненты помимо изображенных на фиг. 1. Например, устройство 2 также может содержать источник питания, такой как батарея, или компоненты для обеспечения возможности соединения устройства 2 с магистральной сетью питания.
[0068] Как было отмечено выше, различные свойства кожи требуют различных состояний освещения для определения свойства кожи блоком 3 управления из полученного изображения, и, таким образом, источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10, источник(и) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и источник(и) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 (при наличии) находятся на разных расстояниях от блока 4 датчика изображения для обеспечения соответствующих условий освещения для измерения соответствующих свойств кожи. В частности, для измерения некоторых свойств кожи, таких как блеск и жирность, желательно, чтобы свет зеркально отражался от образца кожи в направлении блока 4 датчика изображения таким образом, чтобы на полученном изображении присутствовало яркое пятно (или «блик»). Кроме того, с использованием изображения, полученного при зеркальном отражении света от образца кожи в направлении блока 4 датчика изображения, может быть измерена текстура кожи. Что касается других свойств кожи, таких как цвет кожи, покраснение, пигментация кожи, поры, наличие пятен (таких как темные и светлые пятна) и наличие волос, желательно, чтобы получаемое изображение было сгенерировано с использованием рассеянного света, и, следовательно, свет не должен зеркально отражаться от образца кожи в направлении блока 4 датчика изображения (и, таким образом, на полученном изображении не будет отображено яркое пятно или «блик», соответствующий источнику света). Кроме того, текстура кожи может быть измерена с использованием изображения, полученного с использованием рассеянного света. Предпочтительно, при получении изображений для измерения цвета кожи, покраснения, пигментации кожи, наличия пятен (таких как темные и светлые пятна) и/или наличия волос, свет, падающий на кожу, должен быть поляризован, а устройство 2 должно содержать первый поляризатор, расположенный перпендикулярно поляризации света, падающего на кожу.
[0069] Таким образом, в вариантах реализации предусмотрено, что источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 расположены относительно блока 4 датчика изображения таким образом, что свет, излучаемый источником(ами) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 в направлении образца кожи на некотором заданном или желаемом рабочем расстоянии от блока 4 датчика изображения, зеркально отражается образцом кожи и падает на блок 4 датчика изображения. Следовательно, зеркальное(ые) отражение(я) будет(ут) видно(ы) на изображении или изображениях, полученном/полученным блоком 4 датчика изображения. Таким образом, изображение или изображения, полученные при использовании первого светоизлучающего приспособления 10 для освещения образца кожи, могут быть обработаны или проанализированы блоком 3 управления для определения свойств кожи, таких как блеск, жирность и текстура. Кроме того, в вариантах реализации предусмотрено, что источник(и) света во втором светоизлучающем приспособлении 14 расположены относительно блока 4 датчика изображения таким образом, что свет, излучаемый источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 в направлении образца кожи на заданном или желаемом рабочем расстоянии от блока 4 датчика изображения, который зеркально отражается от образца кожи, не падает на блок 4 датчика изображения. Таким образом, зеркальное(ые) отражение(я) не будут видны на изображении или изображениях, получаемых блоком 4 датчика изображения. Таким образом, изображение или изображения, получаемые при использовании второго светоизлучающего приспособления 14 для освещения образца кожи, могут быть обработаны или проанализированы блоком 3 управления для определения свойств кожи, таких как цвет кожи, покраснение, пигментация кожи, наличие пятен (таких как темные или светлые пятна), наличие волос и текстура кожи.
[0070] Поперечное сечение через устройство 2 изображено на фиг. 3 для иллюстрации примера расположения первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14 относительно блока 4 датчика изображения в соответствии с различными вариантами реализации. В данном примере варианта реализации первое светоизлучающее приспособление 10, второе светоизлучающее приспособление 14 и блок 4 датчика изображения в целом находятся в одной и той же плоскости. На фиг. 3 изображено устройство 2, расположенное близко к коже 30 субъекта, и, в частности, устройство 2 расположено близко к коже 30 субъекта таким образом, что блок 4 датчика изображения и источник(и) 12, 16 света первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14 находятся от кожи 30 на рабочем расстоянии D. Несмотря на то, что это не изображено на фиг. 3, устройство 2 может иметь форму или может быть выполнено таким образом, что блок 4 датчика изображения и источник(и) 12, 16 света первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14 могут надежно находиться от кожи 30 на рабочем расстоянии D. Например, устройство 2 может содержать разделитель, который расположен на корпусе устройства 2 или является его частью, проходит за блок 4 датчика изображения, первое светоизлучающее приспособление 10 и второе светоизлучающее приспособление 14, так что разделитель может находиться в контакте с кожей 30, тем самым отделяя компоненты 4, 10, 14 от кожи 30 на расстояние D. В некоторых вариантах реализации рабочее расстояние D может составлять от 20 миллиметров (мм) до 80 мм, однако специалисту в данной области техники будет ясно, что рабочее расстояние D может составлять меньше 20 мм или больше 80 мм.
[0071] Как было описано выше, блок 4 датчика изображения имеет поле 7 обзора, определенное одним или более углами, и на фиг. 3 этот угол обозначен просто как угол θ. Следует понимать, что в зависимости от конкретного поперечного сечения, взятого через устройство 2, показанное на фиг. 3, угол θ может соответствовать любому из углов между θV и θD на фиг. 2 (включительно), принимая во внимание, что угол θV вертикального ПО является наименьшим углом ПО на фиг. 2, а угол θD диагонального поля обзора является наибольшим углом ПО на фиг. 2. Границы ПО 7 блока 4 датчика изображения изображены пунктирными линиями 32. Когда устройство 2 расположено близко к коже 30, ПО 7 блока 4 датчика изображения может получать изображения части кожи 30, и это изображено в виде образца 34 кожи. Таким образом, термин «образец кожи», используемый в настоящем документе, относится к участку кожи 30 субъекта в пределах ПО блока 4 датчика изображения, когда кожа 30 находится на заданном рабочем расстоянии D от блока 4 датчика изображения. На фиг. 3 образец 34 кожи имеет ширину, обозначенную wss, которая задана как 2*D*tan(θ/2).
[0072] Два источника 12 света для первого светоизлучающего приспособления 10 изображены на фиг. 3. Источники 12 света находятся от блока 4 датчика изображения (как измерено в плоскости, которая параллельна плоскости образца 34 кожи) на расстоянии, которое меньше или равно ширине wss образца 34 кожи. Таким образом, ввиду того, что источники 12 света и датчик 4 изображения находятся в одной и той же плоскости, свет, излучаемый этими источниками 12 света, может быть зеркально отражен образцом кожи 30 в направлении блока 4 датчика изображения, а блок 4 датчика изображения может выдать изображение зеркально отраженного света. Пример луча 36 света от одного из источников 12 света, зеркально отраженного образцом 34 кожи в направлении блока 4 датчика изображения, показан на фиг. 3.
[0073] Два источника 16 света для второго светоизлучающего приспособления 14 изображены на фиг. 3. Источники 16 света находятся от блока 4 датчика изображения (при измерении в плоскости, которая параллельна плоскости образца 34 кожи) на расстоянии, которое больше ширины wss образца 34 кожи. Таким образом, ввиду того, что источники 16 света и датчик 4 изображения находятся в одной и той же плоскости, свет, излучаемый этими источниками 16 света, который зеркально отражается от образца 34 кожи, не будет падать на блок 4 датчика изображения. Вместо этого, только рассеянный свет, выдаваемый источниками 16 света, будет падать на блок 4 датчика изображения и являться источником изображения образца 34 кожи. Пример луча 38 света от одного из источников 16 света, зеркально отраженного образцом 34 кожи в направлении от блока 4 датчика изображения, показан на фиг. 3. Следует понимать, что согласно определению ПО 7 блока 4 датчика изображения, любой свет от источников 16 света, который зеркально отражается от кожи 30, не являющейся частью образца 34 кожи, не может быть обнаружен блоком 4 датчика изображения.
[0074] В вариантах реализации, в которых предусмотрено третье светоизлучающее приспособление 18, подобное второму светоизлучающему приспособлению 14, источник(и) 20 света, образующие третье светоизлучающее приспособление 18, может(могут) находиться от блока 4 датчика изображения (при измерении в плоскости, которая параллельна плоскости образца 34 кожи) на расстоянии, которое больше ширины wss образца 34 кожи. В некоторых вариантах реализации источник(и) 20 света, образующие третье светоизлучающее приспособление 18, может(могут) находиться от блока 4 датчика изображения на расстоянии, подобном таковому у источника(ов) 16 света, образующего(их) второе светоизлучающее приспособление 14. В других вариантах реализации источник(и) 20 света, образующие третье светоизлучающее приспособление 18, может(могут) находиться от блока 4 датчика изображения на расстоянии, которое больше чем таковое у источника(ов) 16 света, образующего(их) второе светоизлучающее приспособление 14. В других вариантах реализации источник(и) 20 света, образующие третье светоизлучающее приспособление 18, может(могут) находиться от блока 4 датчика изображения на расстоянии, которое меньше чем таковое у источника(ов) 16 света, образующего(их) второе светоизлучающее приспособление 14 (хотя все еще больше чем wss).
[0075] Следует понимать, что пример расстояния источников 12, 16 света, описанных выше, основан на том, что источники 12, 16 света находятся в одной и той же плоскости друг относительно друга, и в той же плоскости, что и блок 4 датчика изображения. Если источники 12, 16 света находятся в другой плоскости по сравнению с блоком 4 датчика изображения (например, если источники 12, 16 света находятся от кожи 30 на расстоянии, отличающемся от расстояния от блока 4 датчика изображения до кожи 30), то в требования в отношении расстояния между источниками 12, 16 света и блоком 4 датчика изображения необходимо будет внести соответствующие корректировки для того, чтобы свет от первого светоизлучающего приспособления 10 зеркально отражался от образца 34 кожи в направлении блока 4 датчика изображения, а свет от второго светоизлучающего приспособления 14, который зеркально отражается от образца 34 кожи, не падал на блок 4 датчика изображения. Пример варианта реализации, в котором светоизлучающие приспособления расположены между кожей 30 и блоком 4 датчика изображения, описан ниже со ссылкой на фиг. 8 и 9.
[0076] На фиг. 4 изображен вид спереди примера устройства 2. В этом примере устройства 2 источники света и блок 4 датчика изображения находятся в одной и той же плоскости или в целом в одной и той же плоскости. Таким образом, на фиг. 4 изображено устройство 2 со стороны образца 34 кожи. На фиг. 4 каждое из первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14 содержит четыре источника 12, 16 света, которые расположены в соответствующих кольцах вокруг блока 4 датчика изображения, при этом каждый источник 12, 16 света смещен по диагонали относительно блока 4 датчика изображения. Таким образом, источники 12, 16 света в каждом кольце пространственно распределены вокруг оптической оси блока 4 датчика изображения (т.е. оси, которая проходит перпендикулярно от центра плоскости блока 4 датчика изображения) таким образом, что освещение кожи 30 происходит с разных направлений. Источники 12, 16 света в каждом кольце в целом находятся на равномерном расстоянии друг от друга вокруг блока 4 датчика изображения, хотя возможны и другие конфигурации. Каждый источник 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 находится от блока 4 датчика изображения (и, в частности, от оптической оси блока 4 датчика изображения) на расстоянии R1, которое меньше или равно wss (которое в данном примере варианта реализации представляет собой ширину размера ПО 7 по диагонали, поскольку источники 12, 16 света в обоих приспособлениях смещены по диагонали от блока 4 датчика изображения), а каждый источник 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 находится от блока 4 датчика изображения (и, в частности, от оптической оси блока 4 датчика изображения) на расстоянии R2, которое больше чем wss. Следует понимать, что несмотря на то, что каждый из четырех источников 12 света первого светоизлучающего приспособления 10 выровнен в радиальном направлении с соответствующим одним из четырех источников 16 света второго светоизлучающего приспособления 14, это приведено лишь в качестве примера, и возможны другие конфигурации.
[0077] На фиг. 5 изображен вид спереди еще одного примера устройства 2. В этом примере устройства 2 источники света и блок 4 датчика изображения также находятся в одной и той же плоскости или в целом в одной и той же плоскости. Устройство 2, изображенное на фиг. 5, соответствует устройству 2, изображенному на фиг. 4, и дополнительно содержит третье светоизлучающее приспособление 18, содержащее четыре источника 20 света, каждый из которых смещен по диагонали от блока 4 датчика изображения. Источники 20 света также пространственно распределены вокруг оптической оси блока 4 датчика изображения таким образом, что освещение кожи 30 происходит с разных направлений. В этом примере устройства 2 предусмотрен первый поляризатор для поляризации света, падающего на блок 4 датчика изображения, и каждый из четырех источников 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 имеет соответствующие вторые поляризаторы (которые расположены перпендикулярно первому поляризатору). Свет, излучаемый источниками 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 и источниками 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18, является неполяризованным. На фиг. 5 третье светоизлучающее приспособление 18 расположено в соответствующем кольце вокруг блока 4 датчика изображения, при этом источники 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 в целом находятся на равномерном расстоянии друг относительно друга вокруг блока 4 датчика изображения, а также от блока 4 датчика изображения (и, в частности, от оптической оси блока 4 датчика изображения) на расстоянии R3, которое больше чем R2 (и, следовательно, больше чем wss). Каждый источник 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 выровнен в радиальном направлении с соответствующим одним из четырех источников 12, 16 света первого светоизлучающего приспособления 10 и второго светоизлучающего приспособления 14, однако следует понимать, что это приведено лишь в качестве примера, и возможны другие конфигурации.
[0078] В некоторых вариантах реализации расстояние R1 между источниками 12 света первого светоизлучающего приспособления 10 составляет по меньшей мере 4 миллиметра (мм) или является другим расстоянием в диапазоне от 3 до 7 мм. В некоторых вариантах реализации расстояние R2 между источниками 16 света второго светоизлучающего приспособления 14 составляет по меньшей мере 8 мм или является другим расстоянием в диапазоне от 7 до 15 мм. В некоторых вариантах реализации расстояние R3 между источниками 20 света третьего светоизлучающего приспособления 18 составляет по меньшей мере 8 мм или является другим расстоянием в диапазоне от 7 до 15 мм. В некоторых вариантах реализации расстояние R2 между источниками 16 света второго светоизлучающего приспособления 14 составляет по меньшей мере 8 мм или является другим расстоянием в диапазоне от 7 до 11 мм, а расстояние R3 между источниками 20 света третьего светоизлучающего приспособления 18 составляет по меньшей мере 12 мм или является другим расстоянием в диапазоне от 11 до 15 мм.
[0079] В конкретном варианте реализации, в котором рабочее расстояние D составляет 60 мм, а поле обзора блока 4 датчика изображения определяет образец 34 кожи, которые имеет размеры 12 мм * 9 мм, источники 12 света первого светоизлучающего приспособления 10 должны находиться на расстоянии менее чем 9 мм от блока 4 датчика изображения, и это обеспечивает угол падения света от первого светоизлучающего приспособления 10 от образца 34 кожи на блок 4 датчика изображения (при измерении относительно оптической оси блока 4 датчика изображения) не более чем 8,5° (основываясь на наименьшем размере поля обзора, составляющем 9 мм), а в конкретном варианте реализации источники 12 света первого светоизлучающего приспособления 10 находятся на расстоянии от блока 4 датчика изображения для обеспечения угла падения света, составляющего 5,5°. Таким образом, угол падения должен составлять по меньшей мере 8,5° для света, излучаемого источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и/или источником(ами) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 (причем эти источники 16 света смещены относительно наименьшего размера блока 4 датчика изображения), и по меньшей мере 14° для света, излучаемого источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и/или источником(ами) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18, если эти источники света смещены по диагонали от датчика 6 изображения (учитывая, что наибольший размер поля обзора составляет 15 мм - длина от угла до угла образца 34 кожи в ПО).
[0080] Еще в одном конкретном варианте реализации, в котором рабочее расстояние D составляет 20 мм, а поле обзора блока 4 датчика изображения определяет образец 34 кожи, которые имеет размеры 10 мм * 7,5 мм, источники 12 света первого светоизлучающего приспособления 10 должны находиться менее чем на 7,5 мм от блока 4 датчика изображения, и это обеспечивает угол падения света от первого светоизлучающего приспособления 10 от образца 34 кожи на блок 4 датчика изображения (при измерении относительно оптической оси блока 4 датчика изображения), составляющий не более чем 20° (основываясь на наименьшем размере поля обзора, составляющем 7,5 мм). Таким образом, угол падения должен составлять по меньшей мере 20° для света, излучаемого источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и/или источником(ами) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 (причем эти источники 16, 20 света смещены относительно наименьшего размера блока 4 датчика изображения), и по меньшей мере 32° для света, излучаемого источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и/или источником(ами) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18, если эти источники света смещены по диагонали от датчика 6 изображения (учитывая, что наибольший размер поля обзора составляет 12,5 мм - длина от угла до угла образца 34 кожи в ПО).
[0081] В целом, источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 находится(ятся) от блока датчика 6 изображения на расстоянии, которое меньше или равно
2 * D * tan(θmin/2)
где D - заданное рабочее расстояние, а θmin - наименьший угол ПО блока 4 датчика изображения. В примере, изображенном на фиг. 2, θmin является θV. Следует понимать, что это применимо вне зависимости от положения источника(ов) 12 света вокруг блока 4 датчика изображения (поскольку он использует наименьший угол ПО). Однако если источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 расположены только относительно наибольшего размера ПО блока 4 датчика изображения (например, по диагонали, как изображено на фиг. 4 и 5), то θmin может быть заменен на θD для определения максимального расстояния, на котором находится(ятся) источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 от блока 4 датчика изображения.
[0082] Кроме того, источник(и) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и источник(и) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 находятся от блока 4 датчика изображения на расстоянии, которое больше чем:
2 * D * tan(θmax/2)
где D - заданное рабочее расстояние, а θmax - наибольший угол ПО блока 4 датчика изображения. В примере, изображенном на фиг. 2, θmax является θD. Следует понимать, что это применимо вне зависимости от положения источника(ов) 16, 20 света вокруг блока 4 датчика изображения (поскольку он использует наибольший угол ПО). Однако если источник(и) 16, 20 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и третьем светоизлучающем приспособлении 18 расположены только относительно наименьшего размера ПО блока 4 датчика изображения (например, по вертикали или по диагонали в случае, если блок 4 датчика изображения ориентирован так, как изображено на фиг. 2), то θmsx может быть заменен на θV в случае вертикального положения или на θH в случае горизонтального положения для определения минимального расстояния, на котором находятся источник(и) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и источник(и) 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 от блока 4 датчика изображения.
[0083] Как было отмечено выше, условия света или освещения, необходимые для измерения конкретного свойства кожи, варьируются в зависимости от самого свойства кожи. Эти условия света или освещения включают в себя то, имеет ли место зеркальное отражение от релевантного светоизлучающего приспособления 10, 14, 18 в ПО 7 блока 4 датчика изображения, поляризацию света, падающего на блок 4 датчика изображения, и цвет излучаемого света. Кроме того, условия относятся к расстоянию между источником света и датчиком изображения, углу падения, углу дивергенции излучаемого света, поляризации света, падающего на датчик 6 изображения, количеству источников света, однородности освещения, тому, должны ли быть блики (при зеркальном отражении) в поле обзора блока 4 датчика изображения, тому, должны ли источники света работать последовательно (по отдельности) или одновременно, и т.д. Например, для измерения жирности или блеска кожи, свет, который зеркально отражается от образца 34 кожи на блок 4 датчика изображения, должен находиться в пределах поля 7 обзора блока 4 датчика изображения, а множество источников света должны последовательно или поочередно включаться или активироваться для усреднения эффекта затенения, являющегося результатом освещения образца 34 кожи под разными углами/с разных направлений (т.е. из разных местоположений в пространстве). Однако оптимальные условия освещения для измерения цвета кожи, покраснения или пятен (причем пятна идентифицируют по их цвету) требуют поляризованного света и однородного освещения, а зеркальные блики не должны находиться в ПО 7.
[0084] Благодаря размещению множества светоизлучающих приспособлений 10, 14 в отдельных положениях относительно поля обзора блока датчика 6 изображения, представляется возможным достижение правильных условий освещения для измерения различных типов параметров кожи в пределах одного устройства 2.
[0085] В таблице 1 ниже обобщено несколько условий света или освещения, которые могут быть использованы для измерения различных свойств кожи. Следует понимать, что информация, содержащаяся в таблице 1, приведена лишь в качестве примера, и возможны вариации одного или более условий света или освещения.
| Свойство кожи | Светоизлучающее приспособление для использования | Параллельно или последовательно (по отдельности) | Поляризация (S = датчик изображения; L = источники света) | Дивергенция источника света | Канал RGB-детектора |
| Жирность | 1-ый | Последовательно | S | Широкая | RGB |
| Блеск | 1-ый | Последовательно | S | Широкая | RGB |
| Текстура | 1-ый или 3-ий | Последовательно | S | Узкая | B или G |
| Текстура | 2-ой | Последовательно | S + L | Узкая | B или G |
| Цвет | 2-ой | Параллельно | S + L | Широкая | RGB |
| Покраснение | 2-ой | Параллельно | S + L | Широкая | RGB |
| Поры/угри | 3-ий | Параллельно | S | Широкая | RGB |
| Пигментация | 2-ой | Параллельно | S + L | Широкая | RGB |
| Пятна | 2-ой | Параллельно | S + L | Широкая | RGB |
| Волосы | 2-ой | Параллельно | S + L | Широкая | RGB |
Таблица 1
[0086] В таблице 1 «параллельно» или «последовательно» относится к тому, должны ли источники света в светоизлучающем приспособлении работать вместе (т.е. параллельно) или по одному за раз (т.е. последовательно или по отдельности). В последнем случае, для достоверного определения параметра кожи может быть необходимо множество изображений (или последовательность видеокадров), при этом каждое из множества изображений получают, когда работает другой один из источников света в светоизлучающем приспособлении. Ввиду того, что кожа является анизотропной, отражения от кожи могут отличаться на основе положения источника света относительно блока 4 датчика изображения, и, следовательно, меру для свойства кожи (например, блеска или жирности), предпочтительно, получают из среднего между множеством изображений (хотя, при необходимости, может быть использовано одно изображение, полученное с использованием одного источника 12 света). Использование множества изображений обеспечивает более устойчивое значение для свойства кожи, а также является менее чувствительным к ориентации устройства 2 на коже, что может помочь обеспечить согласованность между последовательными измерениями свойства кожи, не жертвуя чувствительностью измерения. Таким образом, блок 3 управления может выборочно управлять каждым из источников 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 для освещения по отдельности кожи субъекта, и блок 4 датчика изображения может получать соответствующее изображение, когда каждый из источников 12 света активен. Блок 3 управления может обрабатывать каждое из этих изображений для определения соответствующего первоначального значения для свойства кожи (например, блеска, жирности, сияния и/или текстуры), а затем комбинировать первоначальные значения (например, путем усреднения, такого как нахождение среднего, модального или медианного значения) для определения значения для свойства кожи.
[0087] В некоторых вариантах реализации сияние может быть определено в виде величины (например, интенсивности) зеркального отражения от образца 34 кожи. Параметр кожи «жирность» может представлять собой то, насколько жирным выглядит образец кожи, и на него влияет сияние кожи, потливость кожи и количество кожного сала на коже. Жирность может быть определена с каждого изображения на основе одного или более параметров, включающих в себя величину (например, интенсивность) отражения, распределение, зернистость и/или интенсивность зеркального отражения от образца 34 кожи, шероховатость или текстуру кожи, анализ главных компонентов изображения, кодирование формы гистограммы карт текстуры и контрастность на изображении.
[0088] В столбце с поляризацией указано то, необходим ли поляризатор на источнике света (L), на блоке 4 датчика изображения (S) или на обоих (S+L). Дивергенция источника света (иначе называемая уровнем коллимации излучаемого света) указывает на желаемую дивергенцию источника света, используемого для измерения конкретного свойства кожи. Таким образом, можно увидеть, что источник(и) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10, предпочтительно, имеют широкую дивергенцию (например, источник(и) 12 света излучает(ют) свет с одинаковой или подобной интенсивностью под широким углом (или даже во всех направлениях), а источник(и) света во втором светоизлучающем приспособлении 14 должны иметь узкую или широкую дивергенцию в зависимости от свойства кожи, подлежащего измерению. Примером источника света, который может обеспечить узкую дивергенцию (т.е. излучающего свет только под узким углом), является источник света на основе лазера или источник света с линзой для выдачи коллимированного света. Если светоизлучающее приспособление требуется для выдачи света, который может иметь как широкую, так и узкую дивергенцию, например, в случае второго светоизлучающего приспособления 14 в таблице 1, то светоизлучающее приспособление может содержать множество источников света, которые имеют разные свойства дивергенции (например, СИД с разными углами коллимации или источники света с разными линзами), и когда необходимо измерить конкретное свойство кожи, можно управлять соответствующим(и) источником(ами) света. Канал RGB-детектора относится к режиму захвата у датчика 6 изображения. В частности, датчиком 6 изображения можно управлять для захвата изображений в цвете (т.е. RGB-режиме) или в одном или более цветовых каналах (т.е. в красном (R), зеленом (G) и/или синем (B) режиме).
[0089] Параметр кожи «покраснение» может быть измерен с использованием второго светоизлучающего приспособления 14, при этом все источники 16 света работают одновременно для равномерного освещения образца 34 кожи. Покраснение может быть определено на основе значений покраснения пикселов на полученном изображении (например, значение R-компоненты для каждого пиксела). Например, покраснение может быть определено в виде среднего между значениями покраснения для всех пикселов на полученных изображениях. Кроме того, для определения покраснения может быть использована мера цветового контраста.
[0090] Параметр кожи «поры и/или угри» (которые можно рассматривать как закупоренные или забитые поры) может быть измерен с использованием третьего светоизлучающего приспособления 18, при этом все источники 20 света работают одновременно для равномерного освещения образца 34 кожи. Ввиду того, что свет от этого третьего светоизлучающего приспособления 18 не отражается зеркально на блок 4 датчика изображения, поры и угри могут быть выявлены по отличиям контраста на полученных изображениях. Анализ изображений (например, с использованием обученного алгоритма «машинного обучения») может быть использован для выявления пор/угрей и определения их количества и/или размеров. Отличить поры от угрей также можно посредством анализа изображений.
[0091] На фиг. 6 изображен вид спереди еще одного примера устройства 2. Это устройство 2 в целом соответствует устройству 2, изображенному на фиг. 5, несмотря на то, что источники 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 находятся в других положениях относительно блока 4 датчика изображения (т.е. другом пространственном распределении). В частности, источники 12, 20 света для первого светоизлучающего приспособления 10 и третьего светоизлучающего приспособления 18 смещены по диагонали относительно ориентации блока 4 датчика изображения, однако источники 16 света для второго светоизлучающего приспособления 14 смещены по вертикали и по горизонтали относительно ориентации блока 4 датчика изображения. Кроме того, в данном варианте реализации источники 16 света для второго светоизлучающего приспособления 14 и источники 20 света для третьего светоизлучающего приспособления 18 находятся в целом на одинаковом расстоянии от оптической оси блока 4 датчика изображения. Кроме того, ввиду того, что датчик 6 изображения имеет прямоугольную форму, а вертикальное направление короче чем горизонтальное направление, источники 16 света для второго светоизлучающего приспособления 14, смещенные по вертикали относительно блока 4 датчика изображения, могут быть расположены ближе к оптической оси блока 4 датчика изображения чем источники 16 света для второго светоизлучающего приспособления 14, которые смещены по горизонтали относительно блока 4 датчика изображения. Такое расположение может обеспечить более компактную форму устройства 2.
[0092] На фиг. 7 изображен вид спереди еще одного примера устройства 2. Это устройство 2 в целом соответствует устройству 2, изображенному на фиг. 5, несмотря на то, что третье светоизлучающее приспособление 18 содержит восемь источников 20 света, расположенных в целом на одинаковом расстоянии от срединной точки на блоке 4 датчика изображения. Источники 20 света смещены по вертикали, горизонтали и диагонали относительно ориентации блока 4 датчика изображения. В данном варианте реализации источники 20 света для третьего светоизлучающего приспособления 18 находятся дальше от блока 4 датчика изображения чем источники 16 света для второго светоизлучающего приспособления 14. Это увеличение расстояния от блока 4 датчика изображения обеспечивает меньший угол освещения и, следовательно, более сильный эффект затенения на коже, что делает структуру (например, текстуру) более видимой на полученном изображении. В некоторых вариантах реализации источники 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 могут быть источниками разных типов, например, четыре источника 20 света могут излучать видимый свет, а другие четыре источника 20 света могут излучать УФ-свет (ввиду того, что УФ-свет может обеспечивать более высокое разрешение для измерения структуры).
[0093] На фиг. 8 изображен вид спереди еще одного примера устройства 2, а на фиг. 9 изображено поперечное сечение, взятое по линии A-A’ на фиг. 8. Этот пример устройства 2 содержит первое, второе и третье светоизлучающие приспособления 10, 14, 18. Первый поляризатор предусмотрен для поляризации света, падающего на блок 4 датчика изображения, а вторые поляризаторы предусмотрены для поляризации света, излучаемого источниками 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14. Вторые поляризаторы являются скрещенными относительно первого поляризатора, как описано выше.
[0094] В этом примере устройства 2 светоизлучающие приспособления 10, 14, 18 расположены в плоскости, которая находится между блоком 4 датчика изображения и кожей 30. То есть блок 4 датчика изображения находится на заданном рабочем расстоянии D от кожи 30, как и в представленных ранее вариантах реализации, но светоизлучающие приспособления 10, 14, 18 находятся от кожи 30 на расстоянии, меньшем чем расстояние D. Расстояние между светоизлучающими приспособлениями 10, 14, 18 и кожей обозначено, как DLA->S, а расстояние между блоком датчика изображения и светоизлучающими приспособлениями 10, 14, 18 обозначено, как DISU->LA. Путем расположения светоизлучающих приспособлений к коже 30 ближе чем блок 4 датчика изображения, устройство 2 может быть выполнено более компактным, поскольку источники света могут находиться ближе к оптической оси блока 4 датчика изображения, при этом достигая зеркального или незеркального освещения образца кожи в зависимости от конкретного светоизлучающего приспособления. В этом примере устройства 2 источники света для светоизлучающих приспособлений 10, 14, 18 размещены на печатной плате 40, а печатная плата 40 имеет проем или отверстие 42, через которое блок 4 датчика изображения может видеть образец 34 кожи. Источники света светоизлучающих приспособлений 10, 14, 18 расположены вокруг проема 42. В этом примере устройства 2 поле обзора блока 4 датчика изображения (обозначенное линиями 32) является более узким чем проем 42, однако в других вариантах реализации проем 42 может помочь при определении размера образца кожи, который виден для блока 4 датчика изображения через проем 42.
[0095] На фиг. 8 изображено устройство 2 со стороны образца 34 кожи. Кроме того, на фиг. 8 изображен пример контура образца 34 кожи, который имеет ширину wss и длину lss. На фиг. 8 каждое из первого светоизлучающего приспособления 10, второго светоизлучающего приспособления 14 и третьего светоизлучающего приспособления 18 содержит четыре источника 12, 16, 20 света, которые расположены в соответствующих кольцах вокруг блока 4 датчика изображения, при этом каждый из источников 12, 16 света смещен по диагонали относительно блока 4 датчика изображения. Источники 20 света третьего светоизлучающего приспособления 18 смещены по вертикали и по горизонтали относительно ориентации блока 4 датчика изображения. Таким образом, источники 12, 16, 20 света в каждом кольце пространственно распределены вокруг оптической оси блока 4 датчика изображения таким образом, что освещение кожи 30 происходит с разных направлений. Оптическая ось блока 4 датчика изображения изображена линией 44 на фиг. 9. Источники 12, 16 света в каждом кольце в целом находятся на равномерном расстоянии друг от друга вокруг блока 4 датчика изображения, хотя возможны и другие конфигурации/пространственные распределения.
[0096] Каждый из источников 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 находится от блока 4 датчика изображения (и, в частности, от оптической оси блока 4 датчика изображения) на расстоянии R1, так что зеркальные отражения света на образец кожи падают на блок 4 датчика изображения. Каждый из источников 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 и двух источников 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 находится от блока 4 датчика изображения (и, в частности, от оптической оси блока 4 датчика изображения) на расстоянии R2. R2 больше чем R1, так что зеркальные отражения света на образец кожи от этих источников света не падают на блок 4 датчика изображения. Два других источника 20 света в третьем светоизлучающем приспособлении 18 находятся от оптической оси блока 4 датчика изображения на расстоянии R3, которое в данном варианте реализации находится между R1 и R3, так что зеркальные отражения света на образец кожи от этих источников света не падают на блок 4 датчика изображения. В альтернативных вариантах реализации все источники 16, 20 света второго и третьего светоизлучающих приспособлений 14, 18 могут находиться на одинаковом расстоянии от оптической оси блока 4 датчика изображения.
[0097] В конкретных вариантах реализации DLA->S составляет 24 мм или является другим расстоянием в диапазоне от 20 до 60 мм, а DISU->LA составляет 34 мм или 34,7 мм, или является другим расстоянием в диапазоне от 10 до 40 мм. В этих вариантах реализации заданное рабочее расстояние D может составлять 58 мм или 58,7 мм, или являться другим расстоянием в диапазоне от 30 до 100 мм. Поле обзора блока 4 датчика изображения может быть таким, что при расстоянии 58,7 мм от кожи 30, образец 34 кожи имеет ширину wss = 11,45 мм (или приблизительно 11,5 мм, или приблизительно 11 мм) и длину lss = 8,6 мм (или приблизительно 9 мм). Расстояние R1 может составлять 5,5 мм или являться другим расстоянием в диапазоне от 1 до 6 мм. Расстояние R2 может составлять 8,75 мм или приблизительно 9 мм. Расстояние R3 может составлять 7 мм. В качестве альтернативы, R2 и/или R3 может быть любым расстоянием больше 7 мм.
[0098] В примере устройства 2, изображенном на фиг. 8 (и примерах устройства 2, изображенных на фиг. 5-7), первое светоизлучающее приспособление 10 может быть использовано для получения изображений, которые подвергаются обработке для определения значения жирности, сияния и/или текстуры образца 34 кожи, второе светоизлучающее приспособление 14 может быть использовано для получения одного или более изображений, которые подвергаются обработке для определения значения покраснения, пятен (выявляемых по их цвету), цвета и/или пигментации образца 34 кожи, а третье светоизлучающее приспособление 18 может быть использовано для получения одного или более изображений, которые подвергаются обработке для определения значения для пор и угрей на образце 34 кожи.
[0099] Способ управления системой 1 для определения одного или более свойств кожи 30 субъекта изображен на фиг. 10. Как отмечено ниже, различные этапы способа могут выполняться блоком 3 управления совместно с блоком 4 датчика изображения, первым светоизлучающим приспособлением 10 и вторым светоизлучающим приспособлением 14, а также третьим светоизлучающим приспособлением 18 при его наличии.
[0100] На этапе 101 кожу субъекта освещают с использованием первого светоизлучающего приспособления 10. Этот этап может включать управление источником(ами) 12 света в первом светоизлучающем приспособлении 10 посредством блока 3 управления для излучения света. В вариантах реализации, в которых первое светоизлучающее приспособление 10 содержит множество источников 12 света, этот этап может включать освещение кожи всеми источниками 12 света одновременно или выборочное освещение кожи источниками 12 света по одному за раз.
[0101] На этапе 103 генерируют первое изображение образца 34 кожи с использованием блока 4 датчика изображения. Первое изображение генерируют, когда первое светоизлучающее приспособление 10 освещает кожу 30. Как было описано выше, образец 34 кожи соответствует участку кожи 30 субъекта, находящемуся в пределах ПО блока 4 датчика изображения, когда кожа 30 находится на заданном рабочем расстоянии D от блока 4 датчика изображения.
[0102] На этапе 105 кожу субъекта освещают с использованием второго светоизлучающего приспособления 14. Этот этап может включать управление источником(ами) 16 света во втором светоизлучающем приспособлении 14 посредством блока 3 управления для излучения света. В вариантах реализации, в которых второе светоизлучающее приспособление 14 содержит множество источников 16 света, этот этап может включать освещение кожи всеми источниками 16 света одновременно или освещение кожи источниками 16 света по одному за раз.
[0103] На этапе 107 генерируют третье изображение образца 34 кожи с использованием блока 4 датчика изображения. Второе изображение генерируют, когда второе светоизлучающее приспособление 14 освещает кожу 30.
[0104] Затем, на этапе 109 первое изображение и второе изображение обрабатывают посредством блока 3 управления для определения одного или более свойств кожи субъекта. Как было отмечено выше, свойство кожи, подлежащее определению, зависит от светоизлучающего приспособления, используемого для освещения образца 34 кожи.
[0105] Технологии для определения различных свойств кожи из изображений образца 34 кожи, указанные выше, известны специалисту в данной области техники, и, следовательно, дополнительная подробная информация в настоящем документе не приведена.
[0106] В конкретных вариантах реализации способа он предназначен для определения значений множества свойств кожи, при этом первое свойство кожи определяют из изображений, полученных при освещении образца кожи светом от первого светоизлучающего приспособления 10, а второе свойство кожи определяют из изображений, полученных при освещении образца кожи светом от второго светоизлучающего приспособления 14. Первое светоизлучающее приспособление 10 содержит множество источников 12 света, и блок 3 управления управляет источниками 12 света для освещения образца кожи по отдельности (т.е. по одному за раз), и блок 4 датчика изображения получает соответствующее изображение, когда каждый из источников 12 света активен. Эти изображения называют «первыми» изображениями. Второе светоизлучающее приспособление 14 содержит один или более источников 16 света, и блок 4 датчика изображения получает одно или более изображений, когда источник света или источники 16 света вместе активны. Это или эти изображения называют «вторыми» изображениями.
[0107] Для определения значения для первого свойства кожи (например, жирности, сияния, блеска или текстуры), блок 3 управления обрабатывает каждое первое изображение для определения соответствующего первоначального значения для первого свойства кожи, а затем комбинирует определенные первоначальные значения для определения значения для первого свойства кожи. Комбинация может быть усредненной, например, средним, модальным или медианным значением. Для определения значения для второго свойства кожи (например, цвета, покраснения, пигментации, текстуры, пор, угрей и т.д.), блок 3 управления обрабатывает одно или более вторых изображений для определения значения для второго свойства кожи.
[0108] В вариантах реализации, в которых устройство 2 содержит третье светоизлучающее приспособление 18, блок 3 управления может выборочно управлять третьим светоизлучающим приспособлением 18 для освещения образца 34 кожи, когда необходимо определить третье свойство кожи (например, поры или угри). Если третье светоизлучающее приспособление 18 содержит множество источников 20 света, блок 3 управления может управлять источниками 20 света для освещения образца 34 кожи одновременно. Блок 4 датчика изображения получает одно или более изображений, когда источники 20 света активны. Это или эти изображения называют «третьими» изображениями. Блок 3 управления обрабатывает третье(и) изображение(я) для определения значений для третьего свойства кожи.
[0109] В варианте реализации, в котором устройство 2 также содержит датчик импеданса для измерения импеданса кожи субъекта, блок 3 управления может управлять датчиком импеданса для измерения импеданса и обрабатывать измерения импеданса для определения меры уровня гидратации кожи.
[0110] Таким образом, представлена усовершенствованная система, устройство и способ получения изображений для использования при определении свойств кожи субъекта. В целом, первое светоизлучающее приспособление 10 обеспечивает возможность измерения свойств кожи, требующих зеркального отражения на изображении (например, жирности, сияния, блеска, текстуры), второе светоизлучающее приспособление 14, благодаря перекрестной поляризации с блоком 4 датчика изображения, обеспечивает возможность измерения свойств кожи, относящихся к цвету, без зеркальных искажений (например, цвета, изменчивости цвета, пигментации, наличия волос), а третье светоизлучающее приспособление 18 обеспечивает возможность измерения свойств кожи, относящихся к структуре кожи, без зеркальных искажений (например, пор, угрей).
[0111] Вариации раскрытых вариантов реализации могут быть поняты и реализованы специалистом в данной области техники при осуществлении описанных в настоящем документе принципов и технологий на практике после ознакомления с чертежами, описанием и прилагаемой формулой изобретения. В пунктах формулы изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а грамматические показатели единственного числа не исключают множественного числа. Один процессор или другой блок может удовлетворять функциям нескольких элементов, перечисленных в пунктах формулы изобретения. Сам по себе тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована в качестве преимущества. Компьютерная программа может храниться или распространяться на подходящем носителе информации, таком как оптический носитель для хранения информации или твердотельный носитель информации, поставляемый вместе с или как часть другого аппаратного обеспечения, но может также распространяться в других формах, таких как посредством сети Интернет или других проводных или беспроводных телекоммуникационных систем. Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие ее объем.
1. Система для определения значений свойств кожи субъекта, содержащая:
блок управления и
устройство для получения изображений для использования при определении значений свойств кожи субъекта, содержащее:
блок датчика изображения для генерирования изображения образца кожи, причем образец кожи соответствует участку кожи субъекта в поле обзора (ПО) блока датчика изображения, когда кожа субъекта находится на заданном рабочем расстоянии от блока датчика изображения,
первое светоизлучающее приспособление, содержащее множество источников света, которые пространственно распределены вокруг оптической оси блока датчика изображения для освещения кожи субъекта с соответствующего множества направлений,
второе светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта, и
причем источники света в первом светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в первом светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, падает на блок датчика изображения,
причем один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света во втором светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения,
причем блок управления выполнен с возможностью:
выборочного управления каждым из источников света в первом светоизлучающем приспособлении для освещения по отдельности кожи субъекта,
приема соответствующих первых изображений от блока датчика изображения, причем каждое первое изображение получают блоком датчика изображения, когда соответствующий источник света в первом светоизлучающем приспособлении освещает кожу,
обработки каждого первого изображения для определения соответствующего первоначального значения для первого свойства кожи и комбинации определенных первоначальных значений для определения значения для первого свойства кожи,
выборочного управления вторым светоизлучающим приспособлением для освещения кожи субъекта,
приема одного или более вторых изображений, сгенерированных блоком датчика изображения, причем каждое второе изображение получают блоком датчика изображения, когда второе светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, и
обработки одного или более принятых вторых изображений для определения значения для одного или более вторых свойств кожи.
2. Система по п. 1, в которой источники света в первом светоизлучающем приспособлении и один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении расположены в плоскости.
3. Система по п. 1 или 2, в которой источники света в первом светоизлучающем приспособлении и один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся от кожи субъекта на расстоянии, которое меньше, чем заданное рабочее расстояние.
4. Система по любому предыдущему пункту, в которой второе светоизлучающее приспособление содержит источники света.
5. Система по п. 4, в которой блок управления выполнен с возможностью выборочного управления источниками света во втором светоизлучающем приспособлении для одновременного освещения кожи субъекта.
6. Система по любому из пп. 1-5, в которой первое свойство кожи представляет собой жирность, а блок управления выполнен с возможностью обработки каждого первого изображения для определения соответствующего первичного значения жирности на основе одного или более параметров, включающих величину зеркального отражения от образца кожи, распределение, зернистость и/или интенсивность зеркального отражения от образца кожи, шероховатость или текстуру кожи, анализ главных компонентов изображения, кодирование формы гистограммы карт текстуры и контрастность на изображении.
7. Система по любому из пп. 1-6, в которой устройство дополнительно содержит:
первый поляризационный фильтр, расположенный относительно блока датчика изображения таким образом, чтобы поляризационный фильтр поляризовал свет, падающий на блок датчика изображения.
8. Система по п. 7, в которой устройство дополнительно содержит:
соответствующий второй поляризационный фильтр для каждого источника света во втором светоизлучающем приспособлении, который предназначен для поляризации света, излучаемого источником света во втором светоизлучающем приспособлении, причем направление поляризации второго поляризационного фильтра перпендикулярно направлению поляризации первого поляризационного фильтра.
9. Система по п. 8, в которой устройство дополнительно содержит:
третье светоизлучающее приспособление, содержащее один или более источников света для освещения кожи субъекта,
причем один или более источников света в третьем светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в третьем светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения,
причем блок управления также выполнен с возможностью:
выборочного управления третьим светоизлучающим приспособлением для освещения кожи субъекта,
приема одного или более третьих изображений, сгенерированных блоком датчика изображения, причем каждое третье изображение получают блоком датчика изображения, когда третье светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта, и
обработки одного или более принятых третьих изображений для определения значений для одного или более третьих свойств кожи.
10. Система по п. 9, в которой третье светоизлучающее приспособление содержит источники света.
11. Система по п. 10, в которой блок управления выполнен с возможностью выборочного управления источниками света в третьем светоизлучающем приспособлении для одновременного освещения кожи субъекта.
12. Система по любому из пп. 1-11, в которой устройство дополнительно содержит датчик импеданса для измерения импеданса кожи субъекта, а
блок управления также выполнен с возможностью приема измерений импеданса от датчика импеданса и с возможностью обработки принятых измерений импеданса для определения уровня гидратации кожи.
13. Система по любому из пп. 1-12, в которой блок управления выполнен с возможностью комбинирования определенных первоначальных значений для определения значения для первого свойства кожи путем усреднения определенных первоначальных значений для определения значения для первого свойства кожи.
14. Способ определения значений свойств кожи субъекта, включающий:
освещение кожи субъекта с использованием первого светоизлучающего приспособления, содержащего источники света, причем кожу субъекта освещают по отдельности источниками света,
генерирование соответствующего первого изображения образца кожи с использованием блока датчика изображения, когда каждый из источников света в первом светоизлучающем приспособлении освещает кожу субъекта, причем образец кожи соответствует участку кожи субъекта в поле обзора (ПО) блока датчика изображения, когда кожа субъекта находится на заданном рабочем расстоянии от блока датчика изображения,
освещение кожи субъекта с использованием второго светоизлучающего приспособления, содержащего один или более источников света,
генерирование одного или более вторых изображений образца кожи с использованием блока датчика изображения, когда второе светоизлучающее приспособление освещает кожу субъекта,
обработку, с использованием блока управления, каждого первого изображения для определения соответствующего первоначального значения для первого свойства кожи и комбинирование определенных первоначальных значений для определения значения для первого свойства кожи, и
обработку, с использованием блока управления, одного или более вторых изображений для определения значения для одного или более вторых свойств кожи,
причем источники света в первом светоизлучающем приспособлении пространственно распределены вокруг оптической оси блока датчика изображения для освещения кожи субъекта, и источники света расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света в первом светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, падает на блок датчика изображения,
причем один или более источников света во втором светоизлучающем приспособлении находятся на расстоянии от оптической оси блока датчика изображения и расположены таким образом, что свет, излучаемый источниками света во втором светоизлучающем приспособлении, который зеркально отражается от образца кожи на заданном рабочем расстоянии, не падает на блок датчика изображения.
15. Способ по п. 14, в котором этап комбинирования определенных первоначальных значений для определения значения для первого свойства кожи включает усреднение определенных первоначальных значений для определения значения для первого свойства кожи.
