CN112914516A - 一种头部植发区域的智能检测方法及头部辅助检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于植发前后的检测方法和装置技术领域，具体涉及一种头部植发区域的智能检测方法及头部辅助检测系统，能够在被测者头顶、左后脑、正后脑和右后脑等植发和取发的部位；利用拍摄过程中通过标准白光和其它辅助照射得到不同光谱的影像；依据所拍影像，通过人工智能Ai软件分析出待植发部位的各种数据，为植发方案给出参考建议。由智能Ai单元完成整个头顶区域识别和勾勒，识别和勾勒有头发和无头发或少头发的植发区，能够快速通过电子拍照技术，快速定位头部需要植发的区域，并通过人工智能Ai软件和影像处理技术，将虚拟植发效果图粘贴在秃顶区，供被测者选择适合自己的植发方案；生动反映出植发前后变化效果。
Description
技术领域
本发明属于植发前后的检测方法和装置技术领域，具体涉及一种头部植发区域的智能检测方法及头部辅助检测系统。
背景技术
现代社会节奏的加快和生活压力的增大，经常熬夜，营养失衡，以及遗传因素的影响，造成现在脱发人群越来越大且有年轻化的普遍趋势，在当今颜值越来越被注重的社会，脱发导致的秃头对人心理的造成的影响不言而喻。
植发是取人体后脑部位毛囊作为发源，经过分离成单株或多株毛囊单位，通过精细的显微外科技术，把毛囊单位移植到需要移植的部位，让其在新的部位存活、自然生长，从而达到修补局部毛发分布密度的目的，以达到美观的效果。其实植发也是一种“拆东墙补西墙”，达到掩饰的、视觉的头发茂盛效果。
目前植发行业多使用带灯的传统光学放大镜、透明膜和标记笔等工，通过人眼观察和手工操作，来人为评估植发方案。缺点是显而易见的，不但操作繁琐，而且人为误差大缺乏准确性和无法有效前后比较；市面上缺少一款能够辅助于头发移植手术，能够根据植发流程，进行辅助检测和方案选择，从而提高植发用户的体验和植发的成功率。
发明内容
为了解决现有技术存在的植发前后头皮状况检测手段不足问题，本方案提供了一种头部植发区域的智能检测方法，能够快速识别头部的需植发的区域，改变传统中手绘植发区域并在植入前进行人工植发量判断的不准确的问题。
本发明所采用的技术方案为：
一种头部植发区域的智能检测方法，包括以下步骤：
S1：以辅助光对人体头部的顶侧、左侧、右侧和后侧进行补光；
S2：在不同补光环境中分别对人体头部的顶侧、左侧、右侧和后侧进行图像采集；
S3：对图像进行处理并识别人体头部轮廓，根据头部的有发区域的边界划定发际线，根据额头的轮廓位置确定并划定植发边界，发际线与植发边界之间的封闭区域即为植发区域。
可选的：所述植发区域通过显示屏进行动态显示，且植发区域的边界可手动调整和确认；手动调整方式包括整体缩放、整体拖移、左右旋转或局部移动植发区域边界位置。
可选的：植发区域的植发数量计算方法：计算植发区域的面积，根据手动选择的植发密度方案计算所需要的总植发数量。
可选的：在计算所需要的总植发数量前，根据植发区域中的识别出的毛囊数量计算总植发数量的上限。
可选的：所述辅助光包括标准白光、紫外光、交叉偏振光或/和平行偏振光；紫外光的补光用于以检测头皮毛囊闭塞情况和油脂分泌情况；交叉偏振光的补光能够使人体头部呈不反光的无油状态，减小头皮油脂对头皮的检测；平行偏振光的补光能够使人体头部呈反光的富油状态，检测头发发根纹路和毛囊红肿变化。
可选的：植发效果模拟方法：根据手动选择的不同密度、不同头发长度和不同头发生长方向制作头发模型，将头发模型虚拟粘贴到植发区域中，并通过显示器进行显示植入后的模拟效果。
一种用于植发的头部辅助检测系统，包括：
光照单元，能够发出至少一种辅助光，并照射人体头部的顶侧、左侧、右侧或后侧；
图像采集单元，能够在不同光照下对人体头部的顶侧、左侧、右侧或后侧进行图像采集；
智能AI单元，用于图像处理，能够识别毛囊大小和密度并判断毛囊健康状态、能够根据发际线位置和额头轮廓位置定位植发区域、或者能够生成不同的头发模型来模拟植发后的效果；
显示单元，用于显示毛囊健康判读结果、植发区域的定位结果、或者模拟的植发后效果图。
可选的：所述辅助光包括标准白光、紫外光、交叉偏振光或/和平行偏振光；所述植发区域的边界可手动调整和确认；手动调整方式包括整体缩放、整体拖移、左右旋转或局部移动植发区域边界位置；所述头发模型通过头部存留头发的颜色以及所选择的不同密度、不同头发生长方向和不同头发长度的生成植发模型，植发模型放入植发区域中即形成虚拟植发效果图。
可选的：光照单元和图像采集单元均集成于一植发镜中，所述植发镜包括有机头和机身；所述机头呈头罩状，所述机身为竖立在地面上的支架，所述机头连接在机身上，所述光照单元选用LED面板系统并安装在机头上，所述图像采集单元选用相机并安装在机头上。
可选的：所述机身包括有位移控制台、第二竖轴、第一弧形杆和第二弧形杆；第二竖轴可转动且竖立在机头中心的正上方，位移控制台位于机头中心的水平侧向处，第一弧形杆连接在位移控制台与第二竖轴之间，第二弧形杆连接在机头与位移控制台之间，第二弧形杆与机头的连接处位于第二竖轴的正下方，第一弧形杆与位移控制台可转动连接；所述机头包括有遮光罩、机壳、灯罩、头部定位装置和第一连接头；所述机壳呈罩状，灯罩、相机和LED面板系统均安装于机壳内，所述遮光罩连接在机壳的罩沿处；头部定位装置设置于机壳内并用于人体头部的位置定位。
本发明的有益效果为：
1.本方案中设计了头部植发区域的智能检测方法能够快速通过电子拍照技术，快速定位头部需要植发的区域，从而能够方便于后续植发方案的选择；
2.本方案中能够由智能Ai单元完成整个头顶区域识别和勾勒，识别和勾勒有头发和无头发或少头发的植发区，并智能匹配样本图集中找到最接近的脱发样本图，然后会在植发区呈现一个或二个黄色封闭区域；该黄色封闭区域还允许通过人工操作完成缩小放大、整体拖移、左右旋转和移动黄色封闭区域中各个节点移动，区域调整完毕确认后黄色变成红色，从而达到完成理想植发封闭区域；
3.本方案可以即时快速的反馈植发方案和植发所需要的费用，克服现有植发方案和植发费用的计算主观性强的问题，透明程度低的问题；并且通过人工智能Ai软件和影像处理技术，将不同密度、不同头发生长方向和不同头发长度的虚拟植发效果图粘贴在秃顶区，可供谢顶患者选择适合自己的植发方案；同时采用上下和左右变脸特技技术，生动反映出植发前后变化效果。
附图说明
为了更清楚地说明本方案的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是应用本方案设计要点的一部分实施结构图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下描述的附图获得其他的附图。
图1是本方案中植发镜的结构示意图；
图2是本方案中机头的结构示意图；
图3是本方案中机身的结构示意图。
图中：1-遮光罩；2-机壳；3-灯罩；4-LED面板系统；5-相机；6-头部定位装置；61-第一定位器；62-第二定位器；7-第一连接头；8-把手部；9–位移控制台；10–竖架杆；11-底座；12-滚轮；13-第一竖轴；14-第一活动支点；15-横向连接臂；16-第二活动支点；17-第二竖轴；18-第一弧形杆；19-第二弧形杆；20- 第二连接头。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。
此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理且不构成自相矛盾的情况下，均包括直接和间接连接。
实施例1
本实施例设计了一种头部植发区域的智能检测方法，包括以下S1、S2和 S3三个步骤：
S1：以辅助光对人体头部的顶侧、左侧、右侧和后侧进行补光。
在S1的步骤中，用于补光的辅助光包括标准白光、紫外光、交叉偏振光或 /和平行偏振光。补光的目的，是方便于在不同光线下观察头皮的状态，从而方便于对头皮健康程度、发际线位置、毛囊毛孔大小等情况进行检测；
其中，紫外光的补光用于以检测头皮毛囊闭塞情况和油脂分泌情况，从而通过这些特性，能够方便于智能匹配头皮毛囊的健康程度，方便于医生根据头皮的健康性状，给予治疗建议以及植发时期的建议。
交叉偏振光的补光能够使人体头部呈不反光的无油状态，减小头皮油脂对头皮的检测；通过交叉偏振光的补光，能够在医生根据拍照照片进行毛囊状态检测时，降低油脂反光对医生判断的干扰。
平行偏振光的补光能够使人体头部呈反光的富油状态，从而能够使得拍摄的照片能够更加清晰的反应头发发根纹路和毛囊红肿变化，进而提高根据拍照照片判断头皮毛囊等健康状态的准确性。
S2：在不同补光环境中分别对人体头部的顶侧、左侧、右侧和后侧进行图像采集。
通过对人体头部的顶侧图像的采集，能够直观的观察人头头部的轮廓，然后，同时在不同辅助光的补光作用下，能够通过对有发区域和缺发区域的颜色、反光程度等对比完成发际线位置的智能识别和勾勒；同时，还需要对头顶的左侧、右侧和后侧等位置分别进行检测识别，从而辅助于发际线位置或植发区域边界位置的确定；由于进行了左侧、右侧和后侧等位置的图像采集，从而能够获得立体的人体头部外形，从而方便于智能匹配相似头型的正常发际线位置，从而提高植发区域识别范围的准确性。
同时，通过观察顶侧、左侧、右侧和后侧进行图像采集并建立头部三维模型后，能够根据发际线位置和毛发的稀疏趋势，给予头发的养护建议，并选择合适的取发区域进行取发。
S3：对图像进行处理并识别人体头部轮廓，根据头部的有发区域的边界划定发际线，根据额头的轮廓位置确定并划定植发边界，发际线与植发边界之间的封闭区域即为植发区域。
该步骤S3中，所识别人体头部轮廓为三维的头部模型，然后在这种三维的头部模型上安装此种头型模型的头发位置分布规律，以额头的轮廓位置为基准确定并划定植发边界，当发际线与植发边界之间的封闭区域进行封闭即为植发区域。
该植发区域通过显示屏进行动态或者静态的显示，显示的图以头部的顶侧为主，且植发区域的边界可手动调整和确认；手动调整方式包括整体缩放、整体拖移、左右旋转或局部移动植发区域边界位置；在医生通过显示界面上对植发区域进行确认之前，可以在头部的植发区域的边界位置显示黄线，然后在确认后显示红线。
实施例2
在实施例1的确定植发区域后，在该植发区域中的植发数量计算方法为：对根据头部三维模型下的植发区域进行面积计算，该植发区域为一个与头顶外形相同的曲面区域；然后，谢顶的患者能够通过手动选择的植发密度方案，从而计算出，所需要植入的总植发数量。从而方便于脱发患者根据实际情况选择植发方案，并计算植发费用；此外，本方案中由于通过简单的除法运算即可计算植发数量，从而能够使得植发费用在计算过程中更加公开透明。
同时，在计算所需要的总植发数量前，由于人体头皮的毛囊数量是恒定的，而每个人的头部毛囊数量都不相同，因此毛囊的数量也可以认为是植发总数量的上限，因此，通过对毛囊数量的检测，或者能够根据图像中采集的植发区域中的识别出的毛囊数量，计算所需要植发的总植发数量的上限；进一步提高植发过程以及费用计算过程的公开透明性。
实施例3
在实施例1的确定植发区域后，可以通过智能AI单元按照植发区域的形状对数据库中不同密度、不同头发长度和不同头发生长方向制作头发模型的进行区域选择，并将选择后的头发模型粘贴到植发区域中，并通过显示器进行显示植入后的模拟效果。
实施例4
为了实现实施例1-实施例3中的方法，本实施例设计了一种用于植发的头部辅助检测系统，包括：光照单元、图像采集单元、智能AI单元和显示单元。
光照单元能够发出至少一种辅助光，并照射人体头部的顶侧、左侧、右侧或后侧。所述辅助光包括标准白光、紫外光、交叉偏振光或/和平行偏振光。
图像采集单元能够在不同光照下对人体头部的顶侧、左侧、右侧或后侧进行图像采集。
智能AI单元能够接受图像采集单元所采集的图像并用于图像的处理，能够识别毛囊大小和密度并判断毛囊健康状态、能够根据发际线位置和额头轮廓位置定位植发区域、或者能够生成不同的头发模型来模拟植发后的效果；植发区域的边界可手动调整和确认；手动调整方式包括整体缩放、整体拖移、左右旋转或局部移动植发区域边界位置；所述头发模型通过头部存留头发的颜色以及所选择的不同密度、不同头发生长方向和不同头发长度的生成植发模型，植发模型放入植发区域中即形成虚拟植发效果图。
在图像处理过程中，主要是对图像中色块的颜色以及连续性色块分布位置进行识别头发、毛囊位置以及毛囊大小等；可以通过毛囊的大小、毛囊的颜色以及毛囊油脂分泌程度，匹配数据库中相应的病症模型，进而判断植发区域的头皮健康程度。
显示单元，用于显示毛囊健康判读结果、植发区域的定位结果、或者模拟的植发后效果图。该显示器可以是触控屏。
实施例5
如图1-3所示，为了方便于植发区域头皮图像的采集，可以将实施例4中的光照单元和图像采集单元均集成于一个植发镜上。
该植发镜包括有机头和机身；所述机头呈头罩状，所述机身为竖立在地面上的支架，所述机头连接在机身上，所述光照单元选用LED面板系统并安装在机头上，所述图像采集单元选用相机5并安装在机头上。
所述机身包括有位移控制台9、竖架杆10、底座11、滚轮12、第一竖轴13、第一活动支点14、横向连接臂15、第二活动支点16、第二竖轴17、第一弧形杆18、第二弧形杆19和第二连接头20；所述底座11的底部设置有多个滚轮12；竖架杆10竖向连接在底座11上；第一竖轴13固定连接竖架杆10的上部；横向连接臂15的一端通过第一活动支点14连接横向连接臂15，且该横向连接臂 15能够在竖向平面上转动；第二竖轴17通过第二活动支点16连接到横向连接臂15的另一端；第一弧形杆18连接在第二竖轴17上且能够绕第二竖轴17的轴线转动；位移控制台9连接在第一弧形杆18上；第二弧形杆19可转动的连接在位移控制台9上，第二弧形杆19远离位移控制台9的一端设置有第二连接头20。在位移控制台9的下侧设置有用于手持的把手部8。
以上机身通过什么多个活动连接且可转动的支点结构能够使得机头能够实现位置的快速控制和移动，进而方便于手动控制机头对人体头部进行快速对位和拍照。
机头包括有遮光罩1、机壳2、灯罩3、LED面板系统4、相机5、头部定位装置6和第一连接头7；所述机壳2呈罩状，灯罩3呈斗状并设置于机壳2 内侧口处且该灯罩3呈环形，LED面板系统呈圆形并设置在灯罩3的内侧，该LED面板系统上设置有呈星型分布的了LED灯珠，图像采集单元可以为电子放大镜，其用于拍照的相机5镜头设置在在LED面板系统的中心处；头部定位装置6包括有第一定位器61和第二定位器62，第一定位器61和第二定位器62均设置于机壳2内侧的两个相对侧并用于人体头部的位置定位；在机壳2上设置有用于连接第二连接头20的第一连接头7。遮光罩1设置在机壳2的罩沿处，该遮光罩1呈C字形，该遮光罩1的缺口朝向并用于容纳人体脖子后部部位。
使用时，能够控制第二弧形杆19相对于位移控制台9的转动控制相机5对准头部的顶侧或后侧位置，当人体左右转身的时，也能够对头部的左侧或者右侧进行图像拍照。此外，第二竖轴17可转动且竖立在机头中心的正上方，位移控制台9位于机头中心的水平侧向处，第一弧形杆18连接在位移控制台9与第二竖轴17之间，第二弧形杆19连接在机头与位移控制台9之间，第二弧形杆 19与机头的连接处位于第二竖轴17的正下方，第一弧形杆18与位移控制台9 可转动连接；以上位移控制台9、第二竖轴17、第一弧形杆18和第二弧形杆19，能够使得机头以人体头部为中心前后翻转或者竖向转动，从而方便于相机对头部各个区域的图像采集，机头中心可以视为本设备在使用时的人体头部的位置。
上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种头部植发区域的智能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以辅助光对人体头部的顶侧、左侧、右侧和后侧进行补光；
S2：在不同补光环境中分别对人体头部的顶侧、左侧、右侧和后侧进行图像采集；
S3：对图像进行处理并识别人体头部轮廓，根据头部的有发区域的边界划定发际线，根据额头的轮廓位置确定并划定植发边界，发际线与植发边界之间的封闭区域即为植发区域。
2.根据权利要求1所述的头部植发区域的智能检测方法，其特征在于：所述植发区域通过显示屏进行动态显示，且植发区域的边界可手动调整和确认；手动调整方式包括整体缩放、整体拖移、左右旋转或局部移动植发区域边界位置。
3.根据权利要求1所述的头部植发区域的智能检测方法，其特征在于：植发区域的植发数量计算方法：计算植发区域的面积，根据手动选择的植发密度方案计算所需要的总植发数量。
4.根据权利要求3所述的头部植发区域的智能检测方法，其特征在于：在计算所需要的总植发数量前，根据植发区域中的识别出的毛囊数量计算总植发数量的上限。
5.根据权利要求1所述的头部植发区域的智能检测方法，其特征在于：所述辅助光包括标准白光、紫外光、交叉偏振光或/和平行偏振光；紫外光的补光用于以检测头皮毛囊闭塞情况和油脂分泌情况；交叉偏振光的补光能够使人体头部呈不反光的无油状态，减小头皮油脂对头皮的检测；平行偏振光的补光能够使人体头部呈反光的富油状态，检测头发发根纹路和毛囊红肿变化。
6.根据权利要求1所述的头部植发区域的智能检测方法，其特征在于：植发效果模拟方法：根据手动选择的不同密度、不同头发长度和不同头发生长方向制作头发模型，将头发模型虚拟粘贴到植发区域中，并通过显示器进行显示植入后的模拟效果。
7.一种用于植发的头部辅助检测系统，其特征在于：包括：
光照单元，能够发出至少一种辅助光，并照射人体头部的顶侧、左侧、右侧或后侧；
图像采集单元，能够在不同光照下对人体头部的顶侧、左侧、右侧或后侧进行图像采集；
智能AI单元，用于图像处理，能够识别毛囊大小和密度并判断毛囊健康状态、能够根据发际线位置和额头轮廓位置定位植发区域、或者能够生成不同的头发模型来模拟植发后的效果；
显示单元，用于显示毛囊健康判读结果、植发区域的定位结果、或者模拟的植发后效果图。
8.根据权利要求1所述的用于植发的头部辅助检测系统，其特征在于：
所述辅助光包括标准白光、紫外光、交叉偏振光或/和平行偏振光；
所述植发区域的边界可手动调整和确认；手动调整方式包括整体缩放、整体拖移、左右旋转或局部移动植发区域边界位置；所述头发模型通过头部存留头发的颜色以及所选择的不同密度、不同头发生长方向和不同头发长度的生成植发模型，植发模型放入植发区域中即形成虚拟植发效果图。
9.根据权利要求8所述的用于植发的头部辅助检测系统，其特征在于：光照单元和图像采集单元均集成于一植发镜中，所述植发镜包括有机头和机身；所述机头呈头罩状，所述机身为竖立在地面上的支架，所述机头连接在机身上，所述光照单元选用LED面板系统并安装在机头上，所述图像采集单元选用相机(5)并安装在机头上。
10.根据权利要求9所述的用于植发的头部辅助检测系统，其特征在于：所述机身包括有位移控制台(9)、第二竖轴(17)、第一弧形杆(18)和第二弧形杆(19)；第二竖轴(17)可转动且竖立在机头中心的正上方，位移控制台(9)位于机头中心的水平侧向处，第一弧形杆(18)连接在位移控制台(9)与第二竖轴(17)之间，第二弧形杆(19)连接在机头与位移控制台(9)之间，第二弧形杆(19)与机头的连接处位于第二竖轴(17)的正下方，第一弧形杆(18)与位移控制台(9)可转动连接；所述机头包括有遮光罩(1)、机壳(2)、灯罩(3)、头部定位装置(6)和第一连接头(7)；所述机壳(2)呈罩状，灯罩(3)、相机(5)和LED面板系统均安装于机壳(2)内，所述遮光罩(1)连接在机壳(2)的罩沿处；头部定位装置(6)设置于机壳内并用于人体头部的位置定位。
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