Система обработки кожи
Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам обработки кожи. Система обработки кожи содержит устройство обработки, камеру, средство хранения и средство оценки ориентации, причем устройство обработки сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи устройство обработки обрабатывает область (TR) обработки тела (B) млекопитающего с помощью физического воздействия на тело млекопитающего в области обработки, камера сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи камера захватывает по меньшей мере одно изображение кожи тела млекопитающего, имеющего область (IR) визуализации, и обеспечивает данные (Id) захваченных изображений, представляющие упомянутое по меньшей мере одно захваченное изображение, причем упомянутая область (IR) визуализации имеет предварительно заданное пространственное взаимное расположение с упомянутой областью обработки, и средство хранения сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи средство хранения хранит данные (Ir) опорного изображения, указывающие опорное изображение кожи тела (B) млекопитающего, средство оценки ориентации сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи средство оценки ориентации определяет, какая часть упомянутого опорного изображения соответствует упомянутому по меньшей мере одному захваченному изображению, используя упомянутые данные (Id) захваченного изображения и упомянутые данные (Ir) опорного изображения, и извлекает из предварительно определенной ориентации упомянутой соответствующей части относительно опорного изображения показатель (Io) ориентации, указывающий ориентацию устройства обработки относительно тела (B) млекопитающего. Способ определения ориентации устройства обработки кожи по отношению к телу млекопитающего содержит этапы захвата по меньшей мере одного изображения, сохранения данных (Ir) опорного изображения, указывающих опорное изображение кожи тела (B) млекопитающего, определения, какая часть опорного изображения соответствует по меньшей мере одному захваченному изображению, используя данные (Id) изображения и данные (Ir) опорного изображения, и извлечения из предварительно определенной ориентации соответствующей части относительно опорного изображения показателя (Io) ориентации, указывающего ориентацию области обработки относительно кожи (S). Система анализа кожи для анализа кожи (S) тела млекопитающего содержит камеру визуализации кожи, устройство определения ориентации, блок картирования изображений и блок объединения изображений, причем камера визуализации кожи сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи камера визуализации кожи захватывает множество изображений упомянутой кожи и обеспечивает соответствующие данные (Id1) изображений, представляющие упомянутое множество изображений, устройство определения ориентации сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи устройство определения ориентации обеспечивает соответствующие данные информации об ориентации, представляющие ориентацию камеры визуализации кожи, блок картирования изображений сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок картирования изображений картирует соответствующие данные изображений в зависимости от ориентации камеры визуализации кожи, при которой соответственно получены данные изображения, как указано соответствующими данными информации об ориентации, и обеспечивает соответствующие данные картированных изображений, представляющие результат этого картирования, и блок объединения изображений сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок объединения изображений подготавливает единое объединенное изображение из соответствующих данных картированных изображений и обеспечивает данные объединенного изображения, представляющие единое объединенное изображение, причем устройство определения ориентации содержит дополнительную камеру, имеющую поле обзора, включающее в себя по меньшей мере часть камеры визуализации кожи и по меньшей мере часть тела млекопитающего, причем дополнительная камера сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи дополнительная камера захватывает по меньшей мере одно изображение из упомянутого поля зрения и обеспечивает данные (Id2) изображения, указывающие захваченное изображение, блоку картирования изображений, и причем блок картирования изображений сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок картирования изображений использует данные (Id2) изображения для определения ориентации камеры визуализации кожи относительно кожи (S). Использование изобретений позволяет расширить арсенал средств для обработки кожи. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к системе обработки кожи, содержащей устройство обработки для обработки тела млекопитающего.
Настоящее изобретение дополнительно относится к способу определения ориентации устройства обработки кожи относительно тела млекопитающего.
Настоящее изобретение дополнительно относится к системе анализа кожи для анализа кожи тела млекопитающего.
Настоящее изобретение дополнительно относится к способу анализа кожи тела млекопитающего.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известны персональные устройства обработки, которые оборудованы камерой и которые используют захваченные камерой изображения для управления работой устройства. Одним примером этого является интерактивный аппарат для ухода за волосами, который раскрыт в US 20130021460. При работе этот известный аппарат захватывает изображения целевой области, использует полупрозрачный накладывающийся и перекрывающийся образец для определения того, является ли правильным стиль ухода, и, если это не так, то автоматически настраивает машинку для стрижки для ухода. Этот способ контроля является подходящим для ухода, поскольку становится видимым, соответствует или нет наблюдаемый стиль ухода предварительно определенному стилю образца. Таким образом, можно легко предотвращать многократную обработку области, поскольку известная процедура контроля определила бы из степени соответствия захваченных изображений перекрывающему образцу, была область уже обработана или нет.
В отличие от этой известной обработки множество других обработок кожи, таких как фотоэпиляция, не приводят к непосредственно заметному изменению внешнего вида кожи тела. Пользователь устройства, обеспечивающего такую обработку, может обратить внимание позже, что некоторые области не были обработаны. Поэтому может существовать тенденция, что пользователи выполняют избыточную обработку кожу, чтобы избежать этого. Это нежелательно, поскольку подразумевается, что пользователь проводит больше времени, чем обычно, для выполнения обработки. Для устройств с питанием от аккумуляторной батареи это подразумевает, что меньшее количество обработок может выполняться до тех пор, пока батарея должна перезаряжаться или заменяться. В определенных случаях избыточная обработка может также приводить к раздражению кожи или даже к повреждению кожи. Процедура контроля, которая используется в известном устройстве, не имеет возможности предотвращать это, поскольку изображения камеры не предоставляют информацию, указывающую, до какой степени обработка была закончена для области в поле обзора камеры.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первой задачей настоящего изобретения является обеспечение системы обработки кожи, содержащей устройство обработки для обработки тела млекопитающего, которое помогает пользователю должным образом дозировать обработку.
Второй задачей настоящего изобретения является обеспечение способа определения ориентации устройства обработки кожи относительно тела млекопитающего, которое помогает пользователю должным образом дозировать обработку.
Третьей задачей настоящего изобретения является обеспечение системы анализа кожи, которая является подходящей для обеспечения опорных данных, которые будут использоваться вышеупомянутой системой обработки кожи и/или вышеупомянутым способом определения ориентации.
Четвертой задачей настоящего изобретения является обеспечение способа анализа кожи тела млекопитающего, который является подходящим для обеспечения опорных данных, которые будут использоваться вышеупомянутой системой обработки кожи и/или вышеупомянутым способом определения ориентации.
Согласно первому аспекту изобретения обеспечена система обработки кожи, которая заявляется в п. 1.
Согласно второму аспекту изобретения обеспечен способ определения ориентации устройства обработки кожи относительно тела млекопитающего, который заявляется в п. 9.
Согласно третьему аспекту изобретения обеспечена система анализа кожи, которая заявляется в п. 10.
Согласно четвертому аспекту изобретения обеспечен способ анализа кожи, который заявляется в п. 16.
Система обработки кожи согласно первому аспекту и способ определения ориентации устройства обработки кожи согласно второму аспекту основаны на признании того, что можно использовать захваченные изображения для непосредственного определения степени, до которой обработка соответствует предварительно определенному целевому значению, даже если воздействие обработки не видимо на этих захваченных изображениях. В системе обработки кожи согласно первому аспекту и способе определения ориентации устройства обработки кожи согласно второму аспекту это делается возможным по той причине, что захваченные изображения используются для определения ориентации устройства обработки относительно тела. Для этой цели опорное изображение используется в качестве карты кожи тела или его части, а захваченное изображение сравнивается с опорным изображением для определения ориентации. С помощью сравнения захваченного изображения с опорным изображением средство оценки ориентации определяет, какая часть опорного изображения соответствует захваченному изображению. Основываясь на предварительно определенной ориентации упомянутой соответствующей части опорного изображения относительно всего опорного изображения может быть определена ориентация захваченного изображения относительно опорного изображения и относительно кожи тела млекопитающего. Впоследствии на основании предварительно заданного пространственного взаимного расположения между областью изображения и областью обработки может быть определена ориентация области обработки или устройства обработки относительно тела млекопитающего. Данные захваченного изображения и данные опорного изображения, которые подлежат сравнению, могут содержать данные изображения, имеющие отношение к характерным признакам, видимым на коже, таким как волосы, к характерным признакам поверхности кожи, таким как пигментные пятна и кожный рельеф, и к характерным признакам, видимым в коже, таким как кровеносные сосуды. Используя ориентацию, может быть определено, до какой степени соответствующая часть тела обработана. Следует отметить, что область визуализации для изображения, захваченного в некоторый момент времени, не обязательно должна совпадать с областью обработки, в которой обработка применяется в этот момент времени. Достаточно того, что область визуализации и область обработки имеют предварительно заданное, то есть известное пространственное взаимное расположение, которое, например, определено взаимно предварительно заданными, например, взаимно зафиксированными положениями устройства обработки и камеры в системе обработки кожи. Может быть преимущественным, когда область визуализации и область обработки едва перекрываются или даже не накладываются вообще, поскольку область обработки может в большей или меньшей степени затеняться устройством обработки. При отсутствии перекрытия окружающий свет может достигать области визуализации, так что искусственное освещение области визуализации является лишним.
Обработка тела может включать в себя обработку, которая нацеливает воздействие ниже поверхности кожи. Например, болезненные мускулы могут обрабатываться с помощью применения инфракрасного (IR) излучения или вибрации. Альтернативно, обработка может нацеливать воздействие в кожу, например, обработка псориаза с помощью применения UV излучения. Все еще альтернативно, обработка может быть направлена на поверхность кожи, например, с помощью применения окрашивания или с помощью изменения длины волос. Также могут объединяться различные виды обработки, такие как обработка с помощью инфракрасного (IR) излучения и массаж мышц с помощью применения вибрации.
В каждый момент времени во время обработки на тело воздействуют в области обработки согласно функции рассеяния точки, которая определяет интенсивность, с которой на тело физически воздействуют в пределах области обработки. Интенсивность, с которой обработка воздействует на тело в области обработки, может быть однородной. Альтернативно, интенсивность может быть неоднородной, например, она может уменьшаться от максимального значения в центральном расположении в пределах области обработки до нуля на границе области обработки. Лазерный пучок, например, как используется для фототерапии, обычно имеет Гауссово распределение. В качестве альтернативы, устройство ухода может иметь практически прямоугольную функцию рассеяния точки, причем задание длины волос устройства ухода рассматривают в качестве интенсивности. Степень, до которой обработка закончена, в качестве функции от местоположения на коже может определяться с помощью свертки функции рассеяния точки с траекторией, по которой следует устройство обработки, которая указывается с помощью показателя ориентации. Показатель ориентации включает в себя по меньшей мере информацию, указывающую местоположение устройства на коже. Кроме того информация об ориентации может также включать в себя информацию, указывающую угловое расположение устройства обработки, то есть наклон устройства обработки относительно поверхности кожи и вращение устройства обработки в плоскости, заданной указанной поверхностью. Последнее особенно существенно, если функция рассеяния точки строго отклоняется от вращательно симметрической формы.
Показатель E(x, y) обработки указывает степень, до которой обработка была применена к телу млекопитающего, в качестве функции местоположения на теле млекопитающего. Она может быть двоичной функцией, например, указывающей, происходила или нет обработка в этом положении, например, указывая, была длина волос обрезана до желательной длины в этом местоположении или нет. Альтернативно, она может быть многозначной функцией, например, определяющей суммарное подвергание воздействию излучения, принятого в этом местоположении, то есть интегралом интенсивности по принятой интенсивности в течение времени. Это время интеграции может быть продолжительностью текущей обработки, но оно может также учитывать предыдущие обработки. Снова альтернативно, показатель обработки может иметь ограниченный набор значений, например, значения, указывающие недостаточную обработку, надлежащую обработку и избыточную обработку соответственно. Альтернативно, дополнительные нюансы могут применяться пропорционально.
В варианте осуществления указанный показатель E(x, y) обработки может быть предоставлен пользователю. Для этой цели система обработки кожи может дополнительно содержать дисплей (или интегрированный в устройство обработки, или как часть отдельного устройства, такого как мобильный телефон) для обеспечения визуального представления показателя обработки, например. Показатель обработки может накладываться на изображение (под-)области кожи, которая подлежит обработке. Кроме того, может быть показано глобальное изображение тела млекопитающего или его модели, которое включает в себя расположенный на нем показатель относительно положения (под-)области кожи, которая будет обрабатываться. Средство сравнения может быть обеспечено для сравнения упомянутой степени, которая обозначена показателем обработки, с целевым значением, которое должно быть достигнуто, и будет обеспечивать показатель соответствия, представляющий степень соответствия в качестве функции от расположения на коже, причем показатель соответствия используется для обеспечения визуального представления упомянутого показателя (E(x, y)) обработки. Альтернативно, показатель может визуально представляться в форме цветной карты или карты уровней яркости. Таким образом, пользователь может контролировать продвижение обработки на дисплее и должным образом дозировать обработку, без областей недостаточной обработки или областей избыточной обработки.
В варианте осуществления обеспечен контроллер для управления устройством обработки, и данный контроллер выполнен с возможностью управления устройством обработки в соответствии с показателем обработки. Также в этом варианте осуществления может присутствовать дисплей для обеспечения визуального представления показателя обработки.
Средство сравнения может быть обеспечено для сравнения степени, которая обозначена показателем обработки, с целевым значением, которое должно быть достигнуто. Целевое значение, которое должно быть достигнуто, может иметь фиксированное значение для всей области кожи, подлежащей обработке. Альтернативно, целевое значение, которое должно быть достигнуто, может зависеть от местоположения. Например, целевое значение, которое должно быть достигнуто, может быть желательным шаблоном стрижки, определяющим желательную длину волос в качестве функции от местоположения. Средство хранения может быть обеспечено для хранения желательного шаблона. Средство сравнения, которое может быть интегрировано в контроллер, может обеспечивать показатель соответствия, представляющий степень соответствия в качестве функции от местоположения на коже, причем показатель соответствия используется для управления устройством обработки. Контроллер может, например, выключать устройство обработки в местах кожи, которые были достаточно обработаны. Альтернативно, степень, до которой устройство обработки применяет свое физическое воздействие к коже, может более постепенно управляться в диапазоне между минимумом и максимумом, в зависимости от степени, на которой обработка закончена. При определенных обстоятельствах степень, на которой устройство обработки применяет свое физическое воздействие к коже, может увеличиваться с течением времени. Могут рассматриваться варианты осуществления, например, в которых фотонное излучение применяется к коже, и в которых интенсивность упомянутого фотонного излучения устанавливается на относительно низкое значение во время начальных обработок, в то время как интенсивность устанавливается в относительно высокое значение во время последующих обработок.
Система обработки кожи согласно первому аспекту может быть обеспечена в качестве одного блока. То есть все его части могут быть интегрированы в корпусе, обеспечиваемом для устройства обработки. В альтернативном варианте осуществления система обработки кожи согласно первому аспекту обеспечивается в качестве структуры из модуля обработки тела и процессорного модуля, которые взаимно функционально связаны и по меньшей мере в пределах рабочего диапазона независимо подвижны друг относительно друга, причем модуль обработки тела по меньшей мере содержит устройство обработки и камеру, интегрированную в него, и причем процессорный модуль по меньшей мере содержит средство хранения и средство оценки ориентации. Функциональные возможности процессорного модуля могут обеспечиваться с помощью соответствующего программирования универсального устройства, такого как портативный компьютер, КПК (карманный персональный компьютер) или мобильный телефон, используя носитель данных. Таким образом, количество компонентов устройства обработки может быть незначительным.
Рабочий диапазон может определяться длиной кабеля в случае проводного соединения между модулем обработки кожи и процессорным модулем. В случае если эти модули функционально связаны беспроводным способом, диапазон передачи может определять рабочий диапазон. Альтернативно, каждый из модулей может связываться через обычную сеть связи, такую как Интернет. В последнем случае процессорный модуль может быть, например, удаленным сервером.
Как указано выше, обработка может воздействовать на тело ниже поверхности кожи, на поверхности кожи или выше поверхности кожи в зависимости от желаемого результата.
В частности, рассматривается вариант осуществления, в котором устройством обработки является устройство фотонного излучения для облучения кожи фотонным излучением для физического воздействия на тело млекопитающего в области обработки, например, для фотоэпиляции или для обработки псориаза.
В частности, рассматривается дополнительный вариант осуществления, в котором устройством обработки является машинка для стрижки волос, выполненная с возможностью обрезки волос на коже в области обработки для физического воздействия на тело млекопитающего в области обработки.
В варианте осуществления система обработки кожи по п. 1 дополнительно содержит блок обновления для приема данных захваченных изображений и использования упомянутых данных захваченных изображений для обновления упомянутых данных опорного изображения.
Фактический внешний вид кожи может постепенно изменяться со временем из-за старения, изменения веса, изменения цвета кожи из-за пигментации в результате UV - излучение и т.п. Это может оказывать такое воздействие, что с течением времени становится более трудным определять, какая часть опорного изображения соответствует захваченному изображению. Одним подходом для решения этой проблемы является сканирование тела время от времени для подготовки новых данных опорного изображения. В варианте осуществления система включает в себя блок обновления, который использует упомянутые данные захваченных изображений для обновления данных опорного изображения. Блок обновления может наблюдать постепенные изменения характерных признаков в упомянутых данных захваченных изображений и адаптировать данные опорного изображения в соответствии с этими наблюдениями. Таким образом, характерные признаки изображения на захваченном изображении будут всегда близко похожи на характерные признаки в соответствующей части опорного изображения, давая возможность определения местоположения соответствующей части опорного изображения. Если, однако, данные опорного изображения не обновляются, то с течением времени может возникнуть ситуация, в которой расхождение между характерными признаками, которые наблюдаются на захваченном изображении, больше не соответствует соответствующим характерным признакам на опорном изображении. Примером могут быть характерные признаки, представляющие расстояние между двумя порами в коже. В результате увеличения веса такое расстояние увеличится. Данные опорного изображения могут обновляться для учета этого постепенного изменения. Модель тела млекопитающего может использоваться для улучшения качества обновления. Например, увеличивающаяся масса тела будет иметь глобальное воздействие на внешний вид кожи. При использовании модели, которая предсказывает это глобальное воздействие, и при использовании наблюдений, полученных по большой области кожи, может быть определено более точно, происходит или нет наблюдаемое изменение, в частности, действительно из-за изменения веса или по другой причине, например, из-за искажений. Альтернативно или кроме того, блок обновления может обновлять сохраненное опорное изображение на основе модели, определяющей ожидаемое развитие с течением времени его характерных признаков.
Опорное изображение, которое используется системой обработки кожи согласно первому аспекту и способом определения ориентации согласно второму аспекту, может получаться с помощью системы анализа кожи согласно третьему аспекту, который определен ниже. Система анализа кожи согласно третьему аспекту анализа кожи тела млекопитающего содержит:
- камеру визуализации кожи, которая сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи камера визуализации кожи захватывает множество изображений упомянутой кожи и обеспечивает соответствующие данные изображений, представляющие упомянутое множество изображений,
- устройство определения ориентации, которое сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи устройство определения ориентации обеспечивает соответствующие данные информации об ориентации, представляющие ориентацию камеры визуализации кожи,
- блок картирования изображений, который сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок картирования изображений картирует упомянутые соответствующие данные изображения в зависимости от ориентации камеры визуализации кожи, при которой соответственно получены данные изображений, как указано упомянутыми соответствующими данными информации об ориентации, и обеспечивает соответствующие данные картированных изображений, представляющие результат этого картирования, и
- блок объединения изображений, который сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок объединения изображений подготавливает единое объединенное изображение из соответствующих данных картированных изображений, и обеспечивает данные объединенного изображения, представляющие единое объединенное изображение, для использования в качестве опорного изображения.
Аналогично, обеспечен способ анализа кожи тела млекопитающего согласно четвертому аспекту, с помощью которого может быть сгенерировано опорное изображение. Способ согласно четвертому аспекту содержит этапы:
- захватывают множество изображений упомянутой кожи посредством камеры визуализации кожи и обеспечивают соответствующие данные изображений, представляющие упомянутое множество изображений,
- обеспечивают соответствующие данные информации об ориентации, представляющие ориентацию камеры визуализации кожи, при которой соответственно захвачено упомянутое множество изображений,
- картируют упомянутое множество изображений в зависимости от ориентации камеры визуализации кожи, при которой соответствующие данные изображений получены, как указано упомянутыми данными информации об ориентации, и обеспечивают соответствующие данные картированных изображений, представляющие результат этого картирования,
- подготавливают единое объединенное изображение из соответствующих данных картированных изображений, и обеспечивают данные объединенного изображения, представляющие единое объединенное изображение, для использования в качестве опорного изображения.
Объединенное изображение (также обозначаемое как сшитое изображение) для использования в качестве опорного изображения может быть двумерным изображением, которое включает в себя необработанные данные изображения, такие как цвет, который определяется значением RGB или значением YUV. Дополнительно, объединенное изображение для использования в качестве опорного изображения может определять распределение конкретных характерных признаков по коже. Такие характерные признаки могут быть цветом волос, плотностью, длиной и толщиной, но могут, альтернативно, быть характерными признаками, конкретными для самой кожи, например, пигментными пятнами и конфигурацией кожи. Кроме того, наблюдаемая ориентация нормали к коже может добавляться к карте. Соответственно, опорное изображение может обеспечиваться в качестве вектора, включающего в себя одно или большее количество значений, указывающих цвет, наблюдаемый характерный признак и наблюдаемую нормаль к поверхности. Следует отметить, что наблюдаемая нормаль к поверхности зависит от положения тела во время анализа, данное положение может быть различным во время обработки. Однако, при условии, что обрабатываемая часть тела не перемещается во время обработки, изменение наблюдаемой нормали к поверхности должно согласовываться с перемещением устройства обработки по коже, и может использоваться в качестве подсказки в расположении текущей ориентации устройства обработки кожи. Если обрабатываемая часть тела не размещается в устойчивом состоянии, то вводимая информация от внешней камеры может использоваться для оценки вклада перемещения обрабатываемой части тела в наблюдаемые изменения нормали к поверхности.
В варианте осуществления системы анализа кожи устройство определения ориентации содержит гироскоп. Гироскоп дает возможность точного определения абсолютной ориентации, при которой захватываются изображения. Альтернативно или дополнительно, устройство определения ориентации может содержать дополнительную камеру, имеющую поле обзора, включающее в себя по меньшей мере часть камеры визуализации кожи и по меньшей мере часть тела млекопитающего. Эта альтернативная или дополнительная мера особенно полезна, если часть тела, подлежащая сканированию, не размещается в устойчивом состоянии. В дополнительном альтернативном варианте осуществления ориентация изображений, подлежащих объединению, может определяться на основе ориентации характерных признаков во взаимно наложенных частях изображения, которые будут объединяться, и объединенного изображения, полученного к этому времени из ранее захваченных изображений кожи.
Как указано выше, нормаль к поверхности может быть дополнительным характерным признаком в объединенном изображении. Наблюдаемая нормаль к поверхности кожи во время сканирования может отклоняться от фактической нормали к поверхности кожи. Эти отклонения могут происходить из-за деформаций, вызванных давлением, оказываемым на кожу с помощью устройства сканирования, или из-за того, что оператор не держит устройство сканирования перпендикулярно к поверхности кожи. В варианте осуществления трехмерный профиль, который получается из данных объединенного изображения, сравнивается с универсальным трехмерным профилем тела, и исправленный трехмерный профиль обеспечивается на основе этого сравнения. Для этой цели система анализа кожи согласно третьему аспекту может содержать средство исправления. Универсальный трехмерный профиль тела может обеспечивать общее выражение для формы кожи части тела, которая будет сканироваться. С помощью согласования наблюдаемых данных с этим общим выражением возможна более точная оценка нормали к поверхности.
В варианте осуществления система обработки кожи согласно первому аспекту изобретения дополнительно включает в себя систему анализа кожи согласно третьему аспекту изобретения, причем система анализа кожи сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок объединения изображений системы анализа кожи подготавливал опорное изображение из соответствующих данных картированных изображений, картированных с помощью блока картирования изображений системы анализа кожи. Таким образом, обеспечивается единое устройство сканирования и обработки. Оператор, который выполняет процедуру сканирования для получения объединенного изображения в качестве опорного изображения, может передавать единое устройство сканирования и обработки клиенту, который может впоследствии выполнять обработку с помощью этого устройства. Это обеспечивало бы преимущество в том смысле, что различные компоненты могут служить для двух целей. Например, одна камера может использоваться для захвата изображения для получения объединенного изображения и для захвата изображения во время обработки для определения текущей ориентации устройства. Также различные средства обработки данных могут объединяться в одном устройстве, а так же в средстве хранения.
Однако может быть преимущественным обеспечить систему обработки кожи согласно первому аспекту и систему анализа кожи согласно третьему аспекту в качестве отдельных устройств. Это позволило бы значительно оптимизировать систему анализа кожи согласно третьему аспекту, поскольку одна разновидность этой системы может использоваться для подготовки опорных изображений для множества пользователей системы обработки. Стоимость системы обработки может быть незначительной, особенно когда части (то есть средства обработки данных) системы обработки воплощаются с помощью уже доступных устройств, таких как мобильный телефон или портативный компьютер. Соответственно, вариант осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту включает в себя средство обмена данными для предоставления возможности перемещения упомянутых данных объединенного изображения на внешнее устройство. Средство обмена данными может обеспечиваться, например, в форме отсоединяемого запоминающего устройства, которое может отсоединяться от системы обработки кожи согласно первому аспекту после того, как подготовлено объединенное изображение, которое будет использоваться в качестве опорного изображения, и такое отсоединяемое запоминающее устройство может присоединяться к системе обработки кожи согласно первому аспекту перед ее использованием для обработки. Альтернативно, перемещение объединенного изображения от системы анализа кожи согласно третьему аспекту к системе обработки кожи согласно первому аспекту может происходить с помощью беспроводного или проводного соединения. Беспроводное соединение может устанавливаться прямым способом, например, через соединение Bluetooth, или опосредованно, например, через Интернет.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты описаны более подробно со ссылкой на чертежи. На них:
фиг. 1 показывает вариант осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту изобретения,
фиг. 2A, 2B, 2C показывают примеры пространственного взаимного расположения между областью обработки и областью визуализации,
фиг. 3 показывает часть варианта осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту изобретения,
фиг. 4A, 4B показывают пример обработанных данные изображения,
фиг. 5 показывает части варианта осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту изобретения,
фиг. 6 показывает вариант осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту изобретения,
фиг. 7 показывает вариант осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту изобретения,
фиг. 8 показывает вариант осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту изобретения,
фиг. 9 показывает вариант осуществления системы обработки кожи согласно первому аспекту изобретения,
фиг. 9A, 9B показывают работу варианта осуществления с фиг. 9,
фиг. 10 показывает вариант осуществления системы анализа кожи согласно третьему аспекту изобретения,
фиг. 11 показывает вариант осуществления системы анализа кожи согласно третьему аспекту изобретения,
фиг. 11A, 11B показывают работу варианта осуществления с фиг. 11,
фиг. 12 показывает вариант осуществления системы анализа кожи согласно третьему аспекту изобретения,
фиг. 13 служит для того, чтобы показать пространственную конфигурацию системы анализа кожи, которая показана на фиг. 14,
фиг. 14 показывает вариант осуществления системы анализа кожи согласно третьему аспекту изобретения,
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Одинаковые ссылочные символы на различных чертежах указывают одинаковые элементы, если иное не указано.
Фиг. 1 схематично показывает систему 1 обработки кожи, содержащую устройство 10 обработки для обработки области TR обработки, см. фиг. 2A-C, тела B млекопитающего с помощью физического воздействия на тело в области обработки. В показанном варианте осуществления 1 система обеспечивается в качестве блока 1a обработки и процессорного блока 1b. Как будет показано позже со ссылкой на фиг. 6, 8 и 9, система может альтернативно обеспечиваться в качестве единого блока. Устройство 10 обработки может, например, быть одним из: массажного устройства обработки, лучевого устройства обработки, например, применяющего инфракрасное или ультрафиолетовое излучение, или устройством ухода.
В дополнение к устройству 10 обработки, размещенному в блоке 1a обработки, система 1 обработки кожи дополнительно содержит камеру 20 для захвата по меньшей мере одного изображения кожи S тела млекопитающего, причем упомянутые изображение имеют область IR визуализации на передней стороне 11 блока 1a, см. фиг. 2A-C, и обеспечения данных Id захваченного изображения. Эти данные захваченного изображения представляют по меньшей мере одно захваченное изображение. Область IR визуализации имеет предварительно заданное, то есть известное пространственное взаимное расположение относительно области TR обработки, но не является необходимым, чтобы область IR визуализации и область TR обработки совпадали, как указано на фиг. 2A. Альтернативно, эти области могут частично перекрываться (фиг. 2B) или даже не пересекаться (фиг. 2C). Это даже удобно, если области не пересекаются, поскольку в последнем случае не является проблемой, если устройство обработки закрывает область TR обработки. Предварительно определенное пространственное взаимное расположение между областью IR визуализации и областью TR обработки, например, определяет взаимно предварительно заданные, например, взаимно зафиксированные расположения устройства 10 обработки и камеры 20 в блоке 1a обработки.
Система 1 обработки кожи включает в себя элемент 12 контроля для управления устройством 10 обработки. Элемент 12 контроля может быть простым выключателем, элементом управления амплитудой или таймером, но как будет описано более подробно позже, он может также включать в себя более продвинутые возможности. В этом случае элемент 12 контроля размещается в блоке 1a обработки, но альтернативно, он может размещаться в процессорном блоке 1b.
Система 1 обработки кожи также содержит средство 30 хранения, в данной работе также размещаемое в процессорном блоке 1b. Средство 30 хранения хранит данные Ir опорного изображения, указывающие опорное изображение кожи тела B млекопитающего. Данные опорного изображения могут содержать одно или более из: данных необработанных изображений, таких как данные RGB, данные HUV или данные уровней яркости, данных описания характерного признака, которые определяют присутствие конкретных характерных признаков на коже, кожи или в коже в качестве функции от расположения, и/или данные о нормали к поверхности, указывающие нормаль к поверхности кожи в качестве функции от расположения. Термин «указывающий» используется в данной работе, поскольку в общем случае неизвестно, какова абсолютная ориентация нормали к поверхности кожи, если тело не стабилизировано на опорном расположении. Однако данные о нормали к поверхности могут определять, как нормаль к поверхности кожи изменяется относительно расположения кожи для определенной части тела.
Система 1 обработки кожи также включает в себя средство 40 оценки ориентации для определения, какая часть упомянутого опорного изображения соответствует по меньшей мере одному захваченному изображению, используя данные Id захваченного изображения и упомянутые данные Ir опорного изображения. Используя эту информацию, средство оценки ориентации обеспечивает показатель Io ориентации, указывающий ориентацию устройства обработки относительно тела B.
В показанном варианте осуществления средство 40 оценки ориентации является универсальным процессором, расположенном в процессорном блоке 1b, который соответственно программируется для идентификации того, какая область на опорном изображении соответствует области, которая захвачена, из области визуализации, и восстановления местоположения этой области на коже тела B, которое может, например, извлекаться, основываясь на предварительно определенном взаимном расположении между идентифицированной областью опорного изображения и расположением на коже тела B. Из этого положения может определяться положение области TR обработки, поскольку она имеет предварительно заданнное, например, фиксированное пространственное взаимное расположение с областью IR визуализации. В показанном варианте осуществления данные захваченного изображения передаются через передатчик 60a устройства 1a обработки на приемник 60b процессорного блока 1b и обеспечиваются универсальному процессору 40. Альтернативно, эта передача данных может происходить через проводное соединение.
Расположение соответствующей области на опорном изображении может определяться различными способами. Согласно одному подходу, опорное изображение, содержащее данные необработанных изображений, используется и сравнивается с доступными данными необработанных изображений в данных захваченного изображения. Расположение в этом случае может определяться, например, как расположение, имеющее локальный минимум нормализованной функции корреляции. Пример этого подхода описан более подробно в Lucas, B.D., Kanade, T., et al.: An iterative image registration technique with an application to stereo vision, IJCAI, vol. 81, pp. 674{679 (1981). Точно так же угол, под которым было получено захваченное изображение, может определяться таким же образом. В случае если область визуализации и область обработки совпадают, а воздействие обработки является вращательно симметричной функцией, то знать этот угол необязательно.
Согласно другому подходу, вместо сравнения данных необработанных изображений, сравнение выполняется между предварительно определенными характерными признаками, обнаруженными на захваченном изображении и присутствующими на опорном изображении. Различные алгоритмы доступны для обнаружения таких характерных признаков. Как правило, эти алгоритмы выбирают области изображения, где найдены большие градиенты интенсивности. Примеры этих видов алгоритмов известны как SIFT, FAST и ORB. Более подробное описание этого доступно соответственно в:
Lowe, D.G.: Distinctive image features from scale-invariant key points. International journal of computer vision 60(2), 91{110 (2004).
Rosten, E., Drummond, T.: Machine learning for high-speed corner detection, Computer Vision {ECCV 2006, pp. 430{443. Springer, (2006), и
Rublee, E., Rabaud, V., Konolige, K., Bradski, G.: Orb: an efficient alternative to sift or surf, Computer Vision (ICCV), 2011 IEEE International Conference On, pp. 2564{2571 (2011). IEEE.
В результате этого обнаружения получают вектор F характерных признаков в качестве функции от местоположения изображения (x, y). Впоследствии, вектор Fd(x, y) характерных признаков для захваченного изображения и вектор Fr(x, y) характерных признаков для опорного изображения сравниваются для определения положения, где найдено наилучшее соответствие, и при необходимости - угла, для которого найдено наилучшее соответствие. Способ для этой цели также описан упомянутым выше Rublee и др.
Вычисление вектора Fd(x, y) характерных признаков для захваченного изображения может выполняться в блоке 1a обработки, но, предпочтительно, выполняется в процессорном блоке 1b для оптимального использования доступных процессорных средств в процессорном блоке 1b. Для минимизации требований полосы пропускания для соединения между блоком 1a обработки и процессорным блоком 1b, может рассматриваться применение сжатия данных к данным Id захваченного изображения перед их передачей и применение распаковки при получении. Также к этому соединению могут применяться технологии кодирования канала и шифрования канала.
Вариант осуществления процессора обработки данных средства 40 оценки ориентации из процессорного блока 1b показан на фиг. 3. Средство 40 оценки ориентации показано в данной работе в качестве первого модуля 42 процессора обработки данных. Кроме того, средство 40 оценки ориентации включает в себя средство 44 анализа, которое использует показатель Io ориентации для обеспечения показателя E(x, y) обработки. Показатель E(x, y) обработки указывает степень, до которой обработка была применена к телу B млекопитающего, в качестве функции от положения на нем. Средство анализа включает в себя первый каскад 442, который вычисляет показатель T(x, y) отслеживания, который характерен для маршрута расположений обработки во время обработки, и второй каскад 444, который выполняет свертку показателя T(x, y) отслеживания с функцией рассеяния точки PSF(x, y), определяющей воздействие устройства обработки в окружении расположения обработки. Эти этапы схематично показываются на фиг. 4A, 4B.
Фиг. 4A показывает пример маршрута следования, который обозначен с помощью показателя T(x, y) отслеживания. В этом случае потребитель перемещал блок 1a обработки по коже S согласно повторяющемуся извилистому шаблону в течение интервала времени t1-t2, но впоследствии отклонялся от этого регулярного шаблона в интервале времени t2-t3. Показатель T(x, y) отслеживания может быть двоичным показателем, просто указывающим, является или нет положение частью маршрута. Альтернативно, показатель T(x, y) отслеживания может определять для каждого местоположения x, y продолжительность интервала времени, во время которого идентифицированное положение Io совпадало с местоположением x, y.
Второй каскад 444 может вычислять показатель E(x, y) обработки с помощью следующей операции:
Если воздействие является нелинейной функцией f от этих элементов, то показатель E(x, y) обработки может вычисляться как:
В некоторых случаях воздействие обработки может выражаться с помощью двоичной функции. Например, когда ухаживают за бородой, чтобы она имела конкретную длину, никакое дополнительное изменение не происходит, если присутствие устройства ухода в области обработки превышает предварительно определенное минимальное время.
В этом случае показатель E(x, y) обработки может вычисляться как:
Посредством примера фиг. 4B показывает, как показатель E(x, y) обработки может вычисляться из показателя T(x, y) отслеживания. Как упомянуто выше, со ссылкой на фиг. 4A, в интервале времени t1-t2 пользователь перемещал блок 1a обработки по коже согласно повторяющемуся извилистому шаблону. Извилистый шаблон включает в себя горизонтальные части (простирающиеся в направлении x) и вертикальные части, в которых пользователь перемещается в следующую горизонтальную часть. Во время первого интервала времени t1-t2 расстояние между горизонтальными частями поддерживается в значении, соответствующем измерению области TR обработки в направлении y. Соответственно, с помощью этого достигается, что область кожи, в которой блок 1a обработки перемещается в течение интервала времени t1-t2, полностью охватывается, как схематично показано на фиг. 4B для части этой области. Для ясности в данной работе предполагается, что функция рассеяния точки PSF(x, y) является функцией, которая имеет постоянное значение в области TR обработки, и которая является 0 вне области обработки. Альтернативно, когда функция рассеяния точки PSF уменьшается к краям области обработки, пользователь может выполнять извилистое движение вдоль горизонтальных линий, которые наиболее близко расположены друг относительно друга.
Как также отмечено прежде, пользователь может случайно отклоняться от предварительно определенного шаблона, как показано в данной работе для интервала времени t2-t3. Как можно заметить на фиг. 4B, это имеет воздействие, что область, пересеченная блоком обработки 1a, полностью не обработана, например, как показано частью S1 на фиг. 4B. Это может оставаться незамеченным в течение некоторого времени, если обработка имеет отсроченное воздействие. Это, например, может происходить с обработкой фотоэпиляции. Пользователь может попытаться избежать этого, повторяя обработку или сводя к минимуму вертикальное смещение устройства обработки, выполняя извилистые движения по поверхности кожи. Это, однако, потребовало бы у пользователя больше времени, чем строго необходимо для выполнения обработки, и могло также привести к избыточной обработке, возможно вызывая раздражение кожи.
Согласно системе обработки кожи, которая раскрыта в настоящем изобретении, показатель Io ориентации вычисляется из изображения, захваченного камерой, интегрированной в блок 1a обработки. Используя этот показатель ориентации, может вычисляться воздействие обработки, даже если его не видно во время обработки.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 1 обработки кожи дополнительно содержит дисплей 50 для обеспечения визуального представления упомянутого показателя E(x, y) обработки. В этом случае дисплей является частью процессорного блока 1b, например, как дисплей мобильного телефона. Этот дисплей 50 предоставляет возможность пользователю контролировать продвижение обработки. Таким образом, пользователь может немедленно замечать, были ли определенные части области, которая будет обрабатываться, пропущены или, вероятно, избыточно обработаны. После того, как пользователь заметит это, он может исправить траекторию обработки для обработки пропущенных областей и чтобы избежать избыточной обработки или снизить ее. Это дает возможность пользователю эффективно обрабатывать предварительно определенную область.
Показатель E(x, y) обработки моет быть представлен на дисплее различными способами, например, в качестве двоичной функции, указывающей для каждого расположения, обработано оно или нет, уровень яркости, например, с помощью яркости, пропорциональной показателю E(x, y) обработки, или троичным показателем, например, используя синий цвет для указания недостаточной обработки или отсутствия обработки, зеленый цвет - для указания надлежащей обработки и красный цвет - для указания избыточной обработки. Представление показателя E(x, y) обработки может накладываться на изображение тела или его части, которая будет обрабатываться.
В варианте осуществления, который показан на фиг. 5, система обработки кожи дополнительно содержит контроллер 12 для управления устройством 10 обработки в соответствии с упомянутым показателем E(x, y) обработки. Эти функциональные возможности могут обеспечиваться вместо или в дополнение к функциональным возможностям в соответствии с системой на фиг. 1.
Как показано на фиг. 5, система обработки кожи включает в себя модуль 16 хранения, на котором сохраняется описание требований к обработке TR(x, y), которое определяет степень, до которой обработка должна применяться, в качестве функции от расположения x, y на коже. Контроллер 12 включает в себя модуль 14, который сравнивает показатель E(x, y) обработки с описанием требований к обработке TR(x, y) и обеспечивает управляющие сигналы C(x, y), которые управляют устройством 10 обработки, чтобы он оптимально соответствовал описанию требований к обработке TR(x, y). Это может достигаться различными способами. Модуль 14 может, например, просто выключать устройство 10 обработки, если область, вероятно, будет избыточно обработана, но он может, альтернативно, ослаблять интенсивность, с которой устройство 10 обработки воздействует на тело в окружении расположения x, y. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления контроллер может адаптировать функцию PSF рассеяния точки (x, y) устройства 10 обработки. Следует отметить, что описание требований к обработке TR(x, y) может иметь временную зависимость. Описание TR(x, y) может, например, определять постепенное увеличение интенсивности, с которой воздействуют на тело, и/или изменение продолжительности обработки.
В случае если система 1 обработки кожи включает в себя контроллер для автоматического управления устройством 10 обработки в соответствии с наблюдаемым показателем E(x, y) обработки и описанием требований к обработке TR(x, y), не требуется отображать показатель E(x, y) обработки пользователю. Тем не менее, удобно, если эти две функциональные возможности объединяются. Например, если устройство обработки в основном управляется пользователем, автоматический контроллер 12 может отменять пользовательский контроль, например, с помощью выключения устройства обработки, если пользователь, несмотря на отображаемый показатель E(x, y) обработки, случайно собирается выполнить избыточную обработку области. Альтернативно, если устройство обработки преимущественно управляется контроллером 12, то дисплей 50 может обеспечивать пользователю обратную связь о продвижении обработки.
Фиг. 6 показывает пример варианта осуществления системы 1 обработки кожи, которая обеспечивается в качестве единого блока. В этом случае средства перемещения сигнала (например, 60a, 60b на фиг. 1) для передачи данных Id захваченного изображения или их обработанных версий являются лишними, поскольку данные Id захваченного изображения могут непосредственно обеспечиваться средству 40 оценки ориентации. В остальном, однако, система 1 обработки кожи, которая показана на фиг. 6, эквивалентна системе 1, которая показана на фиг. 1.
Фиг. 7 показывает вариант осуществления системы 1 обработки кожи, в котором контроллер 12 имеет возможность управления устройством 10 обработки в соответствии с показателем E(x, y) обработки. Как в ранее описанных вариантах осуществления, камера 20 обеспечивает данные Id захваченного изображения, которые используются для определения показателя ориентации. Данные Id захваченного изображения или их обработанная версия передаются с помощью передатчика 60a блока 1a обработки на приемник 60b процессорного блока 1b. И средство 40 оценки ориентации использует эти данные для оценки ориентации устройства обработки относительно тела B, с точки зрения расположения на коже. Ориентация может дополнительно включать в себя информацию об азимутальном угле θ и полярном угле ϕ относительно нормали к поверхности к коже, как показано на фиг. 13. Необходимые операции обработки данных, необходимые для определения того, как устройство 10 обработки должно управляться, чтобы оптимально соответствовать описанию требований к обработке, могут выполняться с помощью процессора 40, контроллера 12 или их комбинации. Промежуточные сигналы передаются от процессора 40 с помощью передатчика 65b процессорного блока 1b через приемник 65a блока 1a на контроллер 12. При необходимости, процессорный блок 1b может иметь дисплей 50 для предоставления возможности пользователю контролировать продвижение обработки.
Система на фиг. 7 может также воплощаться в едином блоке, как показано на фиг. 8.
Фиг. 9 показывает дополнительный вариант осуществления, в котором система 1 обработки кожи дополнительно содержит блок 70 обновления для обновления, как символически обозначено сигналом ΔIr, данных Ir опорного изображения, сохраненных в средстве 30 хранения.
Для этой цели блок 70 обновления может наблюдать постепенные изменения характерных признаков в данных Id захваченного изображения и адаптировать данные Ir опорного изображения, сохраненные в средстве 30 хранения, в соответствии с этими наблюдениями. Альтернативно или кроме того, блок 70 обновления может обновлять сохраненное опорное изображение на основе модели, определяющей ожидаемое развитие с течением времени его характерных признаков.
Таким образом, характерные признаки изображения на захваченном изображении всегда будут полностью совпадать с характерными признаками на соответствующей части опорного изображения, давая возможность определения местоположения соответствующей части опорного изображения. Однако, если данные опорного изображения не обновляются, то может произойти ситуация в будущем, когда несоответствие между характерными признаками, которые наблюдаются на захваченном изображении, больше не соответствует соответствующему характерному признаку на опорном изображении.
Два примера, иллюстрирующих то, как это может происходить, описаны со ссылкой на фиг. 9A и 9B соответственно. На обеих фигурах сплошная линия показывает фактическое изменение характерного признака f в качестве функции от времени t. В качестве примера характерным признаком f на фиг. 9A является длина волос, растущих в определенном расположении. На опорном изображении, подготовленном в момент времени t1, и сохраненном в средстве 30 хранения, значение для этого характерного признака - f1. Из-за роста, длина волос увеличилась до f2 в момент времени t2. Если этот характерный признак f используется для определения местонахождения захваченного изображения на опорном изображении, то различие f2-f1 может быть слишком большим, чтобы использоваться в качестве свидетельства в пользу соответствия, таким образом, обрабатывая этот характерный признак, неподходящий для использования с помощью средства оценки ориентации. Однако если текущее значение характерного признака f предсказывается на основе предыдущего значения f1 и ожидаемый рост, который показан пунктирной линией, простирающейся в направлении от (t1, f1) к (t2, fe), то получается более точная оценка fe текущего значения характерного признака f, облегчая правильное распознавание.
В качестве другого примера, фиг. 9B показывает, что блок 70 обновления может обновлять данные опорного изображения на основе промежуточных наблюдений характерного признака f. В этом примере предполагается, что значение Df является пороговым значением распознавания для характерного признака f. То есть, если и только если абсолютная величина различия между величиной наблюдаемого характерного признака и значением, сохраненным для упомянутого характерного признака на опорном изображении, меньше этого порогового значения, определяется, что данные характерные признаки соответствуют. В этом примере снова предполагается, что характерный признак f имеет значение f1 в момент времени t1. Дополнительно, предполагается, что пользователь использует систему обработки 1 в промежуточный момент времени t12. В этот промежуточный момент времени значение характерного признака f изменилось из f1 в f12. Поскольку |f12-f1 | < Df, характерный признак f на захваченном изображении будет распознан как часть опорного изображения, сохраненного в средстве 30 хранения. Предполагается, что пользователь снова использует систему 1 обработки в момент времени t2, и что значение характерного признака f изменилось в f2. Теперь |f2-f1 | > Df, так что характерный признак f на захваченном изображении не распознается как часть опорного изображения, сохраненного в средстве 30 хранения. Однако, в варианте осуществления, в котором значение характерного признака f обновляется с помощью блока 70 до наблюдаемой величины f12, характерный признак f все равно распознается, поскольку |f2-f12 | < Df.
Следует отметить, что на практике решение, соответствуют или нет захваченное изображение и часть опорного изображения, основывается на сравнении соответствующих наблюдаемых и сохраненных значений для множества характерных признаков. Кроме того, взвешивание может применяться к результату этого сравнения, которое назначает большие веса более надежным и/или более соответствующим характерным признакам, чем менее надежным и/или менее соответствующим характерным признакам. Однако, также в этом случае более надежное определение расположения части опорного изображения, которое соответствует захваченному изображению, может получаться, если данные на опорном изображении обновляются на основе промежуточного наблюдения и/или на основе модели развития этих характерных признаков в качестве функции от времени.
Фиг. 10 схематично показывает систему 100 анализа кожи, в данном случае обеспеченную в едином переносном корпусе, для анализа кожи S тела B млекопитающего.
Система 100 анализа кожи содержит камеру 110 визуализации кожи для захвата множества изображений кожи S и обеспечения соответствующих данных Id1 изображений, представляющих множество изображений. Система дополнительно содержит устройство 120 определения ориентации для обеспечения соответствующих данных информации ориентации R, представляющих ориентацию камеры 110 визуализации кожи. Блок 130 картирования изображений картирует соответствующие данные изображений в соответствии с ориентацией, при которой данные изображения получены, как указано данными информации об ориентации, и обеспечивает соответствующие данные IR картированных изображений, представляющие результат этого картирования. Система дополнительно содержит блок 140 объединения изображений для подготовки единого объединенного изображения из соответствующих данных картированных изображений и обеспечения данных IM объединенного изображения, представляющих единое объединенное изображение.
Следует отметить, что компоненты системы 100 анализа кожи не обязательно интегрируются в одном корпусе. В вариантах осуществления различные компоненты могут располагаться дистанционно друг относительно друга и обмениваться информацией друг с другом через проводное или беспроводное средство связи.
В качестве другого альтернативного варианта система 100 анализа кожи может интегрироваться с системой 1 в общем корпусе.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 10, устройство 120 определения ориентации является инерционным датчиком, в частности, гироскопом. Альтернативно, устройство 120 определения ориентации может быть внешней камерой, которая регистрирует ориентацию камеры 110 визуализации кожи, или она может вычислять ориентацию, для которой данные Id1 захваченного изображения наилучшим образом соответствуют части данных IM объединенного изображения, например, таким образом, как описано для модуля 42 на фиг. 3.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 10, система имеет средство 150 обмена данными, облегчающее перемещение данных IM объединенного изображения к системе 1 анализа кожи.
Данные IM объединенного изображения могут содержать данные необработанного изображения, такие как данные RGB, данные HUV или данные уровней яркости, данные описания характерных признаков, которые определяют присутствие конкретных характерных признаков на коже в качестве функции местоположения, и/или данные о нормали к поверхности, указывающие нормаль к поверхности кожи в качестве функции местоположения. Данные о нормали к поверхности могут получаться из устройства 120 определения ориентации.
Вариант осуществления системы 100 анализа кожи, в которой данные о нормали к поверхности включают в себя данные IM объединенного изображения, показан на фиг. 11. В дополнение к компонентам, описанным со ссылкой на фиг. 10, этот вариант осуществления также включает в себя средство исправления, содержащее модуль 170 исправления, для сравнения трехмерного профиля, который получен из данных IM объединенного изображения, с обобщенным трехмерным профилем тела, сохраненным в запоминающем устройстве 180, и для обеспечения данных IM объединенного изображения с исправленным трехмерным профилем. Работа средства 170, 180 исправления показана на фиг. 11A, 11B. На фиг. 11A сплошная кривая показывает фактическую конфигурацию кожи S тела B. Сплошные стрелки показывают нормаль к поверхности, которая определяется с помощью устройства 120 определения ориентации. Поскольку оператор, возможно, не всегда поддерживает систему 100 анализа кожи перпендикулярной к коже, определенная нормаль к поверхности (обозначена штриховыми стрелками на фиг. 11A) может отклоняться от фактической нормали к поверхности. В результате трехмерный профиль кожи (см. штриховую кривую на фиг. 11B), который получен непосредственно на основе измерений устройства 120 определения ориентации, явно отклоняется от фактического профиля. Средство 170, 180 исправления обеспечивает вторичные данные IM1 объединенного изображения, причем точность трехмерного профиля улучшена, как показано сплошной кривой на фиг. 11B. Для этой цели модуль 170 исправления может, например, применять способ подгонки кривой, используя входные данные для нормали к поверхности, полученные с помощью устройства 120, и обобщенное описание, определенное для кривой, обеспеченное в запоминающем устройстве 180.
Фиг. 12 показывает альтернативный вариант осуществления системы 100 анализа кожи, который в дополнение к компонентам, которые определены для системы на фиг. 10, также включает в себя дополнительную камеру 160, имеющую поле обзора, включающее в себя по меньшей мере часть камеры 110 визуализации кожи и по меньшей мере часть тела B млекопитающего. Блок 130 картирования изображений также использует данные Id2 изображений для определения ориентации камеры 110 визуализации кожи относительно кожи S.
Фиг. 13 и 14 показывают дополнительный вариант осуществления, в котором система 100 анализа кожи включает в себя первый гироскоп 120 и второй гироскоп 122 в качестве устройства определения ориентации. Как показано на фиг. 13, камера 110 визуализации кожи имеет азимутальный угол ϕ и полярный угол θ относительно плоскости x, y, которая локально задается поверхностью кожи. Первый гироскоп 120 и второй гироскоп 122 обнаруживают эти углы и выдают показатели Rϕ, Rθ соответственно, которые указывают значения этих углов. Азимутальный угол указывает вращение в плоскости камеры, а Rϕ используется для того, чтобы более легко устанавливать соответствие захваченного изображения с полным изображением для объединения. Информация о полярном угле и, возможно, об азимутальном угле добавляется к объединенному изображению в качестве характерного признака, то есть окончательное объединенное изображение включает в себя Rϕ, Rθ в качестве функции от x, y.
Следует отметить, что средства обработки данных, используемые в системе 1 обработки кожи и/или в системе 100 анализа кожи, могут воплощаться различными способами. Например, эти средства могут обеспечиваться в качестве запрограммированного соответствующим образом универсального процессора, в качестве специализированных аппаратных средств, то есть конкретно разработанных для выполнения упомянутых задач обработки данных, или в качестве частично программируемых процессоров, имеющих некоторые специализированные аппаратные средства и программируемых в ограниченном диапазоне приложений. Могут использоваться также комбинации таких элементов.
В настоящем документе термины «содержат», «содержащий», «включает в себя», «включающий в себя», «имеет», «имеющий» или любая другая их разновидность предназначены, чтобы охватывать неисключительное включение. Например, процесс, способ, изделие или устройство, которое содержит список элементов, не обязательно ограничено только этими элементами, а могут включать в себя другие элементы, явно не перечисленные или присущие такому процессу, способу, изделию или устройству. Дополнительно, если иное явно не заявлено, «или» относится к включающему «или», а не к исключающему «или». Например, условие A или B удовлетворяется с помощью любого из следующего: A - истина (или присутствует) и B - ложь (или не присутствует), A - ложь (или не присутствует) и B - истина (или присутствует), и оба A и B - истина (или присутствует).
Кроме того, неопределенный артикль «a» или «an» используется для описания элементов и компонентов изобретения. Это сделано просто для удобства и чтобы передать общий смысл изобретения. Это описание должно рассматриваться, как включающее в себя один или по меньшей мере один, и единственное число также включает в себя множественное число, если не очевидно, что это означает иное.
1. Система (1) обработки кожи, содержащая устройство (10) обработки, камеру (20), средство (30) хранения и средство (40) оценки ориентации, причем
- устройство обработки сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи устройство обработки обрабатывает область (TR) обработки тела (B) млекопитающего с помощью физического воздействия на тело млекопитающего в упомянутой области обработки;
- камера (20) сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи камера захватывает по меньшей мере одно изображение кожи тела млекопитающего, имеющего область (IR) визуализации, и обеспечивает данные (Id) захваченных изображений, представляющие упомянутое по меньшей мере одно захваченное изображение, причем упомянутая область (IR) визуализации имеет предварительно заданное пространственное взаимное расположение с упомянутой областью обработки, и
- средство (30) хранения сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи средство хранения хранит данные (Ir) опорного изображения, указывающие опорное изображение кожи тела (B) млекопитающего,
отличающаяся тем, что средство (40) оценки ориентации сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи средство оценки ориентации определяет, какая часть упомянутого опорного изображения соответствует упомянутому по меньшей мере одному захваченному изображению, используя упомянутые данные (Id) захваченного изображения и упомянутые данные (Ir) опорного изображения, и извлекает из предварительно определенной ориентации упомянутой соответствующей части относительно опорного изображения показатель (Io) ориентации, указывающий ориентацию устройства обработки относительно тела (B) млекопитающего.
2. Система обработки кожи по п. 1, содержащая средство (44) анализа, которое сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи упомянутое средство анализа использует упомянутый показатель (Io) ориентации для обеспечения показателя (E(x, y)) обработки, указывающего степень, до которой обработка была применена к телу (B) млекопитающего, в качестве функции от местоположения на теле млекопитающего.
3. Система обработки кожи по п. 2, дополнительно содержащая дисплей (50), который сконструирован и выполнен так, чтобы в рабочем состоянии системы обработки кожи дисплей обеспечивает визуальное представление упомянутого показателя (E(x, y)) обработки.
4. Система обработки кожи по п. 2 или 3, дополнительно содержащая контроллер (12), который сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи контроллер управляет устройством обработки в соответствии с упомянутым показателем (E(x, y)) обработки.
5. Система обработки кожи по любому из пп. 1-4, содержащая структуру из модуля (1a) обработки тела и процессорного модуля (1b), причем модуль обработки тела и процессорный модуль сконструированы и выполнены так, чтобы в рабочем состоянии системы обработки кожи они взаимно функционально связаны и по меньшей мере в пределах рабочего диапазона независимо подвижны относительно друг друга, причем модуль (1a) обработки тела по меньшей мере содержит устройство (10) обработки и интегрированную в него камеру (20), и причем процессорный модуль (1b) по меньшей мере содержит средство (30) хранения и средство (40) оценки ориентации.
6. Система обработки кожи по п. 1, причем упомянутое устройство (10) обработки является устройством фотонного излучения, которое сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи устройство фотонного излучения облучает кожу с помощью фотонного излучения, физически воздействуя на тело млекопитающего в области (TR) обработки.
7. Система обработки кожи по п. 1, причем упомянутое устройство (10) обработки является машинкой для стрижки волос, которая сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи машинка для стрижки волос обрезает волосы на коже в области (TR) обработки, физически воздействуя на тело млекопитающего в области (TR) обработки.
8. Система обработки кожи по п. 1, дополнительно содержащая блок (70) обновления, который сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы обработки кожи блок обновления обновляет упомянутые данные опорного изображения.
9. Способ определения ориентации устройства обработки кожи по отношению к телу млекопитающего, причем упомянутое устройство обработки кожи задает область (TR) обработки на упомянутом теле млекопитающего, на которую устройство обработки кожи физически воздействует во время работы, а способ содержит этапы, где:
- захватывают по меньшей мере одно изображение, имеющее область (IR) визуализации кожи тела млекопитающего, и обеспечивают данные (Id) изображения, представляющие упомянутое по меньшей мере одно захваченное изображение, причем упомянутая область визуализации имеет предварительно заданное пространственное взаимное расположение с упомянутой областью обработки, и
- сохраняют данные (Ir) опорного изображения, указывающие опорное изображение кожи тела (B) млекопитающего,
отличающийся тем, что способ дополнительно содержит этапы, на которых определяют, какая часть упомянутого опорного изображения соответствует упомянутому по меньшей мере одному захваченному изображению, используя упомянутые данные (Id) изображения и упомянутые данные (Ir) опорного изображения, и извлекают из предварительно определенной ориентации упомянутой соответствующей части относительно опорного изображения показатель (Io) ориентации, указывающий ориентацию упомянутой области обработки относительно упомянутой кожи (S).
10. Система (100) анализа кожи для анализа кожи (S) тела млекопитающего, содержащая камеру (110) визуализации кожи, устройство (120) определения ориентации, блок (130) картирования изображений и блок (140) объединения изображений, причем
- камера (110) визуализации кожи сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи камера визуализации кожи захватывает множество изображений упомянутой кожи и обеспечивает соответствующие данные (Id1) изображений, представляющие упомянутое множество изображений,
отличающаяся тем, что:
- устройство (120) определения ориентации сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи устройство определения ориентации обеспечивает соответствующие данные информации об ориентации, представляющие ориентацию камеры визуализации кожи,
- блок (130) картирования изображений сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок картирования изображений картирует упомянутые соответствующие данные изображений в зависимости от ориентации камеры визуализации кожи, при которой соответственно получены данные изображения, как указано упомянутыми соответствующими данными информации об ориентации, и обеспечивает соответствующие данные картированных изображений, представляющие результат этого картирования, и
- блок (140) объединения изображений сконструирован и выполнен так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок объединения изображений подготавливает единое объединенное изображение из соответствующих данных картированных изображений и обеспечивает данные объединенного изображения, представляющие единое объединенное изображение,
причем упомянутое устройство определения ориентации содержит дополнительную камеру (160), имеющую поле обзора, включающее в себя по меньшей мере часть камеры (110) визуализации кожи и по меньшей мере часть тела (B) млекопитающего, причем дополнительная камера сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи дополнительная камера захватывает по меньшей мере одно изображение из упомянутого поля зрения и обеспечивает данные (Id2) изображения, указывающие упомянутое захваченное изображение, упомянутому блоку (130) картирования изображений, и причем блок картирования изображений сконструирован и выполнен, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок картирования изображений использует упомянутые данные (Id2) изображения для определения ориентации камеры (110) визуализации кожи относительно кожи (S).
11. Система (100) анализа кожи по п. 10, причем упомянутое устройство (120) определения ориентации содержит гироскоп.
12. Система (100) анализа кожи по п. 10, дополнительно содержащая средство (170, 180) коррекции, которое сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи средство коррекции сравнивает трехмерный профиль, полученный из данных объединенного изображения, с универсальным трехмерным профилем тела и обеспечивает скорректированный трехмерный профиль, основываясь на упомянутом сравнении.
13. Система (100) анализа кожи по п. 10, дополнительно включающая в себя средство (150) обмена данными, которое сконструировано и выполнено так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи средство обмена данными делает возможным перемещение упомянутых данных объединенного изображения на внешнее устройство.
14. Система (1) обработки кожи по любому из пп. 1-8, дополнительно содержащая систему (100) анализа кожи по любому из пп. 10-13, причем система (100) анализа кожи сконструирована и выполнена так, что в рабочем состоянии системы анализа кожи блок (140) объединения изображений системы анализа кожи подготавливает опорное изображение из соответствующих данных картированных изображений, картированных с помощью блока (130) картирования изображений системы анализа кожи.
15. Способ определения ориентации устройства обработки кожи относительно тела млекопитающего по п. 9, дополнительно содержащий этапы, где:
- захватывают множество изображений упомянутой кожи посредством камеры визуализации кожи и обеспечивают соответствующие данные (Id1) изображений, представляющие упомянутое множество изображений,
- обеспечивают соответствующие данные информации об ориентации, представляющие ориентацию камеры визуализации кожи, при которой соответственно захвачено упомянутое множество изображений,
- картируют упомянутое множество изображений в зависимости от ориентации камеры визуализации кожи, при которой были получены соответствующие данные изображения, как указано упомянутыми данными информации об ориентации, и обеспечивают соответствующие данные картированных изображений, представляющие результат этого картирования,
- подготавливают единое объединенное изображение из соответствующих данных картированных изображений и обеспечивают данные объединенного изображения, представляющие единое объединенное изображение, причем этап подготовки единого объединенного изображения содержит подготовку опорного изображения из соответствующих данных картированных изображений.
