數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)姓名：陳峰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：荊濤：曲，：，虹皿，翻，舒，隨，廿，伽，：；鶴；：學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽

2、名：聆、亂爺導(dǎo)師簽名：羔卉簽字日期；沙年）月日簽字日期：年月，；日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：兩、加斧簽字魄砷年堋枷致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師荊濤副教授的精心指導(dǎo)下完成的，論文從構(gòu)思、組織到成文凝結(jié)著導(dǎo)師的大量心血。在這里我首先要衷心感謝荊濤老師兩年來的培養(yǎng)、關(guān)心與教育，在讀碩士學(xué)位的兩年半的時(shí)

3、間里，他在學(xué)術(shù)上給了我悉心的指導(dǎo)，為我創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境和自由的學(xué)習(xí)氛圍，使我順利完成從課程學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的轉(zhuǎn)變，他嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、深厚的學(xué)術(shù)造詣、勤奮的工作作風(fēng)、高度的責(zé)任感、正直無私的品格和崇高的思想境界，深深感染了我，讓我受益匪淺。我所取得的每一點(diǎn)成績和進(jìn)步都離不開荊濤老師的教誨。在這兩年的學(xué)習(xí)生活中，荊濤老師和李興華老師悉心指導(dǎo)我們完成了實(shí)驗(yàn)室的科研工作，在學(xué)習(xí)上和生活上都給予了我很大的關(guān)心和幫助，在此向荊濤老師和李興華老師表示衷心的謝意。李興華老師和張超對于我的科研工作和論文都提出了許多的寶貴意見，特在此表示衷心的感謝。在實(shí)驗(yàn)室工作及撰寫論文期聞，黃嬡、李欣櫥、宋偉、唐晨等同學(xué)

4、對我論文中的研究工作給予了熱情幫助，在此向他們表達(dá)我的感激之情。深深的感謝我的父母，多年來任勞任怨，哺育我成人，他們的理解和支持使我能夠在學(xué)校專心完成我的學(xué)業(yè)，衷心祝福他們永遠(yuǎn)幸福、健康。最后，感謝在百忙之中為我評閱論文的專家、學(xué)者、老師，感謝所有關(guān)心，支持和幫助過我的人序本課題研究的出發(fā)點(diǎn)是針對目前人臉皮膚表面綜合參數(shù)指標(biāo)分析發(fā)展的現(xiàn)狀與國內(nèi)外皮膚分析存在的問題，提出了將綜合分析的思想融入到某次檢測中的方法，創(chuàng)建了數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)，對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行了整合與改進(jìn)。本論文就是在學(xué)習(xí)、研究、開發(fā)和總結(jié)的基礎(chǔ)上完成的。論文首先從總體上介紹了皮膚的組成以及皮默表面參數(shù)指標(biāo)特性。接著有針對性的講述了

5、皮膚表面參數(shù)研究的現(xiàn)狀，描述了皮膚表面參數(shù)研究面臨的問題和存在的不足以及模式識別圖像處理的概念；介紹了數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)的優(yōu)勢。論文第二部分深入研究皮膚表面參數(shù)指標(biāo)目前的檢測技術(shù)和水平，對現(xiàn)有的分析技術(shù)進(jìn)行了較詳細(xì)的介紹，指出現(xiàn)有技術(shù)的不足，然后介紹本系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)和開發(fā)過程。論文第三部分是論文的重點(diǎn)，詳細(xì)介紹了皮膚分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和軟件算法的實(shí)現(xiàn)原理。在這部分中首先描述了整個(gè)系統(tǒng)的框架和開發(fā)流程，介紹了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，然后對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹分析。接著就系統(tǒng)地算法實(shí)現(xiàn)原理和方法進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述。最后，論文對系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)，并提出進(jìn)一步研究的方向。引言

6、項(xiàng)目的背景和意義隨著科技的進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對美的要求也越來越高。皮膚的狀態(tài)是衡量人美不美的重要標(biāo)志之一，而作為人體常常最直接裸露的面部皮膚擔(dān)負(fù)著更重要的角色，健美的皮膚傳遞著人體的美感信息，使人產(chǎn)生美感。因此，皮膚（尤其是面部皮膚）的美容也就更加受到人們的關(guān)注。越來越多的人開始關(guān)心如何修飾面部皮膚的皺紋、斑點(diǎn)、角質(zhì)等皮膚綜合問題，于是療效化妝品開始倍受歡迎。根據(jù)皮膚生理學(xué)的特點(diǎn)，實(shí)施皮膚護(hù)理的方法是提高皮膚美容和護(hù)理效果非常重要的內(nèi)容，而傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)美容僅僅是靠美容醫(yī)師或相關(guān)專業(yè)醫(yī)師憑借其經(jīng)驗(yàn)和病理學(xué)知識進(jìn)行分析判斷，由于各種主客觀因素，加之影響皮膚表面狀態(tài)的因素很多，諸如皮膚表面

7、的皮脂分泌及其所構(gòu)成的皮膚類型、生活習(xí)慣以及藥物及化妝品的應(yīng)用等，而且人的面部皮膚又因人的年齡、種族、性別、性格等多方面因素的影響而呈現(xiàn)出多樣性，其形態(tài)、顏色、紋理等差異又相對很小，其中難免出現(xiàn)診斷偏差，從而影響皮膚正確科學(xué)的護(hù)理，致使盡管目前市場上的療效化妝品種類繁多，還有相當(dāng)一部分的人們對其療效持謹(jǐn)慎和懷疑態(tài)度，加上當(dāng)前面部皮膚的評價(jià)尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可行，因此人們迫切需要更精確的方法對人體皮膚進(jìn)行較為客觀的定量檢測診斷“。然而，目前國內(nèi)對皮膚表面參數(shù)的評價(jià)在實(shí)際手段上還比較落后，一般采用與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行目視比較的方法。這種方法雖然直觀，但存在一系列的問題：目視存在主觀性。對同一幅皮膚紋理圖像，

8、不同的人可能會得出不同的目視結(jié)果，即使相同的人在不同的健康狀況下也可能得出不同的結(jié)果，而且所謂的“標(biāo)準(zhǔn)皮膚紋理圖像”因人而已，而且國內(nèi)的“標(biāo)準(zhǔn)皮膚紋理圖像”均是采用國外（尤其是西方國家）“標(biāo)準(zhǔn)”，這些標(biāo)準(zhǔn)（比如膚色）用于中國人進(jìn)行皮膚分析評估不可避免的會帶來誤差：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一些功能食品和化妝產(chǎn)品對皮膚的改善效果通常需要一定的時(shí)間，在對比抽樣的測試時(shí)間內(nèi)，皮膚參數(shù)指標(biāo)不能用目視來區(qū)分。在國外，近年由于高新技術(shù)的發(fā)展，用激光掃描或共聚焦顯微鏡結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像分析識別技術(shù)進(jìn)行皮膚表面結(jié)構(gòu)研究，能對皮膚表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)分析和重現(xiàn)皮膚的三維結(jié)構(gòu)。但因其設(shè)置價(jià)格昂貴，且檢測視野相對較小，使它的實(shí)際應(yīng)用受到了

9、限制。鑒于目前普遍存在的問題，這就需要我們提出一種科學(xué)定量的方法，即數(shù)字化方式來綜合評價(jià)面部皮膚的生理狀態(tài)，通過對用戶面部皮膚各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)的檢測以及使用化妝品前后皮膚指標(biāo)參數(shù)的變化，為美容世界建立評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為化妝品的療效提供客觀的、令人信服的科學(xué)依據(jù)。本課題設(shè)計(jì)中采用模式識別與基于圖像的數(shù)字化處理的分析手段尋找適合皮膚表面特性評價(jià)的特征參數(shù)，并建立合適的皮膚表面參數(shù)評價(jià)識別分類模型，從而對皮膚綜合參數(shù)體系做出客觀定量的評價(jià)，正確分類、識別出人臉面部各類皮膚特征，為面部皮膚的診斷、美容（如化妝品功效評估）和長期護(hù)理提供有力的技術(shù)支持。目前這種綜合系統(tǒng)分析設(shè)備在國內(nèi)和國際尚未有較成熟的產(chǎn)品，因此，

10、此項(xiàng)研究具有很大的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。皮膚表面分析研究發(fā)展現(xiàn)狀皮膚剖析人的全身表面都覆蓋著皮膚，皮膚是軟組織，柔韌而富于彈性，在一定的范圍內(nèi)可以推動(dòng)和伸張。皮膚的厚度以年齡、性別、部位的不同而各不相同。皮膚是人體最大和最重要的器官總重量約占人體的溉，皮膚內(nèi)容納了人體約的循環(huán)血液和約的水分。皮膚是由表皮、真皮、皮下組織三部分組成的。表皮是皮上組織，它與外界接觸最多，又是與化妝品關(guān)系最密切的部位，表皮雖然差不多只有普通紙那么薄，最厚處也不過毫米，但它們都是由下面的基底層發(fā)育而成，基底層由基底細(xì)胞和黑色素細(xì)胞組成，黑色素細(xì)胞產(chǎn)生黑色素，基底細(xì)胞不斷地進(jìn)行分裂，產(chǎn)生新細(xì)胞。皮膚的顏色因人而異。在

11、同一個(gè)人身體的不同部位顏色也各不相同。皮膚的顏色取決于皮膚所含黑色素的多少和血流的快慢，被太陽曬黑后的皮膚內(nèi)含黑色素較多，皮膚逐漸變黑；運(yùn)動(dòng)后因毛細(xì)血管擴(kuò)張，血流加快，皮膚會發(fā)紅。表皮又分四層，從里到外依次是基底層、有棘層、顆粒層、角質(zhì)層。人的皮膚新陳代謝的周期是天，當(dāng)新生細(xì)胞從基底層上升到角質(zhì)層時(shí)，會將黑色素帶到皮膚外面來，并隨著老化死去的角質(zhì)細(xì)胞（皮屑）的自然脫落而剝落。皮膚表皮基底層存在吞噬細(xì)胞，能將黑色素顆粒吞噬掉，并使之隨著人體正常的排泄而排出體外。真皮在表皮下層，與表皮分界明顯，表皮底部呈凸凹狀與真皮緊密接觸，真皮內(nèi)部的細(xì)胞很少，主要由植物纖維結(jié)締組織構(gòu)成。其中有膠原纖維、彈性纖維

12、和網(wǎng)狀纖維等，它與皮膚的彈性、光澤、張力等有很重要的關(guān)系。皮膚的松馳、起皺等老化都發(fā)生在真皮之中。圖皮膚組織結(jié)構(gòu)嘛皮下組織在真皮下，二者之間無明顯分界。皮下組織由大量脂肪組織散布于疏松的結(jié)締組織中而構(gòu)成。皮膚的顏色因人而異，在同一個(gè)人身體的不同部位顏色也各不相同。皮膚的顏色取決于皮膚所含黑色素的多少和血流的快慢，被太陽曬黑后的皮膚內(nèi)含黑色素較多，皮膚逐漸變黑；運(yùn)動(dòng)后因毛細(xì)血管擴(kuò)張，血流加快，皮膚會發(fā)紅。皮膚表面特性及指標(biāo)皮膚的衰老大體表現(xiàn)為皮膚變薄、松弛、起皺等，在組織學(xué)上表皮、真皮及附屬器都產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和功能改變。它和人的整體衰老一樣，隨增齡而逐步出現(xiàn)老化的過程。具有個(gè)特點(diǎn)：普遍性，進(jìn)行性，消耗

13、性及內(nèi)源性。但衰老的程度個(gè)體差異較大，與遺傳、環(huán)境、性別、職業(yè)、生活方式及身體情況明顯相關(guān)。因此歷法年齡（以時(shí)間表示的自出生后經(jīng)歷的期間）不是反應(yīng)健康及壽命的可靠指標(biāo)，而生物學(xué)年齡更為精確。在生物學(xué)年齡中有一重要指標(biāo)老化征，即皮膚的表面特征。因此皮膚是年齡和健康的標(biāo)志。衡量人體表皮的健康指標(biāo)為：濕潤度、細(xì)膩度、光澤度。隨年齡的增長，衰老的表皮普遍性，進(jìn)行性的特征為：皮膚干燥、粗糙、彈性減退、萎縮、皺紋增加、色素沉著、光澤度差、極易過敏、角化等。一般，歲開始前額出現(xiàn)皺紋，歲后增多且加深，眼角出現(xiàn)扇形皺紋，隨后圍繞上下眼瞼出現(xiàn)皺紋。老年人皮膚干燥，因?yàn)槠ぶ匐S增齡而分泌減少，再加以皮膚失水、皮下脂

14、肪及彈力組織逐減。一般在歲左右，皮膚上出現(xiàn)老年斑、白斑等，并隨增齡而逐增。皮膚血管隨溫度高低而收縮及擴(kuò)張的反應(yīng)變差。根據(jù)以上分析，我們可以推出對皮膚表面迸行定量的分析，建立合適的模型，一般需要檢測的物理特性是：三維形貌皮膚表面的皮溝，斑點(diǎn)凹凸形狀，紋理以及皺紋等在微觀上體現(xiàn)出三維結(jié)構(gòu)，皮膚的衰老以及病變都會引起三維形貌的改變。紋理和皺紋皮膚表面的皮溝和皮脊將體現(xiàn)出一定的紋理，使人體表面一種相對穩(wěn)定的性狀，受遺傳和后天的保養(yǎng)都有關(guān)系，而皺紋和皮膚彈性相對性，能夠反應(yīng)人的生理年齡。水分油份是檢測皮膚表面水分和油份保有量的重要指標(biāo)。其他如皮膚的斑點(diǎn)、色素、毛發(fā)、酸堿度等也都是皮膚表面指標(biāo)的研究范圍。

15、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和面臨的問題皮膚表面本身包括很多生理特性，包括皺紋深度密度，角質(zhì)，水分，油份和斑點(diǎn)等，目前，德國的已經(jīng)推出了一系列用于皮膚表面檢鍘的儀器，包括分別檢測皮膚表面三維重現(xiàn)（），水分（），色斑（）等，其建立的參數(shù)以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有了一定廣泛的應(yīng)用事國的則提供了較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲管理功能。將被檢測者不同時(shí)期皮膚的圖像保存到數(shù)據(jù)庫中，隨時(shí)可以調(diào)出進(jìn)行對比和分析圖像，以經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀判斷和評價(jià)。而該國的的皮膚分析系統(tǒng)，已經(jīng)有這個(gè)思想了，就是把多個(gè)探頭集合在一起，給出相對整體的分析，該產(chǎn)品值得借鑒；日本美能達(dá)生產(chǎn)的色差計(jì)能夠檢測皮膚的膚色，有一定的推廣和應(yīng)用。目前國內(nèi)對皮膚表面檢測還沒有系統(tǒng)的研究，對

16、于市場上的多數(shù)化妝品療效進(jìn)行評估主要是依靠經(jīng)驗(yàn)的主觀評價(jià)。對于客觀科學(xué)方法也有些探討，比如利用硅膠復(fù)膜檢測皺紋，但是檢測的效果和準(zhǔn)確度還有待提高。盡管國內(nèi)外都已經(jīng)對皮膚指標(biāo)檢測技術(shù)有了相關(guān)研究和開發(fā)，但是幾乎所有的產(chǎn)品都是一個(gè)產(chǎn)品一個(gè)指標(biāo)，產(chǎn)品功能單一，集成度低，診斷結(jié)果片面，皮膚分析儀器只是檢測皮膚的某一個(gè)指標(biāo)，目前的皮膚診斷系統(tǒng)缺乏對皮膚表面指標(biāo)的整體檢測，更不能將所有的指標(biāo)進(jìn)行綜合的診斷給予評價(jià)從而得出皮膚的整體狀況，因此，必須要有相關(guān)的皮膚診斷系統(tǒng)能夠檢測得到所有皮膚指標(biāo)，根據(jù)科學(xué)的數(shù)字化進(jìn)行分析，為皮膚美容和治療提供依據(jù)。模式識別概述模式識別誕生于世紀(jì)年代，隨著年代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，年代

17、人工智能的興起，模式識別在年代初迅速發(fā)展為一門學(xué)科。它所研究的理論和方法在很多科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域中得到了廣泛的重視，推動(dòng)了人工智能系統(tǒng)的發(fā)展，擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)應(yīng)用的可能性。幾十年來，模式識別研究取得了大量的成果，在很多地方得到了成功的應(yīng)用。什么是模式識別？廣義地說，存在于時(shí)間和空間中可觀察的事物，如果我們可以區(qū)別它們是否相同或是否相似，都可以稱之為模式。但模式所指的不是事物本身，而是我們從事物獲得的信息。因此模式往往表現(xiàn)為具有時(shí)間或空間分布的信息。模式識別的作用和目的就是在面對某一事物時(shí)將其正確地歸入某一類別，如果給這些類別命名，并且用特定的符號表達(dá)這個(gè)名字，那么模式識別可以看成是從具有時(shí)間和空間分布

18、的信息向符號所作的映射。通常，我們把通過對具體地個(gè)別事物進(jìn)行觀測所得到地具有時(shí)間和空間分布的信息稱為模式，而把模式所屬的類別或同一類中的模式的總體稱為模式類（或簡稱為類）。因此，我們可以這樣定義一個(gè)模式和模式樣本。模式，是人們在一定條件環(huán)境下，根據(jù)一定的需要，對自然事物的一種抽象的分類概念：面模式樣本，則是自然界的具體事物，具有一定的類別特征，它是抽象模式的具體表現(xiàn)。也就是說，模式寓于模式樣本中，模式的具體表現(xiàn)是模式樣本。當(dāng)論及模式樣本時(shí)就包含了該樣本是所討論域中某一類模式的樣本之內(nèi)涵。模式樣本在所論域中從屬的模式類別稱為該樣本的第一屬性。模式識別就是對未知樣本的類別屬性進(jìn)行辨識的過程。但是要

19、進(jìn)行模式樣本類別屬性的正確判定，必須根據(jù)對樣本的各種可以觀測和測量得到的特征量度來進(jìn)行。模式識別技術(shù)與人工智能、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、模糊集論、組合論、信息論、形式語言學(xué)、醫(yī)學(xué)、語言學(xué)、心理學(xué)等都有密切的聯(lián)系，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。迄今為止在模式識別領(lǐng)域中發(fā)展得最成熟并得到最廣泛應(yīng)用的一個(gè)方面是文字識別，從較為簡單的西文字母識別，阿拉伯?dāng)?shù)字識別到較為復(fù)雜的漢字識別。使得文字識別在新聞通訊、銀行、郵政、資料文獻(xiàn)、管理等部門得到了更廣泛的應(yīng)用。在軍事上，可見光、雷達(dá)、紅外圖像的分析與識別的主要目的是檢出和鑒別目標(biāo)的出現(xiàn)，判斷目標(biāo)的類別并對運(yùn)動(dòng)中的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤。在遙感遙測

20、領(lǐng)域，應(yīng)用模式識別技術(shù)進(jìn)行遙感圖片的分類，完成對地下礦藏、農(nóng)作物分布、氣象情況、野生動(dòng)物資源等大量資料的信息處理工作。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，模式識別應(yīng)用更加廣泛，主要有心電圖和心電向量圖的分析、腦電圖的分析、染色體的自動(dòng)分類、癌細(xì)胞分類、血相分析、醫(yī)學(xué)圖片的分析（包括光片、片、磁共振片的分析等）。此外，模式識別在鑒別人臉和指紋、高能物理、地質(zhì)勘探等方面都有很多用途“。數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)的優(yōu)勢正因?yàn)楝F(xiàn)在國內(nèi)外存在的這些問題，以及模式識別技術(shù)在圖像處理上的推廣和應(yīng)用，我們就著力研究并推出了基于高清晰彩色圖像處理的數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過相對簡單的操作，集合彩色圖像分析，給出對人臉部皮膚表面指標(biāo)的整

21、體檢測，更將所有的指標(biāo)進(jìn)行綜合的診斷給予評價(jià)從而得出皮膚的整體狀況，因此，能夠?qū)⒍鄶?shù)皮膚指標(biāo)集合在我們的體系中間，并可以將以往的數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)科學(xué)的數(shù)字化分析，來分析皮膚的變化程度，為皮膚美容和治療提供依據(jù)。該系統(tǒng)利用皮膚表面形態(tài)進(jìn)行“狀態(tài)分析”，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)的常態(tài)分布，以辯證的，整體的，發(fā)展的觀念為基礎(chǔ)，分析出你的皮膚年齡和狀態(tài)程度。具有普遍性，準(zhǔn)確性和持續(xù)操作性。依托科學(xué)的數(shù)字化分析，來分析皮膚的變化程度，為皮膚美容和治療提供依據(jù)，即數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)。其宗旨是指導(dǎo)肌膚保持最佳狀態(tài)。當(dāng)你的肌膚出現(xiàn)細(xì)微的變化時(shí)，我們能及時(shí)通過各種指標(biāo)，及時(shí)的補(bǔ)救措施來改善肌膚光澤度、細(xì)滑度、保水度。正確的護(hù)膚

22、品以及美容護(hù)理均可在短時(shí)間內(nèi)讓表皮得到修復(fù)與改善，且不受年紀(jì)所限，即使是七十高齡仍然可以擁有細(xì)滑肌膚。當(dāng)然，如果皮膚已經(jīng)衰老，能夠及時(shí)提供正確地護(hù)理保養(yǎng)，也能大大延緩老化所造成的破壞。采用歐美國家美容保健領(lǐng)域非常盛行的服務(wù)方式。門診式服務(wù)，專家級診斷，處方級護(hù)理”，摒棄了傳統(tǒng)的一成不變的“類型皮膚分析”對每一位有皮膚美觀憂患的顧客每次的來訪提供即時(shí)的皮膚診斷與調(diào)理處方。從真正意義上給皮膚做一次“”檢測分析。當(dāng)然，絕對精確的皮膚測定也是很困難的，也許是不可能的；皮膚是在變化的，周圍的環(huán)境，自身的健康狀態(tài)等都會對檢測產(chǎn)生影響；進(jìn)行相對的皮膚測定來幫助美容專家人員進(jìn)行有效的護(hù)理工作是有意義的。本論文

23、的主要工作皮膚表面參數(shù)分析目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可行并且表面參數(shù)涉及的范圍比較廣，不僅包括皮膚表面的紋理皺紋、還包括顏色、斑點(diǎn)、水分油份等。本課題研究主要內(nèi)容如下：）研究皮膚表面參數(shù)并提出綜合可行的參數(shù)模型，通過建立的參數(shù)模型建立分析系統(tǒng)，提供綜合分析，并結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)給與詳細(xì)闡述和介紹。）結(jié)合北京伊麗美科技有限公司的具體需求，為美容界和中國皮膚分析網(wǎng)提供一個(gè)客觀評價(jià)皮膚美容治療療效的一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺，為美容醫(yī)師對皮膚表面參數(shù)的進(jìn)一步研究提供一個(gè)良好的工具。本章小結(jié)本章簡要介紹了皮膚表面參數(shù)研究的現(xiàn)狀，描述了皮膚表面參數(shù)研究面臨的問題和存在的不足，點(diǎn)出了數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)優(yōu)勢，最后介紹了本論文的主要工

24、作。皮膚分析相關(guān)原理和方法皮膚表面的分析主要包括了皮膚紋理、皺紋、膚色、斑點(diǎn)、水分油份等的檢測，通過對皮膚表面局部范圍進(jìn)行皮膚分析，得到所要求的指標(biāo)。目前，對皮膚表面的分析主要分為創(chuàng)傷性和無創(chuàng)傷性檢測兩大類，而其中無創(chuàng)傷性檢測對皮膚沒有副作用，且不會因?yàn)榧尤胨巹┑仍囼?yàn)因素而使檢測結(jié)果有偏差，因此份創(chuàng)傷皮膚分析越來越受到醫(yī)學(xué)界和化妝品界的關(guān)注。而在無創(chuàng)傷性皮膚檢測中又可以大致分為直接檢測和聞接檢測。行業(yè)中相關(guān)技術(shù)傳統(tǒng)直接分析方法傳統(tǒng)的直接分析檢測是基于灰度圖像的處理。它主要是由攝像機(jī)、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)平臺等組成。攝像機(jī)將皮膚表面圖像經(jīng)過數(shù)字化后通過圖像采集卡傳入計(jì)算機(jī)，然后對于階灰度圖像進(jìn)行處

25、理，客觀表示圖像的皮膚粗糙度該方法處理速度較快，并能夠提供客觀標(biāo)準(zhǔn)，具有較強(qiáng)的說服力，但是參數(shù)相互依賴，信息量損失較大。間接分析方法）皺紋分析：主要是利用金屬表面粗糙度檢測原理來測定和分析皮膚皺紋，從理論上是可行的，要研究的內(nèi)容主要包括獲得數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析兩大難題。原理：目前國際上比較常用的獲取皮膚皺紋參數(shù)方法是硅橡膠光學(xué)測定法，其原理是通過一束平行光照射并穿過一個(gè)藍(lán)色的從皮膚表面取下來的硅氧烷膜片，膜片背后的攝像鏡頭收集從膜片上穿過的光信號，經(jīng)過數(shù)字化儀進(jìn)行處理后輸入到計(jì)算機(jī)中，通過專用軟件的處理和分析能得到人體皮膚皺紋的三維數(shù)據(jù)。皺紋參數(shù)分析項(xiàng)目有皮膚粗糙度、平均粗糙度值、平滑深度和算術(shù)平均

26、粗糙度四項(xiàng)指標(biāo)。）水分分析：以往皮膚科檢測皮膚干燥綜合癥時(shí)，用試紙帶放在眼瞼邊緣，觀察在規(guī)定時(shí)間內(nèi)紙頭浸潤的長度。目前行業(yè)中，是根據(jù)電容量的測定原理，無刨性地測出皮膚表面水分的含量。原理：根據(jù)水和其他物質(zhì)的介電常數(shù)的差別進(jìn)行皮膚含水量的測定，可以無創(chuàng)性、簡單、快速、準(zhǔn)確地測出皮膚表面水分的含量。正常情況下，水的介電常數(shù)為，而其它物質(zhì)的介電常數(shù)大多小于，這樣，用電容器會隨著皮膚電容量的變化而變化，而皮膚的電容量又是在測定的范圍內(nèi)，因此，很容易測出皮膚含水量。皮膚水分流失的測定原理則是采用菲克（）擴(kuò)散定律，利用這個(gè)原理設(shè)計(jì)的測量探頭由兩組溫度和濕度傳感器組成，其探頭的形校和大小可以防止空氣流動(dòng)對測

27、定數(shù)據(jù)的影響。儀器能顯示出皮膚水分流失數(shù)據(jù)、曲線、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，可從儀器上個(gè)測量時(shí)間間隔內(nèi)選擇測試時(shí)間，從而可得出平均皮膚水分流失（即）值。皮膚含水量測定采用皮膚水分測定儀進(jìn)行測試。測試時(shí)，只需將儀器中的水分測試探頭垂直地壓在被測皮膚表面，探頭頂部即被壓回一段距離，探頭內(nèi)部有一彈簧使探頭頂部保持的壓力壓在皮膚表面，秒鐘內(nèi)主機(jī)上就顯示出皮膚水分的數(shù)據(jù)。皮膚水分流失測定方法采用皮膚水分流失測試儀測定。測定時(shí)，先將測定探頭頂端的圓柱體垂直于被測的皮膚表面，測量開始后，儀器每秒自動(dòng)記錄一次皮膚水分流失情況，顯示屏將皮膚水分流失的數(shù)值按時(shí)間順序顯示出來成為一條曲線。在這條曲線上同時(shí)顯示出皮膚水分流失

28、的平均值和偏差值。通過轉(zhuǎn)換屏幕內(nèi)容，還可分別顯示出探頭下端傳感處的溫度和相對濕度曲線，同時(shí)還顯示溫度和相對溫度的平均值：當(dāng)進(jìn)行連續(xù)測定法時(shí)，可以選用連續(xù)測定的皮膚水分流失、溫度、濕度的變化曲線，屏幕上可以顯示分鐘到小時(shí)內(nèi)的曲線，如果需要更長時(shí)間，通過屏幕向左端移動(dòng)，即可記錄幾天的數(shù)據(jù)曲線。探頭電容量的變化及其它參數(shù)的變化被儀器自動(dòng)記錄下來。）油份分析：以往是采用化學(xué)試劑法測定皮膚油脂的含量，比較復(fù)雜，出結(jié)果也比較慢?，F(xiàn)在行業(yè)中采用光學(xué)測定法，可以無創(chuàng)傷性得到結(jié)果。原理：基于一種特殊膠帶的光度計(jì)原理，這種大約蕊厚的消光膠帶吸收人體皮膚上的油脂后，會變成一個(gè)半透明的膠帶，它的透光量就會發(fā)生變化，吸

29、收的油脂越多，透光量越大，這樣就可以測出皮膚油脂的含量。根據(jù)消光膠帶前后透光量發(fā)生的變化，即可測出皮膚油脂的含量。一般來講，皮膚油脂越多，消光膠帶越透明，透光量越多，透光度就會越大。測定儀器由主機(jī)和油脂探頭組成，每次測量前進(jìn)行一次標(biāo)定。將油脂探頭插入主機(jī)中，輕輕一按鈕，主機(jī)則會立即顯示么此時(shí)，提示主機(jī)及膠帶正常，如主機(jī)顯示么就說明這段膠帶是使用過的膠帶，必須向下轉(zhuǎn)動(dòng)膠帶后再進(jìn)行測試，直至出現(xiàn)為止。然后，操作主機(jī)，主機(jī)上即出現(xiàn)秒鐘的記時(shí)，立即將該探頭垂直壓到被測皮膚表面直到秒結(jié)束，再將該探頭插入到主機(jī)中，并輕輕按鈕，即可得到皮膚油脂的結(jié)果。油脂測試方法已經(jīng)被世界科學(xué)界所公認(rèn)的，行業(yè)中常使用的一種

30、皮脂腺分泌物簡單的間接測量法。）色素分析：基于光譜吸收的原理，通過測定特定波長的光照在人體皮膚上的反射量來確定皮膚中黑色素和血紅素的含量。儀器探頭的發(fā)射器發(fā)出波長分別為、和三種波長的光照射在皮膚表面，接受器測得皮膚反射的光。發(fā)射器和接收器的位置保證了只有漫射光和散射光可以被測到，由于發(fā)射光的量是特定的，因此就可以測出被皮膚吸收的光的量，利用公式計(jì)算得到皮膚中黑色素和血紅素的含量?，F(xiàn)有分析技術(shù)比較和展望現(xiàn)有技術(shù)的比較如上所述，我們可以得知，無論直接檢測還是間接檢測都有他們的有缺點(diǎn)和適用范圍，傳統(tǒng)的直接測量分析方法使用方便，實(shí)時(shí)性好，但是其轉(zhuǎn)化為灰度圖像會丟失皮膚的顏色信息，并且由于灰度過分依賴于

31、亮度信息，對皮膚表面的反色特性、光源位置以及輻射度、芯片參數(shù)有關(guān)系等，客觀性有待提高。而間接測量的準(zhǔn)確住相對較高，但是有的操作復(fù)雜、消耗時(shí)間長，并且回收第三方輔助工具的影響，如皺紋分析的腹膜形變、水分油份檢測的電容、膠帶差異等。對未來的展望皮膚表面參數(shù)指標(biāo)的分析在實(shí)際應(yīng)用和市場中具有廣闊的前景，隨著圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)識別等高科技儀器在美容院中的應(yīng)用越來越深入、越來越廣泛。從當(dāng)前國內(nèi)外化妝品流行趨勢來看，化工類產(chǎn)品也將逐步被生物保健美容產(chǎn)品所取代乃是化妝品的大勢所趨，二十一世紀(jì)的化妝品市場將會是生物技術(shù)和基因技術(shù)的天下，皮膚表面參數(shù)指標(biāo)的定量分析也將越來越完善。數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)的提出隨著科

32、技的進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對于時(shí)尚的追求更傾向于輕松、自然的本色風(fēng)格。服裝不再繁瑣，妝面不再濃重，由之帶來的新問題就是如何自然地修飾面部皮膚的皺紋、色斑等，于是療效化妝品倍受歡迎，因?yàn)樗鼈儙Ыo人們一種心理期望，即能從根本上解決這些問題，讓皮膚煥發(fā)出自然的青春光彩【。皮膚分析系統(tǒng)的目的目前，市場上的療效化妝品種類繁多，那么如何評價(jià)這些化妝品的療效成了現(xiàn)在急需解決的問題，但是現(xiàn)在皮膚分析儀器很多，方法也各異，鑒于目前檢測的結(jié)果和化妝界對皮膚的理解，以及綜合考慮到圖像分析技術(shù)的發(fā)展，我們提出基于高分辨率的彩色皮膚圖像分析方法，對人臉皮膚進(jìn)行綜合性分型，得出綜合性建議【刀）依據(jù)美容導(dǎo)師的指導(dǎo)，

33、我們將圖像劃分成創(chuàng)傷性、油性、干性、混合型和理想肌膚五大類。）創(chuàng)傷性皮膚的皮膚表面呈現(xiàn)異常狀態(tài)和形狀，沒有皮膚的正常紋理，沒有光澤。目前的檢測尚不完善。）干性肌膚的皮溝細(xì)，紋理較雜亂，易起皺紋，產(chǎn)生色素斑。）油性肌膚的毛孔明顯，泛油光紋理不明顯，有黑頭粉刺等。）混合型皮膚介于油性和干性之間，同時(shí)兼具兩者的某些特征）理想肌膚地飽和度好，膚色均勻，有光澤但不油膩，能看見淺的皮膚紋理。具體實(shí)現(xiàn)上，我們統(tǒng)計(jì)了圖像的色度角、水分、油份含量、個(gè)體類型角和斑點(diǎn)面積等多個(gè)參數(shù)，然后通過統(tǒng)計(jì)分析得出分類檢測流程。皮膚分析系統(tǒng)指標(biāo)含義，膚色分析：皮膚是人體中最廣泛的器官，它受全身生理狀態(tài)、營養(yǎng)、環(huán)境、情緒等因素所

34、影響。如營養(yǎng)失調(diào)時(shí)，皮下脂肪即減少，貧血時(shí)可引起皮膚浮腫，情緒變化也能影響皮膚特別情緒長期苦悶不愉快。則皮膚易老化，甚至促進(jìn)白發(fā)生成。故有人說：“皮膚是健康的一面鏡子”。皮膚紅潤，一般人認(rèn)為是健康的表現(xiàn)，但事實(shí)上并不盡然，因?yàn)榧t潤之膚色有時(shí)是出于真皮中毛細(xì)血管充血所致，所以皮膚分析中關(guān)于膚色的研究還是很有必要的。皮膚的顏色因入種、性別、年齡、季節(jié)等而異。尤其各人種之間的差別很大，世界上的人種大致可白種、黃種、黑種。因此，膚色也有白色、黃色、黑色。這些膚色是由于皮膚所含色素與膚面的散亂光及皮膚內(nèi)部反射光所形成。但與生俱來而無法改變的膚色則決定于皮膚組織內(nèi)所含的色素。皮膚色素代謝主要是由遺傳決定的

35、，不受光的影響，這就是人種膚色差異的主要原因。在性別上，男性比女性的色素豐富，在年齡上，年長者比年輕者的色素豐富。在身體部位上，手掌和足跟的色素少，陰部、肛門周圍、乳頭等部位的色素多。決定皮膚顏色的主要因素有黑素、血紅蛋白、類胡蘿素、真皮血管及真皮纖維等。每種顏色都能用三原色按適當(dāng)比例混合而成（稱顏色匹配），與待測色達(dá)到顏色匹配時(shí)所需的三原色的數(shù)，稱三刺激值。曝光部位如手背或面部的皮膚顏色為代表，其膚色主要受后天因素影響，機(jī)體的生理、病理狀況以及外部生活環(huán)境都會對膚色深淺產(chǎn)生較大影響。面部的皮膚顏色是人們最關(guān)注的且方便檢測的部位，也是臨床上評價(jià)增白霜功效的常選部位，通過檢測可以對比護(hù)膚產(chǎn)品使用

36、前后的效果）斑點(diǎn)分析：通過對斑點(diǎn)和膚色的判定檢測，除了可以準(zhǔn)確反映出正常的膚色，可以研究太陽紫外線對人體皮膚照射后的影響外，還可以推出炎癥引起的紅斑和色素沉著斑、黃褐斑、雀斑和黑頭粉刺等色素的生理、病理變化。）水分油份：皮膚的角質(zhì)表面，含有著一層微酸性的天然皮脂膜。它主要是由皮脂腺與汗腺的分泌物所組成。其作用為滋潤皮膚、減少水分散失、以及抵抗外界有害物質(zhì)的傷害與侵入。皮膚的類型就是取決于角質(zhì)層和皮脂膜健全與否，也就是皮脂腺分泌與表皮角質(zhì)層保濕之間的平衡。油性皮膚代表油脂分泌過多，而干性皮膚則是油脂分泌不足，使水分散失）紋理皺紋分析：人的年齡可分為生理年齡、心理年齡和紋理年齡三種。生理年齡即我們

37、通常所說的戶籍年齡，心理年齡則以一個(gè)人的精神狀態(tài)作判斷依據(jù)，而皮膚紋理年齡實(shí)際上就是外觀年齡。所謂皮膚紋理，亦即皺紋，是人們外觀年齡的主要標(biāo)志之一，也是女性毫不吝嗇地為之投資的原因。隨時(shí)掌握肌膚健康狀況，便于科學(xué)地采取相應(yīng)措施，預(yù)防皮膚衰老。因此，事先對自己皮膚年齡進(jìn)行自測很有必要。通過檢測被檢測個(gè)體眼角的皺紋參數(shù)指標(biāo)，可以反映該檢測個(gè)體皮膚皺紋情況進(jìn)而可以推算皮膚老化情況以及皮膚年齡”。目前抗衰防皺類護(hù)膚品效能評估較客觀的方法之一是皮膚紋理和皺紋的測定。在己建立的皮膚紋理和皺紋測定方法中，非創(chuàng)傷性檢測技術(shù)顫受生物醫(yī)學(xué)與化妝品科學(xué)家的青睞。通常采用的是通過硅膠復(fù)膜，爾后用計(jì)算機(jī)圖像分析系統(tǒng)進(jìn)行

38、測量。為皮膚衰老與抗衰老的研究和抗衰老類化妝品的客觀評估，提供一個(gè)簡便可行、靈敏可靠的方法皮膚皺紋的檢測，歸結(jié)起來是屬于圖像處理領(lǐng)域的紋理分析的范疇。數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)開發(fā)過程基于以下幾點(diǎn)考慮，我們對將數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)采用迭代式的開發(fā)過程：）由于皮膚參數(shù)尚無標(biāo)準(zhǔn)。需要在根據(jù)實(shí)際使用中的需求中，通過大量的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，迸行研究并改進(jìn)：）目前數(shù)據(jù)主要來源是攝像頭的圖像采集，以后系統(tǒng)可考慮通過其他更為精確的設(shè)備獲取皮膚表明真實(shí)三維形貌：）皮膚參數(shù)分析不僅局限于本文提到的幾項(xiàng)分析，以后還需要涉及到皮膚的酸堿性分析、毛孔分析、彈性分析等：）對于數(shù)據(jù)庫管理，今后可能還要根據(jù)用戶方向以及產(chǎn)品定位提供網(wǎng)上診

39、斷分析和個(gè)人業(yè)務(wù)，對于這些在以后的開發(fā)中都將根據(jù)實(shí)際情況在加以改進(jìn)。因此在對本系統(tǒng)沒有比較全面透徹理解的前提下，開發(fā)的過程需要考慮可能增加新的需求，提供系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。一方面我們采用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)分析方法，另一方面我們根據(jù)目前的實(shí)際情況，采用迭代的過程，每一次都將產(chǎn)生一個(gè)可運(yùn)；數(shù)據(jù)分析：構(gòu)耋簍型：數(shù)據(jù)分析！七詈曇。！一姥俁型，臣臣習(xí)圖迭代開發(fā)過程如圖所示，在需求分析后，根據(jù)用例圖將各子用例細(xì)化為模塊，確定模塊之間的相互關(guān)系，建立合理的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，然后再構(gòu)造編碼，測試。在實(shí)際運(yùn)用中，通過運(yùn)行系統(tǒng)和大量的數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)，在對皮膚參數(shù)有更深的了解后再返回到需求分析階段，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行第二個(gè)階段的

40、開發(fā)。結(jié)合實(shí)際情況目前階段的主要目標(biāo)如下唧：）提供完整功能的數(shù)據(jù)管理，并留有一定的數(shù)據(jù)冗余，以適應(yīng)未來可能的數(shù)據(jù)分析：）提供數(shù)據(jù)采集中的圖像采集功能：）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析中的膚色、斑點(diǎn)、水分油份、紋理皺紋和毛孔分析模塊；）數(shù)據(jù)分析主要以圖形界面操作為主，給用戶提供較為直觀的顯示，使得用戶根據(jù)實(shí)際需求能夠更好的提出可靠科學(xué)的皮膚表面參數(shù)。）數(shù)據(jù)分析輔以現(xiàn)有的皮膚表面參數(shù)，提供不同被檢測者以及統(tǒng)一檢測者不同時(shí)期皮膚狀態(tài)的比較；以下功能將留給以后的迭代過程中實(shí)現(xiàn)：）增加數(shù)據(jù)分析中酸堿性分析、彈性分析、毛發(fā)等；）提供其他方式的數(shù)據(jù)采集方式；實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置模塊，包括圖像的定標(biāo)，即標(biāo)定圖像大小與實(shí)際尺寸的對應(yīng)關(guān)系

41、：）利用實(shí)現(xiàn)皮膚圖像的三維復(fù)現(xiàn)以及改進(jìn)：）根據(jù)提出新的皮膚表面參數(shù)增加數(shù)據(jù)庫的參數(shù)字段，并提供相應(yīng)的比較分析和報(bào)表輸出【。本章小結(jié)本章主要研究皮膚表面參數(shù)指標(biāo)目前的檢測技術(shù)和水平，通過比較指出現(xiàn)有技術(shù)的不足，然后指出研究開發(fā)本系統(tǒng)的目的和意義，簡要介紹了本系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)和開發(fā)過程。數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)對書面智能皮膚系統(tǒng)進(jìn)行了全面的剖析，該系統(tǒng)按照檢測流程可以分為相對對立的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)算法分析模塊、數(shù)據(jù)管理和用戶界面模塊三大方面，但三個(gè)方面又是相符依托和聯(lián)系的。數(shù)據(jù)采集模塊圖像處理的第一步就是圖像的采集輸入，選擇合適的輸入部件和裝置關(guān)系到圖像處理的準(zhǔn)確性和復(fù)雜程度，因?yàn)閳D像信號

42、質(zhì)量的好壞直接影響系統(tǒng)的總體處理效果。圖像傳感器件具有空間分辨率高，噪聲指標(biāo)小，位置線性好，體積小，掃描速度快等優(yōu)點(diǎn)。考慮到本設(shè)計(jì)中具體需采集圖像的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用的需要，擬選用高分辨率的面陣攝像機(jī)作為基本的圖像輸入設(shè)備。攝像機(jī)拍攝的圖像直接從視頻線傳輸至微機(jī)中專用的圖像數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，最后存入微機(jī)中以待迸一步的處理。圖像采集卡本文采用的是圓剛公司生產(chǎn)的（）。為內(nèi)置式普及型視頻采集卡，該卡采用芯片，支持，等流行圖像格式和視頻文件格式（），并附帶有多種實(shí)用軟件。應(yīng)用的視頻捕捉程序來進(jìn)行圖像的采集。介紹在開發(fā)過程中，考慮到采集的圖像質(zhì)量以及便攜性，我們對采集的設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，取消了原先的采集卡設(shè)

43、備，轉(zhuǎn)而采用直接連接，采集流程為；匭圈一匿圖數(shù)據(jù)采集模塊，采用的是通用串行總線（）的縮寫。如今，己經(jīng)成為低中速外設(shè)的首選連接方法之一，并且在和操作平臺上獲得相當(dāng)大的成功，實(shí)現(xiàn)了真正的即插即用。規(guī)范的第二代版本，即，擴(kuò)展了原有的規(guī)范。它包括：最高速率可達(dá)，是的倍（脅）：新的結(jié)構(gòu)能提供多個(gè)設(shè)備接口概括起來，有如下優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備在任何時(shí)候都允許插入，即使在己開機(jī)的情況下；當(dāng)檢測到一臺設(shè)備時(shí)，設(shè)備自動(dòng)報(bào)告自己的能力和資源要求，自動(dòng)裝入設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)設(shè)備拔出時(shí)，操作系統(tǒng)自動(dòng)卸載驅(qū)動(dòng)；完全兼容；設(shè)備不需要跳線、開關(guān)和組態(tài)程序，不會引發(fā)資源沖突。感光器感光器是攝像頭的核心，也是采集模塊最關(guān)鍵的技術(shù)，（，電荷

44、耦合組件）使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)過壓縮以后由相機(jī)內(nèi)部的閃速存儲器或內(nèi)置硬盤卡保存，因而可以輕而易舉地把數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，并借助于計(jì)算機(jī)的處理手段，根據(jù)需要和想象來修改圖像。由許多感光單位組成，當(dāng)表面受到光線照射時(shí)，每個(gè)感光單位會將電荷反映在組件上，所有的感光單位所產(chǎn)生的信號加在一起，就構(gòu)成了一幅完整的畫面。它就像傳統(tǒng)相機(jī)的底片一樣的感光系統(tǒng)，是感應(yīng)光線的電路裝置，你可以將它想象成一顆顆微小的感應(yīng)粒子，鏑滿在光學(xué)鏡頭后方，當(dāng)光線與圖像從鏡頭透過、投射到表面時(shí)，就會產(chǎn)生電流，將感應(yīng)到的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)碼資料儲存起來。像素?cái)?shù)目越多

45、、單一像素尺寸越大，收集到的圖像就會越清晰。因此，盡管數(shù)目并不是決定圖像品質(zhì)的唯一重點(diǎn)，我們?nèi)匀豢梢园阉?dāng)成相機(jī)等級的重要判準(zhǔn)之一。目前掃描機(jī)、攝錄放一體機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)多數(shù)配備。經(jīng)過長達(dá)年的發(fā)展，大致的形狀和運(yùn)作方式都已經(jīng)定型。的組成主要是由一個(gè)類似馬賽克的網(wǎng)格、聚光鏡片以及墊于最底下的電子線路矩陣所組成。目前有能力生產(chǎn)的公司分別為：、和，大半是日本廠商。而（），附加金屬氧化物半導(dǎo)體組件）和一樣同為在數(shù)碼相機(jī)中可記錄光線變化的半導(dǎo)體。的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在上共存著帶（帶一電）和（帶電）級的半導(dǎo)體，這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處

46、理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。然而，的缺點(diǎn)就是太容易出現(xiàn)雜點(diǎn)，這主要是因?yàn)樵缙诘脑O(shè)計(jì)使在處理快速變化的影像時(shí)，由于電流變化過于頻繁而會產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。和各自的利弊，我們可以從技術(shù)的角度來比較兩者主要的區(qū)別：）信息讀取方式不同：傳感器存儲的電荷信息需在同步信號控制下一位一位的實(shí)施轉(zhuǎn)移后讀取，電荷信息轉(zhuǎn)移和讀取輸出需要有時(shí)鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個(gè)電路較為復(fù)雜。傳感器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后直接產(chǎn)生電流（或電壓）信號，信號讀取十分簡單。）速度有所差別：傳感器需在同步時(shí)鐘的控制下以行為單位一位一位的輸出信息，速度較慢；而傳感器采集光信號的同時(shí)就可以取出電信號，還能同時(shí)處理各單元的圖像信息，速度比快很多。電

47、源及耗電量。傳感器電荷耦合器大多需要三組電源供電，耗電量較大：蛐傳感器只需使用一個(gè)電源，耗電量非常小，僅為電荷耦合器的到，光電傳感器在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢。）成像質(zhì)量：傳感器制作技術(shù)起步較早，技術(shù)相對成熟，采用結(jié)合二氧化硅隔離層隔離噪聲，成像質(zhì)量相對傳感器有一定優(yōu)勢。由于傳感器集成度高，光電傳感元件與電路之間距離很近，相互之間的光、電、磁干擾較為嚴(yán)重，噪聲對圖像質(zhì)量影響很大。在相同分辨率下，價(jià)格比便宜，但是器件產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相比來說要低一些。到目前為止，市麗上絕大多數(shù)的消費(fèi)級別以及高端數(shù)碼相機(jī)都使用作為感應(yīng)器。本系統(tǒng)采集部分實(shí)現(xiàn)原理：通過倍、倍的鏡頭，將皮膚的待檢測部位放大、成像至（感光芯片）

48、感光面，經(jīng)內(nèi)部光電、轉(zhuǎn)換，在像素時(shí)鐘信號、水平同步信號、幀同步信號的控制下，數(shù)據(jù)流進(jìn)入（）進(jìn)行圖像處理、壓縮，通過將采集到的圖像信號傳輸至、設(shè)備，顯示并作分析。產(chǎn)品低電壓、工作，電源芯片采用，輸出電壓穩(wěn)定，外部元器件少，成本低。采用小容量的，存儲加密信息，一定程度上保護(hù)產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)。按鍵控制鏡頭背光，實(shí)現(xiàn)節(jié)電功能。相比較之前的方案有了較大的改進(jìn)，而且省略了采集卡的步驟。圖采集儀器和主機(jī)拙寶鑾通太堂亟堂焦論塞熬班置能應(yīng)隧筮匠丕綺鰒絲讓主要模塊）圖像采集模塊：圖像的采集過程是把光轉(zhuǎn)化為電信號；首先，光通過鏡頭進(jìn)入，有里的轉(zhuǎn)化為電壓電流，然后經(jīng)過放大，再有轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；）圖像處理模塊：該過程主要

49、對出來的數(shù)字信號進(jìn)行處理，稱，（），下面主要談?wù)劊ㄗ詣?dòng)曝光）與（自動(dòng)白平衡）。運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與跟蹤、目標(biāo)的識別與提取等基于圖像內(nèi)容的處理，對圖像質(zhì)量要求較高。影響成像質(zhì)量的兩個(gè)重要因素為曝光和白平衡：人眼對外部環(huán)境的明暗變化非常敏感。在強(qiáng)光環(huán)境下，瞳孔縮小，使得景物不那么刺跟：而光線較弱時(shí)，瞳孔擴(kuò)大。使景物盡可能地變清楚。這在成像中，稱為曝光。當(dāng)外界光線較弱時(shí)，成像芯片工作電流較小。所成圖像偏暗，這時(shí)要適當(dāng)增加曝光時(shí)間進(jìn)行背光補(bǔ)償：光線充足或較強(qiáng)時(shí)，要適當(dāng)減少曝光時(shí)間，防止曝光過度，圖像發(fā)白。改善成像質(zhì)量，僅靠調(diào)節(jié)曝光時(shí)間是不夠的。因?yàn)槲矬w顏色會隨照射光線的顏色發(fā)生改變，在不同的光線場合圖像有不

50、同的色溫。這就是白平衡問題。傳統(tǒng)光學(xué)相機(jī)或攝像機(jī)通過給鏡頭加濾鏡消除圖像的偏色現(xiàn)象。對于成像芯片，可以通過調(diào)整三基色的電子增益解決白平衡問題。本系統(tǒng)的自動(dòng)曝光控制和白平衡處理實(shí)現(xiàn)方法如下：采集一幀原始圖像，先計(jì)算出整幅圖像亮度的均值用（：然后對圖像做直方圖均衡化，再計(jì)算出此時(shí)圖像的亮度均值并作為一個(gè)閾值。將棚（與進(jìn)行比較，如果（】，），則調(diào)大的（）寄存器的值以增加曝光時(shí)間：反之，減小曝光時(shí)間。白平衡的調(diào)節(jié)與此相似，根據(jù)原始圖像與均衡化后的，和的均值，通過的（）、（）調(diào)節(jié)紅色、藍(lán)色通道的增益。圖調(diào)節(jié)界面（非最終數(shù)據(jù)）（啪，和的轉(zhuǎn)換關(guān)系式為：；（）（）；（）西（口一】，）；（）其中，是亮度分量，和

51、則是色差分量。的曝光時(shí)間范圍為（）個(gè)像素時(shí)鐘周期，增益范圍一般為。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過次的迭代就能取得較為理想的效果。勺數(shù)據(jù)分析模塊系統(tǒng)軟件及驅(qū)動(dòng)安裝圖系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)安裝界面如上面圖示，分別將數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)和采集終端驅(qū)動(dòng)裝上。采集圖像安裝完畢系統(tǒng)軟件和驅(qū)動(dòng)以后，就可以進(jìn)行圖像采集，過程如下：首先將采集終端和系統(tǒng)主機(jī)連接好，打開數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)，然后讓被采集人洗凈面部，采集終端對準(zhǔn)被采集人的臉部部位，拍攝圖片，最后采集圖像并將其保存為格式，存放于數(shù)據(jù)庫。圖像采集界面如圖所示。圖圖像采集界面左邊的圖像預(yù)覽框?qū)崟r(shí)顯示當(dāng)前伊麗美皮膚數(shù)據(jù)采集儀的圖像，鼠標(biāo)左鍵單擊；右邊三個(gè)圖像區(qū)域，開始進(jìn)行相關(guān)的圖

52、像采集工作。采集的圖像區(qū)域分別為：字區(qū)（主要是鼻翼部），字區(qū)（主要是臉頰部），皺紋明顯區(qū)（主要是眼尾部）；圖像采集時(shí)采用優(yōu)選策略：一秒鐘之內(nèi)連續(xù)采集張數(shù)碼照片，并從中選取一張最清嗽的（自動(dòng)對焦算法）。當(dāng)三張圖片都采集完成后，單擊完成按鈕，進(jìn)入智能皮膚分析。數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析將以圖像為主要對象，是本系統(tǒng)的核心部分。數(shù)據(jù)分析模塊主要起兩方面的作用：）根據(jù)用戶選定特定的檢測者，從數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)的參數(shù)比較：）為用戶提供圖形化界面，從各個(gè)角度直觀的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，使研究者對皮膚的當(dāng)前狀態(tài)更很好的了解。在系統(tǒng)的第一次迭代開發(fā)過程中。由于對皮膚表面參數(shù)尚無比較深入的研究，因此數(shù)據(jù)分析的第個(gè)作用尤為重要本系統(tǒng)數(shù)據(jù)分

53、析算法部分操作的流程主要由下圖描述：閽國固蚓矧周圖數(shù)據(jù)分析流程一讀取圖片，用于通過操作界面對采集的圖像調(diào)用（算法部分）進(jìn)行分析，將檢測的數(shù)據(jù)圖系統(tǒng)框架和分類結(jié)果存放于數(shù)據(jù)庫并通過綜合分析結(jié)果給出相關(guān)化妝品的推薦以及打印分析報(bào)告，并通過數(shù)據(jù)庫對歷史進(jìn)行回顧和比較，得到用戶皮膚的變化趨勢。其中。對所有參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析后會得到綜合建議：綜合建議是根據(jù)各項(xiàng)單項(xiàng)分析的結(jié)果得出綜合的建議和分析。綜合建議右下角的功能按鈕有：在線分析，推薦產(chǎn)品，打印報(bào)告，如下圖所示：圖綜合分析報(bào)告綜合建議中，中間部分的是皮膚結(jié)果示意圖，其中的紅色小框是根據(jù)不同結(jié)果進(jìn)行變化，進(jìn)而直觀的體現(xiàn)出顧客的皮膚狀態(tài)。分析完畢后用戶還可以

54、選擇打印報(bào)告，打印報(bào)告是通過打印機(jī)將分析的綜合結(jié)果以報(bào)表的形式進(jìn)行輸出。輸出的結(jié)果共有一式兩聯(lián)，一聯(lián)是美容院底單，另一聯(lián)是顧客回執(zhí)。其中的信息有顧客資料，分析項(xiàng)目，分析結(jié)果，綜舍建議等。如下圖所示：（分為美容院底單和用戶回執(zhí)兩部分）。量魯應(yīng)骨撕覃簟分折嗇簟從女肆”螂廿目口！目”自且￥；，”口十，目十十日月“瓣蛾溆麓辮裕，搿耄蕤繃辮患瑚一！疊趔！，曼圖打印報(bào)告血用戶還可以針對分析結(jié)構(gòu)選購產(chǎn)品，即用戶可以通過鼠標(biāo)左鍵單擊左側(cè)的各選產(chǎn)品列表，然后單擊添加按鈕；或者鼠標(biāo)右鍵單擊左側(cè)產(chǎn)品列表框。這時(shí)右側(cè)的已選產(chǎn)品列表框中會出現(xiàn)剛剛選擇的產(chǎn)品。取消選購產(chǎn)品時(shí)，用戶可以通過鼠標(biāo)左鍵單擊右側(cè)的已選產(chǎn)品列表，然

55、后單擊移除按鈕：或者鼠標(biāo)右鍵單擊右側(cè)的已選產(chǎn)品列表框。這時(shí)右側(cè)的已選產(chǎn)品列表框中會出現(xiàn)剛剛選擇的產(chǎn)品。當(dāng)顧客單擊完成按鈕時(shí)，系統(tǒng)對所選購的產(chǎn)品會進(jìn)行記錄，以便顧客下次可以調(diào)出詳細(xì)的產(chǎn)品購買記錄。數(shù)據(jù)管理模塊數(shù)據(jù)管理是數(shù)碼智能皮膚分析系統(tǒng)的后臺支持，其設(shè)計(jì)不僅需要考慮到數(shù)據(jù)的訪問與操作，還要在迭代的開發(fā)過程中，考慮數(shù)據(jù)庫的可擴(kuò)展性。常用的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)比較）（開放數(shù)據(jù)庫連接）：提供了一個(gè)通用的編程接口，允許程序與多種不同的數(shù)據(jù)庫連接。它為峪等都提供了驅(qū)動(dòng)程序，使得用戶可以使用語句對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行直接的底層功能操作。的特點(diǎn)是功能強(qiáng)大豐富，提供了異步操作、事務(wù)處理等高級功能，但相應(yīng)的編程復(fù)雜，工作量大。

56、）（數(shù)據(jù)訪問對象）：是第一個(gè)面向?qū)ο蟮慕涌?，它顯露了數(shù)據(jù)庫引擎（由所使用），并允許開發(fā)者通過直接連接到表。僅用來支持?jǐn)?shù)據(jù)庫，應(yīng)用范圍相對固定，最適用于單系統(tǒng)應(yīng)用程序或小范圍本地分布使用。）（遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)對象）：是一個(gè)到的、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)訪問接口，它同易于使用的組合在一起，提供了一個(gè)接口，形式上展示出所有的底層功能和靈活性。已被證明是許多以及其他大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫開發(fā)者經(jīng)常選用的最佳接口。提供了用來訪問存儲過程和復(fù)雜結(jié)果集的更多和更復(fù)雜的對象、屬性，以及方法。但是在很好地訪問或數(shù)據(jù)庫方面受到限制，而且它只能通過現(xiàn)存的驅(qū)動(dòng)程序來訪問關(guān)系數(shù)據(jù)庫。）（）：的后繼產(chǎn)物。在功能上與更相似，而且一般來說，在這兩種模

57、型之間有一種相似的映射關(guān)系?！皵U(kuò)展”了和所使用的對象模型，這意味著它包含較少的對象、更多的屬性、方法（和參數(shù)）以及事件。具有更廣泛的特征數(shù)組和更高程度的靈活性。數(shù)據(jù)庫類型及訪問技術(shù)選擇數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)的正確選型，關(guān)系到本系統(tǒng)的開發(fā)過程和今后擴(kuò)展性的問題。從本系統(tǒng)的需求考慮：）美容院目前的機(jī)器配置較低；）目前需求估計(jì)數(shù)據(jù)庫的記錄容量控制在萬條以內(nèi)：）現(xiàn)階段的應(yīng)用是基于桌面應(yīng)用的本地?cái)?shù)據(jù)庫；）采集到的圖像保存到目錄中，不是以的格式存入數(shù)據(jù)庫中，以便系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析模塊可以脫離數(shù)據(jù)庫脫機(jī)運(yùn)行，單獨(dú)對圖像進(jìn)行分析。從今后系統(tǒng)可擴(kuò)展性方面分析：）美容院可能將數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的工作分離；）

58、系統(tǒng)移植到架構(gòu)：）皮膚圖像的數(shù)據(jù)移植到分布式數(shù)據(jù)庫中并聯(lián)接到網(wǎng)絡(luò)中；）患者信息及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析的集中管理，分布使用；）美容院投入更多的資金作設(shè)備更新及其系統(tǒng)升級?；谝陨峡紤]，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用，成本低廉，使用方便，滿足目前的需求。因?yàn)橥瑸楣镜漠a(chǎn)品，同具有較好的兼容性，為系統(tǒng)今后的擴(kuò)展中數(shù)據(jù)的移植提供了方便的途徑。數(shù)據(jù)庫存儲容量與操作系統(tǒng)和硬盤空間有關(guān)，軟件中可以達(dá)到萬條記錄。數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)采用，其功能強(qiáng)大，使用簡單，允許開發(fā)人員編寫訪問數(shù)據(jù)的代碼而不用關(guān)心數(shù)據(jù)庫是如何實(shí)現(xiàn)的，而只用關(guān)心到數(shù)據(jù)庫的連接，使開發(fā)更為方便，同時(shí)與的產(chǎn)品一脈相承，兼容性好，性能優(yōu)良，同時(shí)作為一種分布式的數(shù)據(jù)訪問技

59、術(shù)，完全能夠滿足系統(tǒng)現(xiàn)有需求及其進(jìn)一步擴(kuò)展的需要。數(shù)據(jù)庫模塊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理模塊的設(shè)計(jì)，依據(jù)面向?qū)ο蟮乃枷?，我們將其作為一個(gè)獨(dú)立的模塊，為對于數(shù)據(jù)的操作提供事務(wù)級的后臺支持，同時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在數(shù)據(jù)方面更加獨(dú)立，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和代碼的可復(fù)用性。數(shù)據(jù)管理模塊提供了對于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除、查詢的操作，同時(shí)提供對于相應(yīng)患者、檢測記錄、皮膚圖像的數(shù)據(jù)目錄以及推薦的療程和產(chǎn)品方面的維護(hù)功能，通過對事物級的異常處理保證了在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)和在數(shù)據(jù)目錄中的皮膚圖像數(shù)據(jù)之間的一致性。因此，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要考慮到以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)的完整性）為所有可選的錄入信息提供專門的數(shù)據(jù)表，使

60、選項(xiàng)的變更對系統(tǒng)代碼的影響降低；）盡量減少數(shù)據(jù)冗余，使數(shù)據(jù)的增、刪、改之間的相互影響而導(dǎo)致的混亂的可能性降低。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性）添加新的皮膚分析類型，只需要添加新的采集數(shù)據(jù)表；、添加新的皺紋分析參數(shù)，只需要添加新的字段；）在不修改原有數(shù)據(jù)關(guān)系的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，降低對系統(tǒng)數(shù)據(jù)和代碼的影響。檢索的快捷性主要依據(jù)客戶的需要，提供了相關(guān)的檢索方式，兼顧數(shù)據(jù)的完整性，提出合理的方案。軟件開發(fā)環(huán)境和工具軟件的開發(fā)環(huán)境與工具的選擇是很重要的，因?yàn)檫@關(guān)系到程序開發(fā)周期，應(yīng)用程序的性能和效率，程序的可擴(kuò)展性，程序的可移植性等。操作系統(tǒng)：界面、數(shù)據(jù)庫開發(fā)：建模：開發(fā)動(dòng)態(tài)鏈接庫，提供數(shù)據(jù)分析、圖像處理函數(shù)：