CN101229066A - 测评皮肤肌理的声学系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了测评皮肤肌理的声学系统和方法。一种声学系统，包括隔音盒、连接有发声器的引导装置和声捕装置。

Description

测评皮肤肌理的声学系统和方法
技术领域
本发明涉及用于测评皮肤肌理的声学系统和方法。该系统和方法可用于例如测定皮肤类型、分析适当的皮肤处理和测评皮肤变化。该方法尤其可用于证明化妆品在改善皮肤表面特性如光滑度和皱纹和细线条减少方面的效果。
背景技术
测定皮肤表面肌理是皮肤学领域的一个重要部分。皮肤肌理可用于治疗性或化妆性处理的皮肤诊断和测评。通过视觉检测和触摸来测评皮肤肌理的历史由来已久。有经验的专业人员如皮肤科医生能很准确地测评皮肤中的变化。随着技术的发展，测评皮肤肌理的能力已成为测评皮肤状况时的一个有力的辅助方法。一些技术可以提供定量的测量值，从而提高了诊断工具的准确性。
WO 2005/046474公开了一种用于客观测量有触觉的皮肤品质的声发射系统及其使用方法。该系统包括：从皮肤发声发射信号的装置；收集、保存和显示所示发射信号的装置；和用于将所述发射信号与所述皮肤品质相关联的装置。具体而言，该系统利用了皮肤/皮肤接触(将手或手指与另一皮肤部分磨擦)产生的摩擦力发出的声学信号。这些产生了振动模式，该振动模式被置于皮肤/皮肤磨擦区域附近的探针检测到。
但是，此方法引入了几个影响测量的变量。首先，如文献中所承认的，“由于声发射依赖于磨擦的速度和皮肤/皮肤接触处的压力，对于给定对象，需要进行几次记录……”。此外，该方法在开放的区域中进行(在空气或水中)，因此不能有效地过滤背景噪音，尤其是在空气中实施的时候。
因此，已开发了一种测评皮肤肌理的改进声学系统和方法，该系统和方法将外部声音的干扰减到最小，提供了优异的对声音的敏感性。该系统包括一隔音盒，用于从测评区域中除去背景噪音。这是很重要的，因为被测量的声音的音量非常低。此外，该系统包括一连接于发声器的引导装置，用于产生均匀和一致的测量。
发明内容
本发明提供一种测评皮肤肌理的声学系统，该系统包括隔音盒、连接有发声器的引导装置和声捕装置，当使用该声学系统时，该发声器和声捕装置至少部分处于所述隔音盒内部。
本发明还提供使用包括隔音盒、连接有发声器的引导装置和声捕装置的系统测评皮肤肌理的方法，该方法包括：将一部分皮肤与位于该隔音盒内部的发声器接触；移动该引导装置，使该发声器与皮肤滑动接触而发出声音；俘获该分离盒中的声音；和将所俘获的声音与预设的标准比较。
附图说明
图1是本发明系统的侧视图。
图2是本发明系统的正视图。
具体实施方式
将该隔音盒制成适当大小，以接纳一部分皮肤。例如，将该隔音盒制成可容纳前臂的大小。它具有供皮肤插入的开口。将该隔音盒构造为能够尽可能消除盒外部的声音，从而使系统对盒内部由皮肤发出的声音的敏感性最高。
可使用本领域已知的材料制备该隔音盒。例如，可使用聚氨酯泡沫(例如35mm)(内层)、重沥青质膜(如5.5mm)和纤维素纤维膜(如38mm)如Isofon(外层)来制备该盒。
在一个实施方式中，该隔音盒能够减少盒外噪音减少至少5dB。
如下文所述，引导装置将发声器沿着被测评的皮肤以滑动的方式移动。该引导装置可以是如直线平移台。在一个实施方式中，该引导装置沿着皮肤的纵向移动发声器。该引导装置可置于该分离盒中，或者至少部分在该盒的外面。在后一种情况中，例如将该发声器与处于分离盒内部的引导装置相连的元件或者发声器，通过例如密封的或可密封的切口或孔洞，部分位于该分离盒外面。
该系统可以任选地包括移动该引导装置的马达。马达与引导装置组合的一个合适例子是Midi Ingenierie的Mac23无刷马达。马达可具有控制卡，如MidiIngenierie的具有10000点分辨率的Mac24-1。马达可由Midi Ingenierie的Macsim V 5软件控制。
发声器可以是任何类型的当拖过或与皮肤滑动接触时能够发出声音的物体。例如，该发声器可以是纸、纸板、金属、塑料或任何其它不伤害皮肤的材料制成的卡片。发声器的形状和厚度可根据待测皮肤表面和其制备材料的柔性而调整。通常，在发声器是卡片的情况下，该卡片的厚度可以是100微米到0.5厘米。
采用本领域各种现有方法将发声器连接到该引导装置。例如，可通过弹簧将该发声器连接到该引导装置。发声器通常整个地置于隔音盒中。
发声器优选设计成对皮肤传送恒定的0.001Pa到10Pa的压力。
可将各种声捕装置用于本发明的系统中。声捕装置通常至少部分置于隔音盒之内。例如，Oros France的Gras-40AE 0.5英寸麦克风是合适的声捕装置。该麦克风可具有前置放大器，如Oros France的Gras-26CA 0.5英寸前置放大器。
声捕装置应对频率为0.5Hz到22000Hz的信号敏感。
在一个实施方式中，声捕装置与计算机连接。例如，声捕装置可以是使用了声卡的麦克风，如M-Audio的Duo USB 24比特/96kHz声卡，它可用于连接计算机。声音阅读软件如Praat Version 4.2.19可用于俘获声音并在计算机上对它们进行测评。
结合附图可更好地理解本发明的系统。在图1和2所述的一个实施方式中，系统10包括马达2a和引导装置2。该系统可包括支持物1，如木制支持物，用于供待测皮肤部分承靠。在此实施方式中，金属杆3与马达2a和引导装置2连接。杆3的远端是连接发声器6的连接装置7。在所示的例子中，连接装置7是弹簧，发声器6是卡片。声捕装置8(如麦克风)可连接于杆3。隔音盒4将测试区域包围，该区域内包括声捕装置和发声器。隔音盒具有可供待测皮肤(如前臂的皮肤)插入的开口5。
根据本发明，可如下使用该系统测评皮肤样品的肌理。使样品与隔音盒内部的发声器接触；移动引导装置，使该发声器与皮肤滑动接触，发出声音；使用声捕装置俘获该声音；和将俘获的声音与预设的标准值比较。
可将俘获的声音与预设的标准值比较，例如比较以分贝(dB)计的音量，或通过算法处理信号而进行比较。处理声音信号的合适方法是已知的，包括傅里叶转换、微波、和离散余弦变换。可使用数据挖掘技术(如神经网络、支持向量机、部分最小二乘方回归和主要成分分析)来寻找最佳的声音描述符。
使用本发明的系统和方法可将例如婴儿皮肤的声音记录为预设的标准值。然后可俘获成人皮肤声音，并根据本发明将其与婴儿皮肤的声音比较。
在一个实施方式中，该系统和方法使得消费者可确定一种或多种护肤品是否真地改善了她的皮肤肌理。例如，可在使用某种护肤品(如润肤露)前先根据本发明测评她的一部分皮肤，然后在使用该护肤品后再测评她的皮肤。可使用婴儿的皮肤声音作为预设标准值。如果该消费者的皮肤声音变得更象婴儿的皮肤声音，那么可以认定该消费者的皮肤肌理得到了改善。
下述实施例进一步阐述本发明。
实施例1
如下所述装备本发明的声学系统。使用得自Midi Ingenierie的具有Mac24-1控制卡(也得自Midi Ingenierie)的Mac23无刷马达。该控制卡具有10000点分辨率。该马达由Midi Ingenierie的Macsim V 5软件控制。将纸板卡(cardboard card)用作发声器。发声器通过弹簧连接于马达。马达和纸板卡卡片被设计成将0.001Pa到10Pa的恒定压力传送给皮肤。
将隔音盒剪制成裁成适当大小以容纳人前臂并容纳前述组件。隔音盒的内层由35mm的聚氨酯泡沫制成，外层是5.5mm的重沥青质膜和38mm的Isofon纤维素纤维膜。隔音盒降低外部噪音达5分贝以上。使用Oros France的Gras-40AE 0.5英寸麦克风俘获声音。该麦克风具有Gras-26CA 0.5前置放大器。该麦克风对频率为0.5Hz到22000Hz的信号敏感。该麦克风使用Duo USB 24比特/96kHz声卡(得自M-Audio)，并与计算机相连。使用Praat Version 4.2.19录音软件俘获声音，并在计算机上进行比较。
使用此系统进行实验来测定年长皮肤与年幼皮肤之间的皮肤肌理差别。测试了正常皮肤、干燥皮肤和潮湿皮肤的成年男性对象。测定以Hz计的频率，作为以dB/Hz计的功率谱密度的函数。潮湿皮肤的数据明显低于干燥皮肤和正常皮肤的数据。
在另一实验中，比较婴儿和成人皮肤的声音强度，以dB计。婴儿皮肤发出7.48dB的声音，而成人皮肤发出10.33dB的声音。然后用润肤露处理成人皮肤。处理后，成人皮肤发出8.17dB的声音。

Claims (15)

1.一种用于测评皮肤肌理的声学系统(10)，该系统包括：
隔音盒(4)、与发声器(6)相连的引导装置(2)、和声捕装置(8)。
2.如权利要求1所述的系统(10)，其特征在于，该系统还包括与所述引导装置(2)相连的马达(20)。
3.如权利要求1或2所述的系统(10)，其特征在于，所述发声器(6)是卡片。
4.如权利要求3所述的系统(10)，其特征在于，所述卡片通过连接装置(7)与所述引导装置相连，具体是通过弹簧连接。
5.如前述任一项权利要求所述的系统(10)，其特征在于，所述声捕装置(8)是麦克风。
6.如前述任一项权利要求所述的系统(10)，其特征在于，所述隔音盒(4)能够在盒内将外部噪音减少至少5分贝。
7.如权利要求5或6所述的系统(10)，其特征在于，所述麦克风与计算机相连。
8.如前述任一项权利要求所述的系统(10)，其特征在于，所述隔音盒(4)具有至少一个供待测皮肤插入的开口(5)。
9.如前述任一项权利要求所述的系统(10)，其特征在于，用杆(3)将发声器(6)连接到引导装置(2)，具体是通过连接装置(7)进行连接。
10.一种使用包括隔音盒、与发声器相连的引导装置和声捕装置的系统测评皮肤肌理的方法，该方法包括：
使一部分皮肤与隔音盒内的发声器接触；
移动该引导装置，使发声器与皮肤滑动接触而发出声音；
俘获该声音；和
将俘获的声音与预设的标准值比较。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述声捕装置是麦克风。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，使用马达来移动所述引导装置。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，使用计算机将所述俘获的声音与预设的标准值比较。
14.如权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于，使用以分贝计的声音音量比较俘获的声音与预设的标准值。
15.如权利要求10-14中任一项所述的方法，其特征在于，使用计算机生成的算法比较所述俘获的声音和预设的标准值。
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