CN108211102B - 一种面部全自动补水控制方法及其仪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面部全自动补水方法，包括摄像头对人脸进行扫描拍照，形成扫描数据；建立面部3D模型，面部3D模型与人体面部坐标一一对应；对人体面部逐行进行水分及含油量检测，形成肤质信息；3根据面部坐标信息及对应位置肤质信息，对3D模型进行区域划分，将较相近的肤质信息划分为一个补水区域；通过与面部3D模型进行对比，得出人体面部肤龄信息；根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量；根据补水区域和补水量对该人体进行补水。本发明还提供采用上述面部全自动补水方法的面部全自动补水仪器。本发明使用方法简单安全，能使补水更具有针对性，效果更突出，普通人在家中就能够使用。

Description

一种面部全自动补水控制方法及其仪器

技术领域

本发明涉及美容仪器技术领域，特别涉及一种面部全自动补水控制方法及其仪器。

背景技术

随着生活水平的提高，人们越来越重视身体的保健，爱美人士对于人体肌肤尤其是脸部皮肤的保养美容日渐重视，其中保湿补水就是一个非常重要的美容概念，因为肌肤的水分非常容易流失，而肌肤缺乏足够的含水量将直接导致肌肤代谢不正常而衰老、出现皱纹和色斑等等一系列肌肤问题。谈到保湿补水，是求美者很困扰的问题，许多人首先想到的就是补水面膜、补水面霜等等，事实上最有效的补水措施就是打水光针，同时还有除皱抗衰的效果，水光针是利用独有的5针型针头，结合真空负压技术，在使用相同剂量的条件下，对每个点进行平均覆盖，是从传统的点状充填到面状充填的新突破，更可以根据不同的肌肤状况和需求，搭配玻尿酸、胶原蛋白、肉毒素、PRP自体细胞等多元化产品量身订做不同疗程。水光针能有效改善脸部、颈部、手部的皱纹，收缩毛孔，增加弹力，紧致皮肤，有效改善鱼尾纹、法令纹等敏感部位，充分补充水分，使皮肤水润柔嫩、有光泽。但是水光针由于需要通过皮下注射的方法将美容产品注射至皮肤软组织，才能达到美肤功效，因此使用水光针需要去专业的美容医院由专业的人员经过对人体肌肤进行检测后，根据肌肤不同位置所需不同营养进行针对性的注射，普通人由于缺乏相关专业技能，水光针的注射并不适合普通人在家操作。

由于水光针操作上的局限性，人们开始用补水仪进行补水，市场上常用的补水仪通常是通过将液体雾化，然后通过喷雾口对准人体皮肤喷出水雾，从而进行补水，这种补水仪携带较为方便，能够做到随时取用，但是这种补水仪只能做到简单的皮肤保湿，对于皮肤的补水效果较差。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种面部全自动补水控制方法及其仪器，使用简单安全，普通人在家中就能够使用，能有效检测人体脸部各个区域的皮肤情况，并且根据不同的皮肤状况对脸部各个区域进行不同程度的补水，使补水更有针对性，效果更突出。

为了解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

一种面部全自动补水控制方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）摄像头对人脸进行扫描拍照，形成扫描数据；

（2）3D建模模块根据扫描数据建立面部3D模型，面部3D模型与人体面部坐标一一对应；

（3）根据人体面部坐标驱动皮肤水分测试装置对人体面部逐行进行水分及含油量检测，形成肤质信息；

（4）3D建模模块根据面部坐标信息及对应位置肤质信息，对3D模型进行区域划分，将较相近的肤质信息划分为一个补水区域；

（5）肤龄检测模块通过与面部3D模型进行对比，得出人体面部肤龄信息；

（6）补水剂量控制模块根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量，并作为补水信息输出。

上述面部全自动补水控制方法，由摄像头对人体面部进行扫描拍照，建立与人体面部坐标一一对应的3D模型，通过建立面部3D模型，能将面部3D模型作为人体面部的映像，获得人脸各个坐标的空间位置关系，对面部进行检测及补水时，能根据各个坐标准确自动进行操作；随后皮肤水分测试装置根据坐标对人脸皮肤肤质进行检测，3D建模模块根据肤质信息划分补水区域，将3D模型进行区域划分，把肤质信息相近的区域划分为一个补水区域，由于脸部皮肤不同区域肤质不同，所需的补水量也不同，划分补水区域能更好的提升补水效果；之后肤龄检测模块对面部3D模型进行对比，得出人体面部肤龄信息，补水剂量控制模块根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量信息，将肤质信息与肤龄信息相结合后确定皮肤各个区域的补水量，使得补水更具有针对性；最后水光针依据补水量对皮肤各个补水区域进行相应剂量的补水。采用这种补水方法能有效检测人体脸部各个区域的皮肤情况，并且根据不同的皮肤状况对脸部各个区域输出不同程度的补水信息，使补水更有针对性，效果更突出，使普通人在家中就能够使用。

作为本发明的优选方案，所述步骤（5）中肤龄检测模块得出人体面部肤龄信息的方法，是通过将所生成的面部3D模型与图集数据库内预存的各个年龄段的各组面部图像进行对比，得出人体面部的皮肤年龄。

作为本发明的优选方案，所述步骤（6）补水剂量控制模块根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量，是通过在补水剂量控制模块根据人脸的肤龄信息，与预设不同年龄段的补水基准值进行对比，选择出相应的补水基准值，并将人脸各区域测得的肤质信息作为加权系数，把补水基准值与加权系数相乘得出面部3D模型中各个补水区域所需的补水量。

作为本发明进一步的优选方案，所述步骤（6）中，补水剂量控制模块还根据人脸各区域皮肤的状况，通过与预存各种皮肤对应的营养液搭配进行对比，选择出适合各区域皮肤需求的营养液搭配。

作为本发明的优选方案，所述面部全自动补水控制方法采用如下面部全自动补水仪器实现，面部全自动补水仪器包括头盔、面罩、摄像头、三轴驱动机构、皮肤水分测试装置、水光针和控制装置，所述面罩两侧与头盔的两侧铰接，摄像头和三轴驱动机构分别安装在面罩内壁上，皮肤水分测试装置、水光针均安装在三轴驱动机构的动力输出端上；所述控制装置设有3D建模模块、肤龄检测模块、补水剂量控制模块和运动控制模块；三轴驱动机构的控制输入端、水光针的控制信号输入端分别与控制装置的相应信号输出端电连接；摄像头的信号输出端、皮肤水分测试装置分别与控制装置相应的信号输入端电连接。

上述皮肤水分测试装置可采用SKⅠ型皮肤水分测试笔或SKⅣ型皮肤水分测试笔，通过与人脸皮肤的接触，对人脸皮肤的表皮层和真皮层中含水分、含油分量进行检测，得出人脸皮肤的肤质。

头盔穿戴在人体头部上，摄像头对人脸进行扫描拍照，并发送给控制装置，控制装置的3D建模模块根据扫描数据进行面部3D建模，建立面部3D模型，面部3D模型与人体面部的坐标一一对应；控制装置的运动控制模块发送控制信号给三轴驱动机构，三轴驱动机构作相应动作，驱动皮肤水分测试装置在人体的面部逐行进行水分及含油量检测，形成肤质信息，然后将肤质信息发送给控制装置，控制装置中的3D建模模块根据肤质信息及来自运动控制模块反馈的坐标信息，在面部3D模型的相应位置进行标识，并根据肤质信息的相近程度在面部3D模型上进行区域划分，将较相近的肤质信息划分为一个补水区域；肤龄检测模块将面部3D模型与控制装置中预存的各组面部图像进行比对，得出人体面部的皮肤年龄；补水剂量控制模块依据皮肤年龄、肤质信息确定补水量并作为补水信息输出给水光针；运动控制模块按照面部3D模型上已划分的补水区域逐个发送控制信号给三轴驱动机构，三轴驱动机构驱动水光针到达人体面部与补水区域相对应的位置，水光针依据补水剂量控制模块给出的补水量对该人体面部区域进行相应剂量的补水。

作为本发明进一步的优选方案，所述肤龄检测模块包括图集数据库和对比单元，图集数据库中预存有代表多个年龄段的多组面部图像，每个年龄段均对应一组面部图像，每组面部图像均包括多幅面部图像；图像对比单元将所述3D建模模块所生成的面部3D模型与各幅面部图像进行对比，得出人体面部的皮肤年龄并发送给补水剂量控制模块。图集数据库内预存有各个年龄段的各类皮肤指标（如色斑、皱纹、粉刺、毛孔粗糙度等）不同的面部图像，对人脸皮肤进行年龄检测时，对比单元通过将面部3D模型分别与图集数据库内预存的各幅面部图像进行对比，选择出与照片皮肤指标最接近的面部图像，将该面部图像所在的年龄段作为对应照片所在面部区域的皮肤年龄，随后将皮肤年龄发送到补水剂量控制模块。

作为本发明进一步的优选方案，所述补水剂量控制模块中设有不同年龄段的补水基准值；补水剂量控制模块根据所述肤龄检测模块所得出的皮肤年龄选择相应的补水基准值，并在3D建模模块所生成的面部3D模型中各个补水区域中，将皮肤水分测试装置所给出的肤质信息作为加权系数，将补水基准值与加权系数相乘得出面部3D模型中各个补水区域所需的补水量并发送给所述水光针。

作为本发明进一步的优选方案，所述三轴驱动机构包括纵向驱动机构、横向驱动机构和深度驱动机构，横向驱动机构安装在纵向驱动机构的动力输出端上，深度驱动机构安装在横向驱动机构的动力输出端上，所述皮肤水分测试装置和水光针分别安装在深度驱动机构的动力输出端上。纵向驱动机构、横向驱动机构、深度驱动机构一般均包括伺服电机、丝杆、导向杆、螺母和移动座，丝杆、导向杆平行设置，丝杆与伺服电机传动连接，螺母套接在丝杆外面，移动座安装在导向杆上并与螺母连接。

作为本发明进一步的优选方案，所述头盔设有营养液储存装置和多条营养液输送管，所述营养液储存装置设有多个营养液储存室，所述水光针设有多个与营养液储存室数量相同的营养液注入口，各所述营养液储存室通过营养液输送管连接对应营养液注入口，所述营养液储存装置的控制信号输入端与所述控制装置的控制信号输出端电连接。各营养液储存室分别储存如玻尿酸、胶原蛋白、肉毒素、PRP自体细胞等各种不同的营养液，补水剂量控制模块根据人脸各区域皮肤的状况，通过与预存各种皮肤对应的营养液搭配进行对比，选择出适合各区域皮肤需求的营养液搭配，并将人脸各部位所需营养液搭配信息发送到营养液储存装置，营养液储存装置根据营养液搭配信息通过不同的营养液输送管向水光针输送不同的营养液，三轴驱动机构驱动水光针移动到人脸各个区域，水光针对各区域皮肤进行注射补水。

作为本发明更进一步的优选方案，所述头盔还设有显示屏，显示屏与所述控制装置的相应信号输出端电连接。通过设置与控制装置电连接的显示屏，动态显示补水过程。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

这种面部全自动补水仪器通过建立面部3D模型作为人体面部的映像，并检测人体脸部各个区域的肤质信息和皮肤年龄，自动根据面部3D模型上不同补水区域的肤质信息和皮肤年龄，移动水光针到人体面部相应位置进行不同程度的补水（营养补充），保持脸部肌肤健康机能，更具有针对性，效果更突出，同时使用方法简单安全，使普通人在家中就能够使用。

附图说明

图1为本发明实施例1中的结构示意图；

图2为本发明实施例1中的电路原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1

如图1-2所示，本实施例中的一种面部全自动补水控制方法，包括以下步骤：

（1）摄像头1对人脸进行扫描拍照，形成扫描数据；

（2）3D建模模块71根据扫描数据建立面部3D模型，面部3D模型与人体面部坐标一一对应；

（3）根据人体面部坐标驱动皮肤水分测试装置5对人体面部逐行进行水分及含油量检测，形成肤质信息；

（4）3D建模模块71根据面部坐标信息及对应位置肤质信息，对3D模型进行区域划分，将较相近的肤质信息划分为一个补水区域；

（5）肤龄检测模块72通过与面部3D模型进行对比，得出人体面部肤龄信息；

（6）补水剂量控制模块73根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量，并作为补水信息输出。

所述步骤（5）中肤龄检测模块72得出人体面部肤龄信息的方法，是通过将所生成的面部3D模型与图集数据库721内预存的各个年龄段的各组面部图像进行对比，得出人体面部的皮肤年龄。

所述步骤（6）补水剂量控制模块73根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量，是通过在补水剂量控制模块73根据人脸的肤龄信息，与预设不同年龄段的补水基准值进行对比，选择出相应的补水基准值，并将人脸各区域测得的肤质信息作为加权系数，把补水基准值与加权系数相乘得出面部3D模型中各个补水区域所需的补水量。

所述步骤（6）中，补水剂量控制模块73还根据人脸各区域皮肤的状况，通过与预存各种皮肤对应的营养液搭配进行对比，选择出适合各区域皮肤需求的营养液搭配。

上述面部全自动补水控制方法能有效检测人体脸部各个区域的皮肤情况，并且根据不同的皮肤状况对脸部各个区域进行不同程度的补水，使补水更有针对性，效果更突出，使普通人在家中就能够使用。

面部全自动补水控制方法采用如下面部全自动补水仪器实现，面部全自动补水仪器包括头盔1、面罩2、摄像头3、三轴驱动机构4、皮肤水分测试装置5、水光针6和控制装置7，所述面罩2两侧与头盔1的两侧铰接，摄像头3和三轴驱动机构4分别安装在面罩2内壁上，皮肤水分测试装置5、水光针6均安装在三轴驱动机构4的动力输出端上；所述控制装置7设有3D建模模块71、肤龄检测模块72、补水剂量控制模块73和运动控制模块74；三轴驱动机构4的控制输入端、水光针6的控制信号输入端分别与控制装置7的相应信号输出端电连接；摄像头3的信号输出端、皮肤水分测试装置5分别与控制装置7相应的信号输入端电连接。

上述面部全自动补水仪器中，头盔1穿戴在人体头部上，摄像头3对人脸进行扫描拍照，并发送给控制装置7，控制装置7的3D建模模块71根据扫描数据进行面部3D建模，建立面部3D模型，面部3D模型与人体面部的坐标一一对应；控制装置7的运动控制模块74发送控制信号给三轴驱动机构4，三轴驱动机构4作相应动作，驱动皮肤水分测试装置5在人体的面部逐行进行水分及含油量检测，形成肤质信息，然后将肤质信息发送给控制装置7，控制装置7中的3D建模模块71根据肤质信息及来自运动控制模块74反馈的坐标信息，在面部3D模型的相应位置进行标识，并根据肤质信息的相近程度在面部3D模型上进行区域划分，将较相近的肤质信息划分为一个补水区域；肤龄检测模块72将面部3D模型与控制装置7中预存的各组面部图像进行比对，得出人体面部的皮肤年龄；补水剂量控制模块73依据皮肤年龄、肤质信息确定补水量并作为补水信息输出给水光针6；运动控制模块74按照面部3D模型上已划分的补水区域逐个发送控制信号给三轴驱动机构4，三轴驱动机构4驱动水光针6到达人体面部与补水区域相对应的位置，水光针6依据补水剂量控制模块73给出的补水量对该人体面部区域进行相应剂量的补水。

所述肤龄检测模块72包括图集数据库721和对比单元722，图集数据库721中预存有代表多个年龄段的多组面部图像，每个年龄段均对应一组面部图像，每组面部图像均包括多幅面部图像；图像对比722单元将所述3D建模模块71所生成的面部3D模型与各幅面部图像进行对比，得出人体面部的皮肤年龄并发送给补水剂量控制模块73。图集数据库内预存有各个年龄段的各类皮肤指标（如色斑、皱纹、粉刺、毛孔粗糙度等）不同的面部图像，对人脸皮肤进行年龄检测时，对比单元通过将面部3D模型分别与图集数据库内预存的各幅面部图像进行对比，选择出与照片皮肤指标最接近的面部图像，将该面部图像所在的年龄段作为对应照片所在面部区域的皮肤年龄，随后将皮肤年龄发送到补水剂量控制模块。

所述补水剂量控制模块73中设有不同年龄段的补水基准值；补水剂量控制模块73根据所述肤龄检测模块72所得出的皮肤年龄选择相应的补水基准值，并在3D建模模块71所生成的面部3D模型中各个补水区域中，将皮肤水分测试装置5所给出的肤质信息作为加权系数，将补水基准值与加权系数相乘得出面部3D模型中各个补水区域所需的补水量并发送给所述水光针6。

所述三轴驱动机构4包括纵向驱动机构41、横向驱动机构42和深度驱动机构43，横向驱动机构42安装在纵向驱动机构41的动力输出端上，深度驱动机构43安装在横向驱动机构42的动力输出端上，所述皮肤水分测试装置5和水光针6分别安装在深度驱动机构43的动力输出端上。纵向驱动机构41、横向驱动机构42、深度驱动机构43一般均包括伺服电机、丝杆、导向杆、螺母和移动座，丝杆、导向杆平行设置，丝杆与伺服电机传动连接，螺母套接在丝杆外面，移动座安装在导向杆上并与螺母连接。

所述头盔1还设有营养液储存装置11和多条营养液输送管（图中看不见），所述营养液储存装置11设有多个营养液储存室，所述水光针3设有多个与营养液储存室数量相同的营养液注入口，各所述营养液储存室通过营养液输送管连接对应营养液注入口，所述营养液储存装置11的控制信号输入端与所述控制装置7的控制信号输出端电连接。各营养液储存室分别储存如玻尿酸、胶原蛋白、肉毒素、PRP自体细胞等各种不同的营养液，补水剂量控制模块73根据人脸各区域皮肤的状况，通过与预存各种皮肤对应的营养液搭配进行对比，选择出适合各区域皮肤需求的营养液搭配，并将人脸各部位所需营养液搭配信息发送到营养液储存装置11，营养液储存装置11根据营养液搭配信息通过不同的营养液输送管向水光针6输送不同的营养液，三轴驱动机构4驱动水光针6移动到人脸各个区域，水光针6对各区域皮肤进行注射补水。

所述头盔1还设有显示屏12，显示屏12与所述控制装置7的相应信号输出端电连接。通过设置与控制装置7电连接的显示屏，动态显示补水过程。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种面部全自动补水控制方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）摄像头对人脸进行扫描拍照，形成扫描数据；

（2）3D建模模块根据扫描数据建立面部3D模型，面部3D模型与人体面部坐标一一对应；

（3）根据人体面部坐标驱动皮肤水分测试装置对人体面部逐行进行水分及含油量检测，形成肤质信息；

（4）3D建模模块根据面部坐标信息及对应位置肤质信息，对面部3D模型进行区域划分，将较相近的肤质信息划分为一个补水区域；

（5）肤龄检测模块通过与面部3D模型进行对比：通过将所生成的面部3D模型与图集数据库内预存的各个年龄段的各组面部图像进行对比，得出人体面部肤龄信息；

（6）补水剂量控制模块根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量，并作为补水信息输出。

2.如权利要求1所述的一种面部全自动补水控制方法，其特征在于：所述步骤（6）补水剂量控制模块根据肤质信息及肤龄信息确定皮肤各个补水区域的补水量，是通过在补水剂量控制模块根据人脸的肤龄信息，与预设不同年龄段的补水基准值进行对比，选择出相应的补水基准值，并将人脸各区域测得的肤质信息作为加权系数，把补水基准值与加权系数相乘得出面部3D模型中各个补水区域所需的补水量。

3.如权利要求2所述的一种面部全自动补水控制方法，其特征在于：所述步骤（6）中，补水剂量控制模块还根据人脸各区域皮肤的状况，通过与预存各种皮肤对应的营养液搭配进行对比，选择出适合各区域皮肤需求的营养液搭配。

4.一种用于实现权利要求1所述面部全自动补水控制方法的面部全自动补水仪器，其特征在于包括头盔、面罩、摄像头、三轴驱动机构、皮肤水分测试装置、水光针和控制装置，所述面罩两侧与头盔的两侧铰接，摄像头和三轴驱动机构分别安装在面罩内壁上，皮肤水分测试装置、水光针均安装在三轴驱动机构的动力输出端上；所述控制装置设有3D建模模块、肤龄检测模块、补水剂量控制模块和运动控制模块；所述肤龄检测模块包括图集数据库和对比单元，图集数据库中预存有代表多个年龄段的多组面部图像，每个年龄段均对应一组面部图像，每组面部图像均包括多幅面部图像；图像对比单元将所述3D建模模块所生成的面部3D模型与各幅面部图像进行对比，得出人体面部的皮肤年龄并发送给补水剂量控制模块；三轴驱动机构的控制输入端、水光针的控制信号输入端分别与控制装置的相应信号输出端电连接；摄像头的信号输出端、皮肤水分测试装置分别与控制装置相应的信号输入端电连接。

5.如权利要求4所述的一种面部全自动补水仪器，其特征在于：所述补水剂量控制模块中设有不同年龄段的补水基准值；补水剂量控制模块根据所述肤龄检测模块所得出的皮肤年龄选择相应的补水基准值，并在3D建模模块所生成的面部3D模型中各个补水区域中，将皮肤水分测试装置所给出的肤质信息作为加权系数，将补水基准值与加权系数相乘得出面部3D模型中各个补水区域所需的补水量并发送给所述水光针。

6.如权利要求4所述的一种面部全自动补水仪器，其特征在于：所述三轴驱动机构包括纵向驱动机构、横向驱动机构和深度驱动机构，横向驱动机构安装在纵向驱动机构的动力输出端上，深度驱动机构安装在横向驱动机构的动力输出端上，所述皮肤水分测试装置和水光针分别安装在深度驱动机构的动力输出端上。

7.如权利要求4所述的一种面部全自动补水仪器，其特征在于：所述头盔设有营养液储存装置和多条营养液输送管，所述营养液储存装置设有多个营养液储存室，所述水光针设有多个与营养液储存室数量相同的营养液注入口，各所述营养液储存室通过营养液输送管连接对应营养液注入口，所述营养液储存装置的控制信号输入端与所述控制装置的控制信号输出端电连接。

8.如权利要求7所述的一种面部全自动补水仪器，其特征在于：所述头盔还设有显示屏，显示屏与所述控制装置的相应信号输出端电连接。

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