CN108351970A - 毛发直径测量 - Google Patents

Abstract

一种测量使用者的毛发类型的指征的方法，该方法包括以下步骤：提供移动设备；提供参考卡，该参考卡包括一个或多个参考标志；在所述参考卡的表面处提供所述使用者的一根或多根毛发；使用所述设备获取所述一根或多根毛发的一个或多个图像；确定沿所述参考卡的所述一根或多根毛发各自的路径；和从所述获取的图像计算各毛发的直径。

Description

毛发直径测量

技术领域

本发明涉及用于测量使用者的毛发类型的指征的系统和方法，更特别地涉及用于测量毛发的直径的系统，该系统包括移动设备和参考卡。

背景技术

头发产品的消费者能够从大量的可用产品中进行选择，部分原因在于许多头发护理品牌具有越来越大的产品系列这一事实。

这些产品系列可能涵盖各种产品类别，包括：洗发水、调理剂、护理(treatment)和造型产品。在每一产品类别中，一个品牌可能生产多个版本的产品，每一版本的成分选择为解决给定目标头发类型的特定需要。例如，给定的头发类型可能包括以下的一者或多者：直发、波浪发、卷曲发、浓密的头发、毛糙的头发、稀疏的头发、颜色处理过的头发和受损的头发。

每一版本的产品都可以明确地针对其目标头发类型来销售。然而，消费者可能难以准确地识别他们实际属于的头发类型，因此大量的选择可能带来困惑。当消费者选择产品的版本时，他们的选择通常仅仅基于他们自身对其头发类型的感知，而这种感知可能并不准确，尤其是如果其是基于外部因素如广告或与亲朋好友的相对比较时。另外，术语如“浓密的头发”或“稀疏的头发”可能容易被误解。例如，消费者可能有着许多缕头发，但各发缕可能比平均直径要细。

头发产品的最佳选择可能取决于消费者如何定型其头发。例如，消费者可能具有天然卷曲的头发但可能将其头发吹直。在这样的情况中，消费者可能发现难以对自己的定型后头发类型进行分类。他们可能认为其头发是卷曲的、直的或这之间的某些情况。

因此，在目前的市场中，消费者容易错误地将他们自身归属于某一特定的头发类型并选择特定版本的产品，所选产品的成分可能并不与其头发的实际特性最好地匹配。这种次最佳产品版本的选择可能导致消费者满意度的低下。

因此，头发产品的消费者需要能够对什么版本的护发产品最适合他们作出更准确、更知情的选择。

发明内容

尽管可能使用裸眼或常规光学显微镜得到如头发厚度和弯曲率的特征的宏观理解，但这种检查由于例如不同使用者的视力的差异而不可避免地是不可靠的。因此，基于这种宏观检查选择头发护理产品不太可能导致头发护理产品的最佳选择及最终得到消费者的满意。最广泛地说，本发明通过提供用于测量使用者的毛发类型的指征的更可靠和易用的方法/系统解决了这一问题，其不依赖于使用者的判断。重点的头发护理推荐因此可以以需要最少的人力投入且其提供方案不随使用者而发生变化的方式自动地提供。

根据第一方面，本发明通过提供测量使用者的毛发类型的指征的方法实现了这一点，该方法包括以下步骤：提供移动设备；提供参考卡，该参考卡包括一个或多个参考标志；在所述参考卡的表面处提供所述使用者的一根或多根毛发；使用所述移动设备获取所述一根或多根毛发的一个或多个图像；确定沿所述参考卡的所述一根或多根毛发各自的路径；和从所述获取的图像计算各毛发的直径。

以这种方式，本发明的第一方面可以提供使用移动设备和包括一个或多个参考标志的参考卡测量使用者的毛发类型的指征的方法，该方法包括以下步骤：

在参考卡的表面上提供使用者的一根或多根毛发；

使用移动设备获取所述使用者的一根或多根毛发的一个或多个图像；

确定沿参考卡的一根或多根毛发各自的路径；和

从获取的图像计算各毛发的直径。

在本申请中，术语“毛发类型”可以特别地理解为是指毛发的厚度或直径，或者毛发的曲率、曲线(curve)或卷曲(这些术语可以互换地使用)。

因此，除直径的计算之外，毛发的曲线或卷曲也可以从确定的路径计算。通过从获取的图像计算这些，可以获得比使用者在不使用本发明第一方面的方法(例如，仅通过眼睛检查毛发)的情况下能够自己提供的毛发厚度和曲率的非常粗糙的估计值更好的结果。

在参考卡的表面上提供使用者的一根或多根毛发的步骤可以包括简单地将卡片置于参考卡的表面上。在根据本发明的方法中，如之后讨论的，不需要将毛发平坦地固定在表面上，这可以扭曲与给定毛发的直径和曲线相关的计算。

获取的图像可以包括多个像素，其各自具有相关的光强度值。图像包括各毛发在参考卡的表面上的几何轮廓(geometric profile)(其代表了该毛发在图像内的形状)，且可以使用图像内像素的光强度检测。换句话说，各毛发在获取的图像内具有相关的几何轮廓。毛发的几何轮廓可以认为包括路径信息(或“路径”)和尺度信息(或“尺寸”)。尺度信息优选包括所讨论的毛发的直径或厚度。路径表示给定毛发在沿其长度的所有点的方向，或换句话说，给定毛发通过图像所采取的路线。路径信息和尺度信息优选是可分离的。

因此，毛发的直径可以从毛发的几何轮廓计算。确定的路径也可用于计算毛发的直径。考虑例如卷曲的毛发，其本身在获取的图像中交叉，即其中毛发的路径本身交叉。此时，毛发路径的确定确保已知仅存在一根自身交叉的毛发，而不是几根彼此交叉的毛发。因此，毛发路径的确定确保不进行多余的直径计算。类似的情况在存在多于一个参考卡上存在的毛发时发生。此时，各毛发路径的确定确保对于各毛发进行直径计算，以使得既不进行过少或也不进行过多的计算。在这两个前述的实例中，一旦路径已经被确定，直径的计算可以从各相应毛发的几何轮廓进行。

如可以从以上理解的，不需要一根或多根毛发的对齐，且当使用多根毛发时，是否存在毛发的重叠或交叉不是关键的。由于本发明的路径确定步骤，是否单一毛发本身交叉也不是关键的。

以这种方式，所要求保护的系统提供了一种用于定量分析毛发的简单但准确的机制。通过取得实际测量值，消费者更可能正确地确定其毛发类型。结果，基于这一确定，他们更可能选择对其毛发选择最佳的产品，因为可防止由对毛发类型的定性描述导致的错误。消费者满意的可能性因此增高。

有利地，所述系统可由使用者自己在家实施，而不需要任何复杂或昂贵的实验室设备。

参考卡上的参考标志允许图像的校准，特别是关于毛发的尺寸。

例如，参考标志可以指示随后可用于后续图像处理，特别地用于毛发直径的计算的已知尺寸。具体地，毛发直径的计算可以包括获取的图像中的毛发直径(例如，来自几何轮廓)与参考标志指示的已知尺寸的比较。因此，关于参考标志的信息优选用于计算直径或其它几何性质。参考标志的其它有益特征在本申请中随后参照本发明的其它结构和功能特征给出。

现在将阐述本发明的任选特征。这些特征可单独地或与本发明的任何方面以任何组合应用。

有利地，参考卡不需要包括任何种类的附接部分或粘性区域。这对于卷曲毛发的直径测量是特别有利的，因为卷曲毛发具有固有的弹性且因此它可能更难以附着于卡片。

如果图像在设备上看起来失焦，则获取图像的步骤可以包括重对焦步骤。

获取一个或多个图像可以简单地通过保持移动设备在参考卡之上和也许使用移动设备的专用按钮或触摸屏元件启动图像捕获功能来进行。

移动设备可以包括用于捕获参考卡上的一根或多根毛发的图像的数字成像装置(例如，相机)。以这种方式，移动设备配置为捕获图像以及对其进行获取和处理。除数字成像装置外，移动设备可以包括显示器。

显示器可以配置为显示使用数字成像装置捕获的所获取的图像。移动设备可以包括储存图像库的数据库，且优选地移动设备可以配置为在数据库中储存使用数字图像捕获装置获取的图像。移动设备可以配置为从数据库取得图像用于进一步处理，其中所述进一步处理可以包括本文中公开的任何方法步骤，其在获取一根或多根毛发的一个或多个图像的步骤之后进行。

任选地，获取一个或多个图像的步骤包括以下步骤：在移动设备上提供数字成像装置的输入的实时视图(real time view)(例如，在显示器上)；在实时视图的顶部上提供覆盖物(overlay)，该覆盖物具有与一个或多个参考标志中的一个或多个相同的形状。

当覆盖物具有与参考标志相同的形状时，这确保使用者能够定位移动设备以使得覆盖物重叠实时视图中显示的参考标志。结果，所需的对准可以在图像获取时实现。通过将覆盖物与实时视图中的参考标志排列，可以实现所需的定向和距参考卡的所需距离两者。明显地，这是有利的，因为可以选择对于获取的图像提供所需的分辨率或允许更宽的视野(即确保一根或多根毛发完全显示在获取的图像中)的这种定向/距离。因此，在该方法的一些实施方式中，使用者的一根或多根毛发中各毛发的整体提供在一个或多个参考标志内，即没有任何毛发的部分位于一个或多个参考标志外面。

任选地，第一覆盖物提供用于在第一图像捕获步骤过程中与第一参考标志对准和第二覆盖物提供用于在第二图像捕获步骤过程中与第二参考标志对准。

任选地，获取使用者的所述一根或多根毛发的图像的步骤包括：获得参考卡上的一根或多根毛发的第一图像，该第一图像在距参考卡的第一距离处取得；和获得参考卡上相同的一根或多根毛发的第二图像，该第二图像在距参考卡的第二距离处取得；其中第二距离小于第一距离。

通过以不同距离获得两个图像，实现了不同的放大水平。更加放大的图像，即第二图像，提供一根或多根毛发的更近视图且因此提供更高的分辨率，其可能对于例如图像内边缘的确定或从图像(或几何轮廓)计算直径是有利的。类似地，从第二距离的特写图像也可以允许更准确地确定第二图像中显示的一根或多根毛发的路径。

相反，从第一距离(较大)的第一图像允许较宽的视野。以这种方式，第一图像包含使用者的一根或多根毛发中各毛发的较大的部分，且优选地包含使用者的一根或多根毛发中各毛发的全部。这使得路径能够在各相应毛发的较大长度上确定。通过最大化处于图像中的毛发的程度，有可能更有把握地确保正确数目的毛发被确定(考虑例如自身交叉的和与其它毛发交叉的毛发)。这在其中也计算毛发的曲线的实施方式中也是特别有用的，因为对于各相应的毛发可有更多的数据(即，在更大长度上的数据)。

在一些实施方式中，第一参考标志用于第一图像(在第一距离处)，且第二参考标志用于第二图像(在第二距离处)。在这一情况中，参考标志可以与第一和第二覆盖物相关，如之前讨论的。第一和第二参考标志的存在确保第一图像相对于第二图像的适当对准。而且，此处“对准”是指距离和定向两者的组合。具体地，它确保移动设备在获取第一图像时的位置相对于移动设备在获取第二图像时的位置的适当对准。第一参考标志的大小可以选择为使得在它与第一覆盖物对准时，移动设备处于第一距离处。类似地，第二参考标志的大小可以选择为使得在它与第二覆盖物对准时，移动设备处于第二距离处。第一和第二距离可以是预定的，或使用者设定的。

类似地，第一和第二参考标志的形状可以选择为使得当它们与相应的覆盖物对准时，移动设备相对于参考卡处于相同的定向。这确保图像从相同的方向获取，且因此确保第一和第二图像以相同的投影显示给定的一根或多根毛发。因此且重要的是，这意味着第一和第二图像中一根或多根毛发的几何轮廓是相同的，仅是在不同的放大水平下观看。这意味着第二图像相对于第一图像，路径基本上没有改变，且理想地完全没有改变。这是特别重要的，因为一根或多根毛发不需要固定于参考卡上，且因此从略微不同的角度的投影可能是显著不同的。

如所述的，给定的毛发类型可以包括以下一种或多种：直发、波浪发、卷曲发、浓密的头发、毛糙的头发、稀疏的头发、颜色处理的头发和受损的头发。为在确定毛发类型时提供更高的准确性，可能希望的是测量毛发类型的超过一种指征。例如，本发明的方法可以测量使用者毛发的卷曲以及其它指征的一种或多种特征如其毛发的直径。知道毛发类型的多种指征在选择合适的毛发产品时是特别有用的。例如，最适合于直的浓发的产品对于稀的卷发、浓的卷发或稀的直发可能不是最佳的。

用于从图像计算毛发卷曲的卷曲算法可以在卷曲的更大长度位于图像内时给出最佳结果。其它算法如用于计算直径的那些算法可以在经毛发直径的像素数目最大化时给出最佳结果。因此，在希望毛发类型的多种指征的测量的情况中，总体结果可以通过获得两个单独的图像来改善；一个在较大的捕获区域上取得而一个靠近地获得。形成第二图像的特写优选在该捕获区域内的放大区域取得。

任选地，参考卡包含：用于在获得第一图像时将移动设备与参考卡对准的第一参考标志；和用于在获得第二图像时将移动设备与参考卡对准的第二参考标志。

第一参考标志可以采取外标志的形式，例如矩形或其它多边形。矩形标志的一种优势是它可以由与移动设备的屏幕相同的相对尺寸形成，这优化移动设备中可得的总像素。

第一参考标志可以是围绕参考卡的周缘的实线或可以与参考卡的周缘分离以形成边界(boarder)。

参考卡可以作为销售材料的部分提供，例如在杂志中的广告或文章上。

任选地，使用者的多根毛发提供在参考卡的表面处。

可以测量单一毛发。但是，由于来自个人头部的毛发之间的差异，测量多根毛发可以给出更一致的读数。

任选地，使用者的至少三根毛发提供在参考卡的表面处。

任选地，所获得的毛发图像是包括所有三根毛发的单一图像。在取得第一和第二图像的情况中，毛发在两个图像之间是不移动的。

确定给定毛发的路径是指确定通过移动设备获取的图像中该毛发的几何轮廓中的路径。几何轮廓的确定可以包括检测所获取的图像中毛发的位置的初始步骤。这样的检测可以基于获取的图像内像素的光强度值。当检测毛发的位置时，其形成的路径可以参数化，例如使用多项式拟合。但是，存在着毛发路径可以通过其确定的方法的多种其它实例。

例如，在其它实施方式中，确定沿参考卡的一根或多根毛发各自的路径的步骤可以包括：对图像应用边缘检测算法；在沿毛发的多个点处确定一根或多根毛发的中心线；和对该多个点应用拟合。

任选地，对多个点应用拟合的步骤包括应用多项式拟合的步骤。

任选地，测量使用者的毛发类型的指征的方法进一步包括从一个或多个获取的图像提取一根或多根毛发的卷曲的步骤。

任选地，从其确定的路径计算各毛发的直径的步骤包括：测量确定的路径上至少给定点的定向；和取得与路径的定向垂直的横切面。

任选地，取得与路径的定向垂直的横切面的步骤包括：沿与路径的定向垂直的方向取得强度分布；定位强度分布上与毛发的两个相反边缘对应的两个峰；和测量作为两个峰之间的最大值的路径的该点处的毛发直径。

根据本发明的第二方面，提供了用于测定使用者的毛发类型的系统，该系统包括：移动设备(20)；和参考卡(10)，该参考卡包括一个或多个参考标志；其中移动设备配置为：获取一个或多个图像，该一个或多个图像各自是使用者的一根或多根毛发的图像；确定沿参考卡的一根或多根毛发各自的路径；和从其确定的路径计算各毛发的直径。

移动设备配置为将图像转化成毛发测量值的配置可以采取计算机程序产品的形式，其有形地体现在非暂时性计算机可读介质中，所述计算机程序产品包含用于执行将通过移动设备的数字成像装置所获得的图像转变成毛发指征测量值如卷曲和/或直径所需要的第一方面的方法步骤的指令。

例如，计算机程序可以是可下载到移动设备上的应用。

术语“移动设备”可以理解为指“便携式电子设备”，特别地配置为接收视觉输入的便携式电子设备。因此，移动设备可以是任何电子设备，如：移动电话/蜂窝电话、平板电脑、平板手机、膝上型电脑或数码相机。如本申请中之前讨论的，移动设备可包括用于捕获附着到参考卡的人毛发的图像的数字成像装置(例如，相机)。以这种方式，移动设备配置为捕获图像以及对其进行处理。

参考卡的表面可以着色为白色的以使得待测量的毛发与卡片表面之间的颜色对比度尽可能地大。对于深色毛发(例如，棕色、黑色)，白色表面将是特别优化的。对于亚麻色或灰色毛发，可能优选包括深色表面以使颜色对比度反转。单个参考卡可通过包括具有白色背景的表面和具有黑色背景的表面来配置为用于多种毛发颜色。白色和黑色作为实例使用，但可用其他浅色或深色替代。

任选地参考卡可含有关于其使用或关于应用用途的说明。它也可以包含用于下载执行所要求保护的方法的计算机程序(应用)的网站链接和/或说明。

任选地，参考卡具有哑光表面。该表面的粗糙度可大于或等于哑光打印纸的粗糙度。这可对应于低于35％的TAPPI 75光泽度值，甚至更优选地，这可对应于不高于10％的TAPPI 75光泽度值。

以这种方式，卡所吸收的光的量增加。因此，从卡反射的光最小化，使得减少了因光源的反射而在图像中产生的光斑。当在人造光中取得图像时，这是特别重要的。图像中的亮斑可能影响图像的处理，故参考卡的哑光表面会产生可用于各种照明条件或变化的照明条件的稳定系统。

在光照良好的环境中记录图像的情况中，特别理想的是在记录图像之前禁用移动设备上的任何闪光灯。在闪光灯可能有用的情况下(例如，在光照极差的环境中)，哑光表面将有助于最小化因闪光灯的反射而产生的亮斑的影响。

任选地，参考卡包括：用于在使用移动设备获得第一图像时将移动设备与参考卡对准的第一参考标志；和用于在使用移动设备获得第二图像时将移动设备与参考卡对准的第二参考标志。

在一些实施方式中，代替校准标记或在校准标记之外，可使用参考卡本身的尺寸和/或形状作为参考标志。参考卡的测量可包括参考卡的部分的高度、长度或任何其他量度，如对角线上相对的拐角之间的距离。

任选地，第二参考标志位于第一参考标志内。这可以例如确保第二图像在与第一图像相比更小的距离处取得，如之前讨论的。

任选地，移动设备配置为对使用者提供通过数字成像装置取得的图像用于在处理图像之前的质量验证。

根据本发明的第三方面，提供了与计算机程序一起使用以测量使用者的毛发类型的指征的参考卡，所述参考卡包括：用于在使用移动设备获得第一图像时将移动设备与参考卡对准的第一参考标志；和用于在使用移动设备获得第二图像时将移动设备与参考卡对准的第二参考标志；其中第二参考标志位于第一参考标志内。这种参考卡可以用于本发明第一方面的方法中。

根据本发明的第四方面，提供了用于测量使用者的毛发类型的指征的计算机程序，该计算机程序配置为执行以下步骤：使用移动设备获取参考卡上一根或多根毛发的一个或多个图像；确定沿参考卡的一根或多根毛发各自的路径；和从其确定的路径计算各毛发的直径。

任选地，获取一个或多个图像的步骤包括以下步骤：在移动设备上提供数字成像装置的输入的实时视图；在实时视图的顶部上提供覆盖物，该覆盖物具有与一个或多个参考标志中的一个或多个相同的形状。

以这种方式，提供对准辅助装置(alignment aid)以确保获取的图像以合适的距离和角度取得而使得分辨率是足够的且不引入视差误差。

在相容的情况中，以上参照本发明的第一方面给出的任选特征也可以包括在本发明的第二、第三和第四方面的任何或所有方面中，反之亦然。

本发明的其他任选特征将在下文阐述。

附图说明

下面结合附图以举例的方式描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示出了参考卡的示意图；

图2示出了移动设备的示意图；

图3示出了与网络通讯的移动设备和参考卡的示意图；

图4示出了用于测定使用者的毛发类型的方法；

图5示出了用于从图像提取测量值的方法；

图6示出了作为从图像提取测量值的方法的部分执行的图像校正步骤的实例；

图7示出了作为从图像提取测量值的方法的部分执行的毛发路径确定步骤的实例；

图8示出了作为从图像提取测量值的方法的部分执行的卷曲测量步骤的实例；

图9示出了作为从图像提取测量值的方法的部分执行的直径测量步骤的实例；

图10示出了在图1的参考卡处提供待测量的毛发的实例；

图11示出了移动设备上的指令显示器；

图12示出了获得图10和11的毛发和参考卡的第一图像的实例；

图13示出了获得图10-12的毛发和参考卡的第二图像的实例；

图14示出了进一步的指令屏幕的实例；

图15示出了将数据从移动设备转移到外部计算机中的计算模块的一种方式的实例；

图16示出了提取的测量值的输出的实例；

图17示出了通过外部计算机存储的所提取结果的实例；

图18示出了按照卷曲分组的假发的实例；

图19示出了置于图1的参考卡上的图18的各组的三根毛发；

图20提供了毛发卷曲描述的概括；

图21描绘了卷曲的一些特征的测量值的实例；

图22描绘了卷曲的一些特征的测量值的可选实例；

图23描绘了如图22所示的卷曲的一些特征的测量值的实例，但对于具有不同卷曲的毛发；

图24示出了图18和19中显示的各毛发类型的卷曲测量结果；

图25示出了具有应用的卷曲类别的图24的卷曲测量；

图26示出了直径测量结果的实例；和

图27给出了用于表征的直径范围的实例。

详细说明和本发明的其它任选特征

用于测量使用者的毛发类型的指征的系统参照图1-3描述如下。

该系统包括移动设备20和参考卡10，参考卡包括卡片上的第一参考标志12a和第二参考标志12b,12c,12d,12e。

第一参考标志12a形成外参考标志。在图1所示的实施方式中，这是矩形的。矩形的相对尺寸(即，长度和宽度之间的比率)与参考卡的周缘的相对尺寸相同。它们也与移动设备上的屏幕(即，数字图像装置的像素阵列)的相对尺寸相同。

第二参考标志由排列成阵列的多个独立参考标志形成。在这种情况中，第二参考标志包括四个独立的实心方块，所有四个方块排列成矩形阵列，该阵列位于第一参考标志之内。

多个独立参考标志的阵列的外点(如果接合在一起)会形成具有与第一参考标志相同的相对尺寸的矩形的拐角。

参考卡10包括表面13，毛发应当在进行测量之前针对表面13定位。在图1-3的实施方式中，表面是浅色如白色的，以使其与放置于其上的深色毛发(例如，棕色或黑色毛发)之间的对比度最大。

图2示出了移动设备的说明书实施方式，该移动设备适合用于实施本发明的各个方面和实施方式。移动设备可以包括所显示的所有部件，但可以包含更多或更少的部件。

移动设备20包括数字成像装置60，如用于记录数字照片的数字相机。这些照片然后可以储存在存储器22的数据存储部分中。

所显示的移动设备20包括与存储器22和各种其它部件通讯的中央处理单元(CPU)21。

所显示的移动设备20的这些其它部件包括电源23、网络接口24、显示器25、输入/输出接口26、音频接口27、闪光灯28和用户控制29。

电源23提供由移动界面使用的动力且可以采取充电电池和/或外部电源的形式。

网络接口24提供用于移动设备直接或间接地与任何其它计算设备通讯的机构且包括配置用于一种或多种通讯协议和技术(包括但不限于：GPRS；GSM；TDMA；传输控制协议/互联网络协议(TCP/IP)；CDMA；WCDMA；Wi-Fi；3G、4G、蓝牙或任何其它无线通讯协议)的电路。

显示器25可以是LCD(液晶显示器)、等离子体显示器或任何其它合适的电子显示器，且可以是触摸感应的，因为它可以包括配置为接收来自人指或笔尖的输入的屏幕。

输入/输出接口26可以包括用于输出信息(例如，通过耳机输出的音频信息)的一个或多个端口，但也可以是配置为接收信号(包括远程控制信号)的输入端口。

音频接口27通常包括使得移动设备能够输出信号的扬声器和使得移动设备能够接收音频信号的麦克风，包括用于控制应用的声音控制输入。

所显示的移动设备20包括闪光灯28，其可以结合数字成像装置使用以照明对其摄取照片的物体。

用户控制29可以采取外部按钮或滑块的形式，其允许使用者控制移动设备的各种功能。

保存在设备上的应用可以配置为与设备的各个部件相互作用以使得在接收来自一个或多个用户控制的输入时，数字成像装置被触发且摄取物体(如参考卡上的毛发)的数字照片。这一图像然后可以存储在存储器中且一种或多种算法可以用于处理存储的图像。

本文所述的计算机程序可以采取存储器22中存储的应用的形式。

移动设备可以直接地或通过网络40连接到外部计算机30，使得计算上大量的计算可以通过外部计算机上的计算模块执行，外部计算机比移动设备更强大且因此能够更快地进行计算。

移动设备20也可以配置为通过网络40与其它计算机交换信息。网络可以包括互联网和/或一个或多个局域网(LAN)或广域网(WAN)。

如图3中所示，这种信息的交换可以包括访问外部计算机30上的产品数据库33。产品数据库可以包括合适的产品的列表及产品最适合的毛发的直径的指征。这种指征可以是直径上阈值、直径下阈值或合适的直径的范围。

以这种方式，可将从所取得的参考卡10上使用者毛发的图像提取的经处理信息与产品数据库中的指征进行比较和匹配。然后可应用选择标准来基于数值或标签为用户选择最合适的产品。

在其它实施方式中，产品数据库可存储在移动设备的存储器22内。

应理解，信息如所取得的测量值和/或产品选择可通过网络40与外部服务器通讯。例如，用户可通过在社交媒体网站上发布信息来与其他人分享该信息。

下文将结合图4-17描述测量使用者的毛发类型的指征的方法，其中相同的附图标记对应于关于图1至3描述的特征。

参考卡10与移动设备20一起提供。待测量的毛发置于参考卡10上(s2)以使得毛发靠参考卡的表面13放置。毛发放置的方向不是重要的。毛发可以简单地降落到参考卡上。这一步骤更详细地显示于图10中。

参考卡上毛发的第一图像使用移动设备的数字成像装置60取得(s3)。第一参考标志12a用于对准图像。这确保图像以第一距离取得。

参考卡上毛发的第二图像使用相同移动设备的相同数字成像装置60取得(s4)。多个独立标志12b,12c,12d,12e的形式的第二参考标志用于对准图像。这确保该图像以比第一距离小的第二距离取得。

图像在被处理之前可以存储在存储器22中。

一旦图像已经获取，则从它们提取测量值(s5)。

如以下关于图5-9讨论的，测量值的提取包括确定沿参考卡的一根或多根毛发各自的路径；和从其确定的路径计算各毛发的曲线、直径和其它指征的步骤。

图5示出了用于从图像提取测量值的方法(s5)的概述。显示的实例中的方法包括四个主要阶段：

·图像校正(s51)；

·毛发路径确定(s52)；

·卷曲测量(s53)；和

·直径测量(s54)。

校正图像和检测毛发路径的算法的部分是共有的，从路径计算曲线和直径是单独的，如以下更详细地描述的。

图6示出了图像校正阶段(s51)的实例。

首先，自适应阈值(adaptive threshold)应用于图像(s51a)。

等值线(contour)然后在这一阈值中发现且计算这些等值线的层级(s51b)。

发现匹配对于第一或第二参考标志预期的那些的等值线(s51c)。

在显示的实例中，标志(第一参考标志或第二参考标志)的四个发现的拐角及标志的已知尺寸用于计算单应性；标志的扭曲图像和真实尺寸之间的映射(s51d)。图像然后用双三次插值重映射以表现为具有未扭曲的标志。

图7示出了毛发路径确定阶段(s53)的实例。

首先，图像转化为灰度级(s52a)(例如通过仅从数字成像装置的光学输入取得绿色通道)。

然后进行边缘检测(s52b)。这可以通过应用Sobel过滤(filter)实现。

确定毛发的中心线为阈值距离内面向相反方向的两个强平行边缘的中心点(s52c)。

形态学运算如“桥接”、“封闭”和“稀化”然后对中心点(有时称为候选点)进行以改进数据和除去噪声(s52d)。

连接的部件用于接合边缘(s52e)，其是接触的(touching)(就摩尔近邻的意义)而不是接合(即在两根或更多根毛发之间交叉)。

线进行拟合(s52f)以提供各毛发的曲线。这包括与中心点的像素拟合以产生许多“曲线”，其各自由多个直线“线段”构成。所有曲线彼此比较且，如果它们的末端紧邻在一起且处于相似的定向，则合并。除去在给定长度阈值以下的非常短的曲线以避免异常结果。这产生一系列曲线，其各自由通过其末端的x和y坐标确定的线段构成。在理想的情况中，单一曲线对应于单一毛发的单一毛发路径。

图8示出了卷曲测量阶段的实例。

首先，对于各曲线，在沿其长度的多个点处计算曲率(s53a)，对于各次计算：

a.窗口中的邻近点使用高斯核(Gaussian kernel)平均；

b.多项式拟合于所得的点(s53b)；

c.计算多项式函数的曲率。

其次，算法返回所有曲线上的中值曲率(s53c)。

第三，算法对于各曲线计算“距离指数”(s53d)：

a.计算曲线的中点(mean point)；

b.计算各线段距这一中点的距离；

c.计算所有这些距离的中值；

d.距离指数计算为以上c步中计算的中值与曲线的弧长的比率；

e.这一数值然后通过曲线的长度加权。

图9示出了直径测量阶段(s54)的实例。正如卷曲测量，这使用来自确定的毛发路径的数据，因此这些必须首先获得(s54a)。

对于各曲线，直径在沿该曲线的许多点处计算，这如下进行：

从毛发路径测定毛发的定向(s54b)，并取与这一定向垂直的横切面(s54c)。

双三次插值或另一合适的方法用于取得强度分布(s54d)。

强度分布用于定位毛发的边缘(即，毛发宽度)(s54d)。在强度分布中发现两个峰且它们的最大值取为直径(s54e)。

取得所有这些读数的中值以给出平均毛发直径。这可以是一根毛发上的多个测量值的中值或超过一根毛发上的多个测量值的中值。

与其它已知类型的直径测量不同，因此不需要相对于毛发卡以特定的方式对齐或定位毛发。这对于可能难以对齐的卷曲或乱蓬蓬的毛发的直径测量是特别有利的。但是，它也对于所有类型的毛发提供有效的测量技术。

为完成该方法的用户操作可以参照图10-17来理解，其中相似的参考标记用于图1-3中描述的特征。

图10示出了通过将多根毛发置于参考卡上而在图1的参考卡处提供待测量的毛发的实例。

图11示出了移动设备20上的指令显示器；该指令显示器为使用者提供执行获取第一图像的步骤所需的步骤的指令。指令页包含使用者可以点击以在准备好时进行图像捕获的链接。

在第一距离处第一图像的捕获可以在图12中看到。移动设备的屏幕呈现通过移动设备的数字成像装置(即，相机)接收的光输入。如可从图12看到的，在移动设备上运行的计算机程序(应用)在实时输入的顶部上提供覆盖物112；该覆盖物具有与第一参考标志相同的相对尺寸。使用者在通过按压屏幕上的捕获按钮记录图像之前对准覆盖物边界的内边缘与如通过屏幕观看的第一参考标志的外边缘。

图13示出了在第二距离处第二图像的捕获。移动设备的屏幕呈现通过移动设备的数字成像装置(即，相机)接收的光输入。如可从图13看到的，在移动设备上运行的计算机程序(应用)在实时输入的顶部上提供第二覆盖物112a；该第二覆盖物具有与第二参考标志相同的相对形状和尺寸。使用者在通过按压屏幕上的捕获按钮记录图像之前对准覆盖物边界的内边缘与如通过屏幕观看的第一参考标志的外边缘。

图14示出了进一步的用户指令屏幕；此时确认图像已获得，显示图像并指令使用者将移动设备连接于外部计算机用于分析。直接连接在图3中显示为虚线。或者，与外部计算机30的连接可以通过网络40实现。

图15示出了直接通过电缆将数据从移动设备转移到外部计算机中的计算机模块的一种方式的实例。设想可以使用大的外部服务器代替个人计算机且这些可以通过网络40如LAN或WAN接触。

图16示出了提取的测量值的输出的实例，其包括卷曲类别、中值曲率、平均距离指数、直径类别和中值直径。卷曲类别和直径类别基于实际测量的值分配。卷曲类别的实例和它们分配的方式显示于图25中。这些选择为提供容易引用的卷曲类型的数值。直径类别的实例显示于图27中。

提取的结果可以如图17中所示存储在外部计算机中用于将来引用。

图18示出了按照卷曲分组的假发的实例。这些买来的假发和最终分配的卷曲类别之间的关系显示于图25中。图19示出了置于图1的参考卡上的图18的各组的三根毛发。

图20提供了毛发卷曲描述的概括。平均曲率、曲率分布、曲率征(sign ofcurvature)和最大曲率都可以相对于图21A和21B理解。

卷曲指数(以及平均距离指数)可以相对于图22和23理解。这些图形也直接证明从第一和第二距离获取两个图像的优势。图22和图23各自右侧的图像包括界定中心区域的虚线圆圈。在这一虚线圆圈中，可能表现为存在两根独立的毛发。但是，如果也使用其中更缩小的另一图像，如在图22和图23各自的左侧的图像，则明显的是这事实上是自身多次交叉的一根卷曲毛发。因此，在知道这一点(即从第一图像)的情况下，则可能确保不进行多余的直径测量。

图24示出了图18和19中显示的各毛发类型的卷曲测量结果，其中测量的距离指数针对测量的曲率作图。图25示出了图23的相同卷曲测量，其具有应用的卷曲类别1-10，1为最直的和10为最卷曲的。

图26示出了对于具有不同厚度的毛发样品的直径测量结果的实例。算法测量的直径针对实际测量值(LSM平均直径)作图。发现所使用的移动设备的类型影响结果的准确性。使用平板电脑获得的结果显示良好的相关性，但测量的直径之间的映射并没有如对于移动电话一样接近1:1。这很可能是由于相机质量，且可能需要设备特异性的校正因子。直径测量因此高度依赖于设备相机性能。

图27给出了用于表征的直径范围的实例。

虽然已结合上述示例性实施方案描述了本发明，但在本公开中给出时，许多等同的修改和变化对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，上文阐述的本发明的示例性实施方案应视为说明性的而非限制性的。可对所描述的实施方案作各种改变而不偏离本发明的精神和范围。

上文提及的所有参考文献在此以引用方式并入本文。

Claims (15)

1.一种测量使用者的毛发类型的指征的方法，所述方法包括以下步骤：

提供移动设备；

提供参考卡，所述参考卡包括一个或多个参考标志；

在所述参考卡的表面处提供所述使用者的一根或多根毛发；

使用所述移动设备获取所述一根或多根毛发的一个或多个图像；

确定沿所述参考卡的所述一根或多根毛发各自的路径；和

从所述获取的图像计算各毛发的直径。

2.权利要求1所述的方法，其还包括从所述确定的路径计算各毛发的曲线的步骤。

3.权利要求1或2所述的方法，其中所述获取所述一个或多个图像的步骤包括以下步骤：

在所述移动设备上提供数字成像装置的输入的实时视图；

在所述实时视图的顶部上提供覆盖物，所述覆盖物具有与所述一个或多个参考标志中的一个或多个相同的形状。

4.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述获取使用者的所述一根或多根毛发的图像的步骤包括：

获得所述参考卡上的所述一根或多根毛发的第一图像，所述第一图像在距所述参考卡的第一距离处取得；和

获得所述参考卡上相同的一根或多根毛发的第二图像，所述第二图像在距所述参考卡的第二距离处取得；

其中所述第二距离小于所述第一距离。

5.权利要求4所述的方法，其中所述参考卡包括：

用于在获得所述第一图像时将所述移动设备与所述参考卡对准的第一参考标志；和

用于在获得所述第二图像时将所述移动设备与所述参考卡对准的第二参考标志。

6.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述确定沿所述参考卡的所述一根或多根毛发各自的路径的步骤包括：

对所述图像应用边缘检测算法；

在沿所述毛发的多个点处确定所述一根或多根毛发的中心线；和

对所述多个点应用拟合。

7.前述权利要求任一项所述的方法，其中所述从所述毛发的确定的路径计算各毛发的直径的步骤包括：

测量所述确定的路径上至少给定点的定向；和

取得与所述路径的定向垂直的横切面。

8.权利要求7所述的方法，其中所述取得与所述路径的定向垂直的横切面的步骤包括：

取得沿与所述路径的定向垂直的方向的强度分布；

定位所述强度分布上与所述毛发的两个相反边缘对应的两个峰；和

测量作为所述两个峰之间的最大值的所述路径的该点处的所述毛发的直径。

9.一种用于测量使用者的毛发类型的系统，所述系统包括：

移动设备(20)；和

参考卡(10)，所述参考卡包括一个或多个参考标志；

其中所述移动设备配置为：

获取一个或多个图像，所述一个或多个图像各自是所述使用者的一根或多根毛发的图像；

确定沿所述参考卡的所述一根或多根毛发各自的路径；和

从所述毛发的确定的路径计算各毛发的直径。

10.权利要求9所述的系统，其中所述移动设备进一步配置为从所述确定的路径计算各毛发的曲线。

11.权利要求9或10所述的系统，其中所述参考卡包括：

用于在使用所述移动设备获得第一图像时将所述移动设备与所述参考卡对准的第一参考标志；和

用于在使用所述移动设备获得所述第二图像时将所述移动设备与所述参考卡对准的第二参考标志。

12.权利要求11所述的系统，其中所述第二参考标志位于所述第一参考标志内。

13.一种用于测量使用者的毛发类型的指征的计算机程序，所述计算机程序配置为执行以下步骤：

使用移动设备获取参考卡上一根或多根毛发的一个或多个图像；

确定沿所述参考卡的所述一根或多根毛发各自的路径；和

从所述毛发的确定的路径计算各毛发的直径。

14.权利要求13所述的计算机程序，其中所述获取所述一个或多个图像的步骤包括以下步骤：

在所述移动设备上提供数字成像装置的输入的实时视图；

在所述实时视图的顶部上提供覆盖物，所述覆盖物具有与所述一个或多个参考标志中的一个或多个相同的形状。

15.权利要求13或14所述的计算机程序，其中所述计算机程序进一步配置为执行从所述确定的路径计算各毛发的曲线的步骤。