CN114828956A - 处理设备和方法 - Google Patents

Abstract

根据一个方面，提供了一种用于在受试者上或对受试者执行处理操作的处理设备。处理设备包括：光学漫射器，被布置在所述处理设备上，使得当所述处理设备用于执行所述处理操作时，所述光学漫射器的外表面接近或接触所述受试者的皮肤；以及成像单元，用于使用穿过所述光学漫射器进入到所述处理设备中的光来获得一个或多个图像；其中所述处理设备还被配置为向处理单元提供一个或多个图像，以确定所述处理设备是否与所述皮肤接触。

Description

处理设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对受试者执行处理操作的处理设备以及一种用于确定处理设备是否与皮肤接触的方法。

背景技术

当设备的一部分与受试者的皮肤接触或适当地靠近受试者的皮肤时，将使用许多处理设备。实例包括使用各种技术如刮剃、电解、拔毛、激光和光疗法(称为光脱毛或强脉冲光IPL)和注射处理性抗雄激素来除去不需要的毛发的设备。用于减少毛发生长和处理痤疮的处理设备也需要与皮肤接触。皮肤接触设备还可以用于向受试者提供按摩、用于提供理疗、用于向受试者施加贴片(例如心电图电极等)以及用于超声测量。

基于光的毛发去除是用于通过将皮肤暴露于明亮的闪光或光脉冲来抑制毛发生长的处理，所述闪光或光脉冲可称为IPL(强脉冲光)，其中光脉冲由灯或灯泡产生。备选地，可以使用激光器或一个或多个发光二极管(LED)产生闪光或脉冲。光穿透皮肤并在发根中被吸收(除了别的地方之外)。发根的温度将升高，随后周围组织的温度也将升高。如果温度升高足够，则毛发的生长被抑制。该方法称为光热解。与皮肤的接触是成功处理和防止光脉冲被引导到其它身体部分如眼睛中所需要的，这可能导致损伤。因此需要提供确定设备是否与皮肤接触的方法。

皮肤接触传感器测量指示处理设备是否与皮肤接触的参数，例如电容和接触压力。这些传感器集成到与皮肤接触的设备的部分。通常希望该设备的该部分是可移除的并且可与不同的附接件互换，其中每个附接件可以适合于不同的应用或身体部分。目前，在所有附件上都需要皮肤接触传感器。

EP 3 388 011A1公开了一种基于光的皮肤处理设备，其具有处理光出射窗，在操作期间，经由该处理光出射窗将由处理光源产生的处理光施加到用户的皮肤。处理光出射窗由光波导的主表面构成。该设备还包括被布置成在操作期间产生皮肤图像的图像传感器。图像传感器被布置成接收经由波导的成像光出射表面离开波导的光。成像光出射表面被布置成使得图像传感器能够接收由成像光源产生并经由主表面由全内反射引导的成像光。此外，成像光出射表面被布置成使得经由主表面进入波导的环境光在不在波导中被内部反射的情况下不能经由成像光出射表面到达图像传感器。当皮肤与主表面接触时，成像光将在皮肤表面与主表面接触的那些位置处经由主表面离开波导，并且成像光将在皮肤不与主表面接触的那些位置处被主表面内部反射，例如在皮肤毛孔和皱纹的位置处。结果，图像传感器将产生显示皮肤结构如皮肤毛孔和皱纹的皮肤图像。当没有皮肤与主表面接触时，所有的成像光将被主表面内部反射，从而图像传感器将产生没有任何细节的均匀图像。由于经由主表面进入波导的环境光不能直接到达图像传感器，因此均匀图像将不包含来自设备环境的任何细节。结果，保护了用户的隐私。

发明内容

成像单元越来越多地被包括在处理设备中以获得待处理和已处理的受试者区域的图像。使用嵌入在处理设备中的成像单元可以提供潜在的益处，例如经由位移测量的处理引导，以及评估处理的效果。为了使由于增加了成像单元和相关的处理电路而导致的处理设备的成本增加最小化，考虑成像单元是否可以用于执行处理设备中的一些现有传感器的功能，使得这些传感器能够被省略。特别地，使用成像单元来检测与皮肤的接触将是有益的，而不是需要专用的皮肤接触传感器(特别是在处理设备的每个单独附件具有各自的皮肤接触传感器组件的情况下)。然而，已经发现，需要相对复杂的成像处理技术来处理所获得的图像以确定处理设备是否与皮肤接触，并且这在(通常地)手持设备中是不期望的。因此，本发明的目的是提供一种改进的处理设备，其包括成像单元，并且能够用于以减小的处理负担确定处理设备是否与皮肤接触。

根据第一方面，提供了一种用于在受试者上或对受试者执行处理操作的处理设备，所述处理设备包括光学漫射器，所述光学漫射器被布置在所述处理设备上，使得当所述处理设备用于执行所述处理操作时，所述光学漫射器的外表面接近所述受试者的皮肤；以及成像单元，用于使用穿过所述光学漫射器进入所述处理设备的光来获得一个或多个图像；其中，所述处理设备还被配置为向处理单元提供一个或多个图像，以确定所述处理设备是否与所述皮肤接触。因此，第一方面提供了使用处理设备中的成像单元来确定处理设备是否与皮肤接触的能力。

在这些实施例中，处理设备还包括用于使光能够进入和离开处理设备的光波导。

在一些实施例中，光漫射器的外表面与光波导接触。在备选实施例中，光漫射器的内表面与光波导接触。

在一些实施例中，光波导和/或光漫射器具有抗反射涂层以最小化光波导和/或光漫射器的光反射。

在一些实施例中，光漫射器被布置成覆盖光波导，使得通过光波导的任何光也通过光漫射器。

在备选实施例中，光漫射器被设置为部分地覆盖光波导，使得通过光波导的光的仅一些光也通过光漫射器。在一些实施例中，光漫射器被布置在光波导的外部以形成边界，使得穿过光波导的中央部分的光不穿过光漫射器。

在一些实施例中，处理设备还包括布置在处理设备内的光源，以在成像单元获得一个或多个图像时产生光。

在一些实施例中，处理设备用于执行基于光的处理。在一些实施例中，处理设备还包括用于产生光以执行基于光的处理的处理光源。

根据第二方面，提供了一种系统，包括根据第一方面或其任何实施例的用于对受试者或对受试者执行处理操作的处理设备；以及处理单元，被配置为从所述成像单元接收一个或多个图像并处理所述一个或多个图像以确定所述处理设备是否与所述皮肤接触。

在一些实施例中，处理单元被包括在处理设备中。在备选实施例中，处理单元与处理设备分离。

根据第三方面，提供了一种用于确定处理设备是否与皮肤接触的方法。该方法包括接收穿过处理设备的光学漫射器进入到处理设备中的光的一个或多个图像，以及使用处理单元处理所接收的一个或多个图像以确定处理设备是否与皮肤接触。

在一些实施例中，处理步骤包括通过将所获得的一个或多个图像与以下项中的一个或两个进行比较来确定设备是否与皮肤接触：(i)当皮肤不与光学漫射器接触时获得的第一参考图像，以及(ii)当皮肤与光学漫射器接触时获得的第二参考图像。

根据第四方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有被包含在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理单元执行时，使得所述计算机或处理单元执行用于确定处理设备是否与皮肤接触的方法。该方法包括接收穿过处理设备的光学漫射器进入到处理设备中的光的一个或多个图像，以及处理所接收的一个或多个图像以确定处理设备是否与皮肤接触。

这些和描述的一个或多个实施例，这些和其它方面将是显而易见的并被阐明。

附图说明

现在将参考以下附图仅以示例的方式描述示例性实施例，其中：

图1是示例性处理设备的图示；

图2示出了本发明的两个示例性实施例；

图3是根据各种实施例的包括处理设备和装置的示例性系统的框图；

图4示出了由根据本发明的成像单元获得的图像；

图5是示出用于确定处理设备是否与皮肤接触的示例性方法的流程图。

具体实施方式

如上所述，可能需要相对复杂的成像处理技术来处理由成像单元获得的图像，以确定处理设备是否与皮肤接触，该成像单元被布置在处理设备上或布置在处理设备外部(单独地)。因此，本公开提供了在处理设备的要接触皮肤的部分上的光学漫射器，并且处理设备内的成像单元获得已经经过光学漫射器的光的图像。光学漫射器，也称为光漫射器，漫射或散射其中通过的光，并减少或去除高强度亮点。光漫射器可以由半透明材料形成，例如磨砂玻璃、全息聚碳酸酯或乳白玻璃。通常，光漫射器将用于强烈地漫射来自与光漫射器在空间上分离的物体(例如皮肤)的光，而较不强烈地漫射来自与光漫射器接触的物体的光。这意味着当物体(例如皮肤)在空间上与光学漫射器分离时，由成像单元通过光学漫射器获得的物体的图像将非常模糊，或者物体可能根本不可见。然而，当物体与光漫射器接触(或非常接近)时，物体可以在获得的图像中清楚地或更清楚地区分。将所获得的图像与示出皮肤接触的参考图像和/或示出没有接触(与皮肤接触或以其他方式)的参考图像进行比较可以指示处理设备是否与皮肤接触。因此，通过在处理设备上设置光漫射器，使得当处理设备用于执行处理操作时，光漫射器的外表面接近(靠近)或接触受试者的皮肤，并且在处理设备内提供成像单元，该成像单元能够从已经通过光漫射器进入到处理设备中的光产生图像，可以用相对简单的图像处理技术来处理图像以确定处理设备是否与皮肤接触。

对由成像单元获得的图像的处理可以由处理设备(例如，由处理设备中的处理单元)来实现，或者由分离的设备中的处理单元来实现。

图1是可用于向皮肤区域施加能量脉冲(例如光脉冲)的示例性处理设备2的图示。应当理解，图1中的处理设备2仅作为本发明可与之一起使用的处理设备2的示例，并且处理设备2不限于图1中所示的形式或作为基于能量的处理设备。在一些实施例中，处理设备2在使用期间被握在用户的一只或两只手中。处理设备2用于受试者(例如人或动物)的身体上，并且当处理设备2与受试者的皮肤接触时在受试者的身体上执行一些处理操作。在一些实施例中，处理设备2对受试者的皮肤执行一些处理操作。一些示例性处理操作包括但不限于通过剃刮、电解、激光和光疗法(称为光脱毛或强脉冲光IPL)中的任一种去除不想要的毛发；皮肤病学(皮肤)处理，包括毛发生长减少、处理痤疮、光疗处理、皮肤复壮、皮肤紧致或葡萄酒色斑处理；和疼痛缓解。备选地，处理设备2可以用于对身体部分执行超声扫描。

如本文所述，处理设备2由“用户”操作或使用，并且处理设备2在“受试者”的身体上使用。在一些情况下，用户和受试者是同一个人，即处理设备2握在手中并由用户自己使用(例如用在他们腿上的皮肤上)。在其他情况下，用户和受试者是不同的人，例如处理设备2被握在手中并由用户在其他人身上使用。

处理设备2包括壳体4，壳体4至少包括手柄部分5和头部6。手柄部分5的形状使得用户能够用一只手握住处理设备2。头部6位于壳体4的头端8处。当要在受试者的身体或皮肤上执行处理操作时，头部6被放置成与受试者的皮肤接触。

在图1所示的实施例中，处理设备2用于使用能量或能量脉冲(例如光或光脉冲)执行处理操作。因此，在图1中，头部6包括布置在壳体4中或壳体4上的孔口10，使得孔口10可以邻近受试者的皮肤放置或放置在受试者的皮肤上(即与受试者的皮肤接触)。处理设备2包括一个或多个能量源12，其用于产生能量脉冲，该能量脉冲将经由孔口10施加到受试者的皮肤并实现处理操作。一个或多个能量源12被布置在壳体4中，使得从一个或多个能量源12通过孔口10提供能量脉冲。孔口10可以是壳体4的头端8处的开口的形式，并且可以包括对于能量脉冲透明或半透明的光波导13(即，能量脉冲可以通过光波导13)。

在图1所示的示例性实施例中，孔口10和光波导13具有大致矩形的形状，这在皮肤上产生大致矩形的皮肤处理区域。应当理解，孔口10和/或光波导13可以具有任何其它期望的形状。例如，孔口10和/或光波导13可以是正方形、椭圆形、圆形或任何其它多边形。

在图1所示的实施例中，光漫射器14设置在孔口10中，成像单元16在头部6内。光漫射器14可以被设置为与光波导13接触，并且光波导13可以向光漫射器14提供机械强度。如下面参照图2所述，光波导13和光漫射器14的不同布置是可能的。在备选实施例中，光漫射器14和光波导13彼此集成。根据在处理设备2中使用的光漫射器14的类型，光漫射器14的一个或两个主表面可以不是光滑的，例如光漫射器14的漫射特性可以由粗糙或有纹理的表面提供。

如这里所指出的，由成像单元16获得的具有穿过光漫射器14进入到处理设备中的光的图像可用于确定处理设备是否与皮肤接触。应当理解，光漫射器14可以是任何形状，并且可以完全或部分覆盖孔口10。

在一些实施例中，处理设备2还可以包括光源，该光源与成像单元16相关联并且用于在成像单元16获得图像时产生光。也就是说，当孔口10与皮肤完全接触时，非常少的光或没有光可以通过孔口10进入到处理设备2中，并且成像单元16可能不能产生适于处理以确定处理设备2是否与皮肤接触的图像。因此，与成像单元16相关联的光源可用于产生通过孔口10、光波导13和光漫射器14发射的光，以照亮孔口10前面的“成像区域”，当处理设备2在使用时，期望皮肤在该成像区域中。通常，与成像单元16相关联的光源是与用于实现处理操作的光源12不同的光源。

在图1所示的实施例中，成像单元16和能量源12共享相同的孔口10和光波导13(如果存在的话)。也就是说，成像单元16从通过孔口10进入到处理设备2中的光产生图像，并且能量源12通过孔口10将能量发射离开处理设备2。然而，在备选实施例中，处理设备2可设有可用于检测与皮肤的接触的第一孔口(即，成像单元16可从经由第一孔口进入到处理设备2中的光产生图像)和可用于处理操作的第二孔口(孔口10)(即，来自能量源12的能量通过第二孔口离开处理设备2)。在这些实施例中，光漫射器14将与第一孔口相关联，并且可以完全或部分地覆盖第一孔口。

在成像单元16和能量源12共享相同的孔口10和光波导13(如果存在的话)的实施例中，或者在成像单元16具有用于照射成像区域的相关联的光元件的实施例中，光波导13和/或光漫射器14可以具有抗反射涂层最小化光波导13和/或光漫射器14对能量(特别是光)的反射。抗反射涂层可有助于防止由能量源12或其它光源发射的能量被光波导13和/或光漫射器14反射回能量源12或其它光源，从而使能量/光能够通过光波导13和光漫射器14并处理/照射皮肤。

一个或多个能量源12可以产生用于执行处理操作的任何合适类型的能量，例如光、声音、射频(RF)信号、微波辐射和等离子体。在产生光的能量源12的情况下，能量源12可以被配置为产生任何合适的或期望的波长(或波长范围)和/或强度的光脉冲。例如，能量源12可以产生可见光、红外(IR)光和/或紫外(UV)光。每个能量源12可以包括任何合适类型的光源，例如一个或多个发光二极管(LED)、闪光灯(例如氙闪光灯)、一个或多个激光器等。在优选实施例中，处理设备2用于执行光脱毛，并且能量源12提供强光脉冲。例如，能量源12可以在约2.5毫秒(ms)的持续时间内提供光谱含量在560-1200纳米(nm)范围内的光脉冲，因为这些波长通过吸收来加热毛发和毛发根部中的黑色素，这将毛囊置于静止阶段，防止毛发再生长。在产生声音的能量源12的情况下，能量源12可以被配置为以任何合适或期望的波长(或波长范围)和/或强度产生声音脉冲。例如，能量源12可以是超声换能器。

一个或多个能量源12被配置为提供能量脉冲。即，能量源12被配置为在短时间(例如小于1秒)内以高强度产生能量。能量脉冲的强度应当足够高，以在邻近孔口10的皮肤或身体部分上实现处理操作。

当然，尽管图1所示的实施例是用于使用能量或能量脉冲执行操作的处理设备2，但是应当理解，头部6可以被配置为提供或执行其它类型的操作。例如，处理设备2可以是剃须刀或毛发修剪器，在这种情况下，头部6可以包括一个或多个切割刀片或薄片，用于在头部6与皮肤接触时切割毛发。作为另一示例，处理设备2可以是用于获得超声图像的超声探头。在该示例中，头部6可以包括用于产生超声波的超声换能器，以及用于接收从身体内部反射回的超声波的超声接收器。在这些备选类型的处理设备中，处理设备2将在处理设备2上的当处理设备2就位以执行处理操作时与皮肤接触的位置处设置有孔口。光漫射器14被设置在孔口中，并且成像单元16从下述的光产生图像，该光穿过光漫射器14进入成像单元16所在的处理设备2。

所示的处理设备2还包括位于头部6上或头部6中的肤色传感器18，以用于确定头部6所接触的皮肤的肤色。肤色传感器18测量指示皮肤的肤色的参数，并且生成包括参数的测量的时间序列的测量信号(称为“肤色测量信号”)。通常地，在处理设备2中，特别是在光脱毛器中使用肤色传感器，以确保光脉冲具有适合于所处理的皮肤类型的强度，或者如果皮肤类型不适合于光脉冲(例如具有高得多的黑色素含量的较暗皮肤)，则甚至防止产生光脉冲。

在一些实施例中，肤色传感器18可以是光传感器，并且由光传感器测量的参数可以是从皮肤反射的特定波长或多个波长的光的强度或水平。在特定(一个或多个)波长的反射光的测量强度或水平可以指示肤色。所测量的反射光的强度或水平可以基于皮肤中黑色素的浓度，因此所测量的强度或水平可以指示黑色素浓度。黑色素浓度可以例如从660nm(红)和880nm(红外)波长处的光反射的测量中得出。

所示的处理设备2还包括用户控制器20，用户控制器20可由用户操作以启动处理设备2，使得头部6在受试者的身体上执行所需的处理操作(例如，由一个或多个能量源12产生能量脉冲)。用户控制器20可以是开关、按钮、触摸板等形式。

尽管未在图1中示出，头部6可以形成为在特定身体部分使用的可拆卸附件。可拆卸附件在本文中也称为可拆卸头部。可以提供多个可拆卸的附件，每个附件具有各自的形状和各自的孔口尺寸，并且可以根据要被处理的身体部位选择附件以在处理设备2上使用。例如，可以提供不同的附件以用于面部、用于腋窝、用于比基尼线、以及在身体(例如较大的身体表面积)上常规地使用。每个附件具有相应的孔口10以及在孔口10中/上的光漫射器14。然而，成像单元16是处理设备2的主体的一部分，并且当附件被改变时不被移除。

图2示出了处理设备2中光波导13和光漫射器14相对于彼此的两个示例性布置，图2(a)示出了第一布置，图2(b)示出了第二布置。图2(a)和图2(b)还示出了光漫射器14的两种不同配置。

因此，图2(a)和图2(b)示出了通过与皮肤20接触的两个示例性处理设备2的横截面，每个处理设备包括孔口10、光波导13、光漫射器14、成像单元16、光源12和抗反射涂层22。成像单元16位于处理设备2内侧，以从已经通过孔口10、光波导13和光漫射器14的光产生图像。光源12用于产生用于处理操作的光脉冲。光穿过以到达成像单元16的孔口10与光脉冲穿过以到达处理区域的孔口相同。在图2(a)中，光波导13和光漫射器14被布置成使得当处理设备2与皮肤接触时，光波导13在皮肤和光漫射器14之间。因此，光漫射器14的外表面(即，相对于处理设备2的“外部”，因此光漫射器14的外表面比内表面更靠近皮肤)与光波导13(的内表面)接触。在图2(b)中，光波导13和光漫射器14被布置成使得当处理设备2与皮肤接触时，光漫射器14位于皮肤和光波导13之间。因此，光漫射器14的内表面与光波导13(的外表面)接触。图2(a)中的布置的益处在于，由于光漫射器14的表面可以是粗糙的，所以它不直接接触皮肤，而是皮肤接触光波导13，光波导13通常具有平滑表面。这可以使得孔口10中的布置不太可能吸引和保留灰尘、油等，并且更容易清洁。然而，为了使得光漫射器14能够在所获得的图像中提供期望的特性(即，图像很大程度上是均匀的，直到与物体(例如皮肤)接触)，在图2(a)的布置中，光波导13需要相当薄，例如大约0.1毫米(mm)。

在图2(a)所示的实施例中，抗反射涂层22被设置在光波导13的外表面上，而在图2(b)所示的实施例中，抗反射涂层22被设置在光波导13的内表面上。本领域技术人员将理解，抗反射涂层22可以备选地位于光漫射器14上，或者位于光波导13和光漫射器14之间。

光漫射器14可以完全或部分覆盖光波导13。例如，光漫射器14可以被布置为覆盖光波导13，使得通过光波导13的任何光也通过光漫射器14。在图2(a)中使用该布置(尽管应当理解，其不限于与图2(a)中所示的光波导13/光漫射器14布置一起使用)，并且图2(a)示出了示例图像24，该图像示出了多少图像将包括已经通过光漫射器14的光。备选地，光漫射器可以被设置为部分地覆盖光波导13，使得通过光波导13的光的仅一些光也通过光漫射器14。在图2(b)的示例中，光漫射器14围绕光波导13的外部(边缘)布置，使得穿过光波导13的中央部分的光不穿过光漫射器14。因此，光漫射器14形成围绕光波导13的边界。在图2(b)中使用该布置(尽管应当理解，其不限于与图2(b)中所示的光波导13/光漫射器14布置一起使用)，并且图2(b)示出了示例图像26，该图像示出了多少图像将包括已经通过光漫射器14的光。具体地，示例图像26包括不存在光漫射器14的中央部分28，以及存在光漫射器14的边界/边缘部分30。光漫射器14仅部分地覆盖孔口10的实施例提供了由(一个或多个)能量源12发射的大部分处理能量(例如光)可以通过孔口10而基本上不受光漫射器14的抑制的优点。在这些实施例中，用于确定处理设备2是否与皮肤接触的图像处理可以被限制为处理对应于光学漫射器14的位置的图像部分(例如，该处理可以被限制为示例图像26中的边界/边缘区域30)。

图3是包括处理设备2和用于确定处理设备是否与皮肤接触的设备42的示例性系统40的框图。在图3中，设备42是与处理设备2分离的设备，因此设备42可以是电子设备的形式，例如智能电话、智能手表、平板电脑、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、台式计算机、远程服务器、智能反射镜等。在其它实施例中，设备42，特别是由设备42提供的功能是处理设备2的一部分。在其它实施例中，下面描述的设备42的功能可以在处理设备2和单独的设备42之间分开。

图3仅示出了处理设备2中的成像单元16，并且应当理解，在实践中，处理设备2包括所示部件的其它部件，例如(一个或多个)能量源12、电源、控制单元等。设置成像单元16以从已经通过光漫射器14的光产生一个或多个图像(或视频序列)。成像单元16可以包括用于捕获图像的任何合适的部件，例如电荷耦合设备(CCD)和一个或多个透镜和/或反射镜。在一些实施例中，成像单元16是相机，例如数码相机。

设备42包括处理单元46，其通常控制设备42的操作并且使设备42能够执行本文所述的方法和技术。简言之，处理单元46从成像单元16接收一个或多个图像并且处理该(一个或多个)图像以确定处理设备是否与皮肤接触。

因此，处理单元46可以被配置为接收来自成像单元16的图像，在设备42是处理设备2的一部分的实施例中直接接收图像，或者在处理设备2与设备42分离的实施例中经由另一部件接收图像。在任一情况下，处理单元46可以包括或包含一个或多个输入端口或线路，用于从成像单元16或适当的其它部件接收图像(或携带表示图像的信息的信号)。处理单元46还可以包括或包含一个或多个输出端口或线路，用于输出指示处理设备是否与皮肤接触的信号。

处理单元46可以用软件和/或硬件以多种方式实现，以执行这里描述的各种功能。处理单元46可以包括一个或多个微处理器或数字信号处理器(DSP)，其可以使用软件或计算机程序代码编程以执行所需功能和/或控制处理单元46的组件以实现所需功能。处理单元46可以被实现为执行某些功能的专用硬件(例如放大器、前置放大器、模数转换器(ADC)和/或数模转换器(DAC))和执行其它功能的处理器(例如一个或多个编程的微处理器、控制器、DSP和相关电路)的组合。可在本发明的各种实施例中采用的组件的示例包括(但不限于)常规微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于实施神经网络的硬件和/或所谓的人工智能(AI)硬件加速器(即，可与主处理器一起使用的处理器或为AI应用专门设计的其它硬件)。

处理单元46可以包括存储器单元48或与存储器单元48相关联。存储器单元48可以存储数据、信息和/或信号(包括图像)，以供处理单元46在控制设备42的操作和/或在执行或进行本文所述的方法中使用。在一些实现中，存储器单元48存储可由处理单元46执行的计算机可读代码，使得处理单元46执行一个或多个功能，包括本文所述的方法。在特定实施例中，程序代码可以是用于智能电话、平板计算机、膝上型计算机、计算机或服务器的应用的形式。存储器单元48可以包括任何类型的非暂态机器可读介质，诸如高速缓存或系统存储器，包括易失性和非易失性计算机存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)和电可擦除PROM(EEPROM)，并且存储器单元可以以存储器芯片、光盘(诸如光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘)、硬盘、磁带存储解决方案或固态设备(包括记忆棒、固态驱动器(SSD)、存储卡等)的形式来实现。

在图3所示的实施例中，由于设备42被示出为与处理设备2/成像单元16分离，所以设备42还包括接口电路50，以使得设备42能够从成像单元16接收图像。设备42中的接口电路50能够实现与其它设备的数据连接和/或数据交换，所述其它设备包括成像单元16、处理设备2、服务器、数据库、用户设备和传感器中的任何一个或多个。到成像单元16(或任何电子设备，诸如处理设备2)的连接可以是直接的或间接的(例如，经由因特网)，并且因此接口电路50能够经由任何期望的有线或无线通信协议实现设备42和网络之间的连接，或者直接实现设备42和另一设备(诸如成像单元16和/或处理设备2)之间的连接。例如，接口电路50可以使用WiFi、蓝牙、Zigbee或任何蜂窝通信协议(包括但不限于全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、高级LTE等)来操作。在无线连接的情况下，接口电路50(并且因此设备42)可以包括用于通过传输介质(例如，空气)进行发送/接收的一个或多个合适的天线。备选地，在无线连接的情况下，接口电路50可以包括使得接口电路50能够连接到设备42外部的一个或多个适当天线的设备(例如，连接器或插头)，用于通过传输介质(例如，空气)进行发送/接收。接口电路50被连接到处理单元46。

尽管在图3中未示出，但是设备42可以包括一个或多个用户接口组件，所述用户接口组件包括使得设备42的用户能够将信息、数据和/或命令输入到设备42中和/或使设备42能够将信息或数据输出到设备42的用户的一个或多个组件。用户接口可以包括任何合适的输入部件，包括但不限于键盘、小键盘、一个或多个按钮、开关或拨号盘、鼠标、跟踪板、触摸屏、指示笔、相机、麦克风等，并且用户接口可以包括任何合适的输出部件，包括但不限于显示单元或显示屏、一个或多个灯或灯元件、一个或多个扬声器、振动元件等。

应当理解，设备42的实际实现可以包括图3所示的附加部件。例如，设备42还可以包括电源，例如电池，或用于使设备42能够连接到市电电源的部件。

如上所述，本文所述的技术旨在提供一种确定处理设备2是否与皮肤接触的方法。特别地，已经发现，与不使用光学漫射器获得的图像相比，可以更容易地处理利用穿过光学漫射器14的光获得的图像以确定处理设备2是否与皮肤接触。

图4所示的图像是利用本发明的实施例拍摄的。在图4(a)中，处理设备靠近但不接触皮肤(特别是手指)，而在图4(b)中，处理设备接触皮肤(特别是手指)。光漫射器14用于漫射或散射光，使得当处理设备不与皮肤接触时图像相对均匀。当处理设备与皮肤接触时，图像显示代表皮肤细节的更清晰的特征。图4示出了容易区分的两个图像。分析图像的清晰度和/或对比度使得能够确定处理设备和皮肤之间的接触，并且在一些实施例中，能够确定处理设备和皮肤之间的接触程度。

图5中的流程图示出了根据本文所述技术的用于确定处理设备2是否与皮肤接触的示例性方法。该方法的一个或多个步骤可以由设备42中的处理单元46结合设备42的存储器单元48和接口电路50中的任一个和/或成像单元16来适当地执行。处理单元46可以响应于执行可以存储在计算机可读介质(例如，存储器单元48)上的计算机程序代码来执行一个或多个步骤。在步骤101中，接收第一皮肤区域的一个或多个图像。当图像由成像单元16产生时，可以直接从成像单元16接收图像，例如实时或接近实时地。备选地，可以经由接口电路50从单独的处理设备2中的成像单元16接收图像。备选地，图像可以已经由成像单元16预先生成并且存储在例如存储器单元48中、与处理设备2或成像单元16相关联的存储器单元中、或在远程数据库中，在这种情况下，步骤101可以包括处理单元46从存储位置(例如从存储器单元48等)获得或检索图像。

在步骤103中，一个或多个图像被处理以确定处理设备2是否与皮肤接触。

在步骤103的一些实施例中，处理单元46可以处理图像，目的是识别图像中的一个或多个皮肤特征，例如毛发、毛孔、痣、疤痕等。在一些实施例中，如果处理单元46不能识别图像中的任何皮肤特征，则处理单元46可以确定处理设备2不与皮肤接触。在这些实施例中，如果处理单元46能够识别图像中的任何皮肤特征，则处理单元46可以确定处理设备2与皮肤接触。

在一些实施例中，作为步骤103的一部分，可以将一个或多个图像与第一参考图像和第二参考图像中的一个或两个进行比较，所述第一参考图像是先前在皮肤未与光学漫射器14接触时获得的，所述第二参考图像是先前在皮肤与光学漫射器14接触时获得的。由于光学漫射器14的存在，当处理设备不与皮肤接触时比当其与皮肤接触时所获得的图像明显更均匀。特别地，当处理设备不与皮肤接触时，皮肤的特征将在图像中模糊，并且图像中的对比度将是低的。当皮肤和处理设备2之间存在接触时，图像的清晰度和/或对比度增加(或高)，并且尽管存在光漫射器14，图像中的皮肤和皮肤特征(例如毛发、毛孔、痣、疤痕等)可以是可见的或可检测的(例如，清晰且不模糊)。在一些实施例中，图像处理算法可以确定并比较所获得的图像的清晰度和/或对比度与参考图像的清晰度和/或对比度，以确定处理设备是否与皮肤接触。图像的清晰度与图像中可见特征的边缘的清晰度有关。对比度是图像的亮区和暗区之间的相对差异。

在步骤103的一些实施例中，使用经过训练的机器学习模型(MLM)来处理一个或多个图像以确定处理设备是否与皮肤接触。MLM可以是任何合适类型的MLM，例如经典的机器学习模型，例如使用支持向量机、决策树、随机森林等的特征提取，或者人工神经网络，例如深度神经网络，其在输入层和输出层之间具有多个层并且识别输入和输出层之间的线性或非线性关系。MLM对每个图像进行评估，以对处理设备是否与皮肤接触进行分类。在一些实施例中，MLM直接接收图像并执行图像的所有所需分析和处理，以确定处理设备与皮肤之间是否存在接触或确定接触程度。对于作为人工神经网络的MLM，例如深度神经网络，情况尤其如此。在其它实施例中，例如在使用经典MLM的情况下，图像可以在被提供给MLM之前被处理，例如以确定与图像相关的一个或多个特征的值，并且这些值可以被提供给MLM用于分析(可选地除了图像之外)以确定处理设备是否与皮肤接触。

然后，尽管在图5中未示出，但是可以输出指示处理设备是否与皮肤接触的信号。在一些实施例中，指示可以是简单的“接触”或“无接触”。在其它或另外的实施例中，指示可以包括与处理设备2和皮肤之间的接触程度有关的附加信息。

该信号可以被提供给设备42或处理设备2的用户接口部件，并且该信号被配置为引起用户接口部件指示处理设备是否与皮肤接触。例如，如果确定处理设备不与皮肤接触，则该信号可以使处理设备2上的红光被照亮。同样，如果确定处理设备与皮肤接触，则该信号可以使处理设备2上的绿光被照亮。处理设备2的用户将能够使用这些指示来确定是否在处理设备2的当前位置触发光脉冲。作为另一示例，在设备42是智能电话或类似类型的设备的形式的情况下，关于处理设备是否与皮肤接触的反馈可以经由在设备42上执行的app(软件应用)提供给用户或受试者。本领域技术人员将意识到可以向用户提供关于处理设备是否与皮肤接触的反馈的其他方式，例如包括使用显示屏、扬声器、触觉反馈等。

备选地(或附加地)，如果条件合适(例如，处理设备2与皮肤接触，处理设备2所接触的皮肤的色调适于接收光脉冲等)，则处理设备2可以自动触发光脉冲，信号可以被提供给处理设备2的控制单元，并且控制单元可以使用该信号作为决定是否使用能量脉冲来处理当前与孔口10相邻的皮肤区域的一部分。

步骤103可以包括处理一个或多个图像以确定处理设备与皮肤的接触程度。接触程度可以表示为得分，例如表示良好/完全接触的高得分和表示差/无接触的低得分。在一些实施例中，可以将所确定的接触程度与阈值进行比较。在一些实施例中，如果所确定的程度超过阈值，则可以确定处理设备对于要执行的处理具有足够的接触，反之亦然。

因此，提供了一种改进的处理设备，其包括成像单元，该成像单元可用于确定处理设备是否与皮肤接触。

本领域的技术人员在实践本文中所描述的原理和技术时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，可了解和实现所公开实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中所述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储或分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种处理设备(2)，用于在受试者上或对受试者执行处理操作，其中所述处理设备被配置用于向处理单元(46)提供一个或多个图像(24、26)，以用于确定所述处理设备是否与所述皮肤接触，

其特征在于，所述处理设备还包括：

光学漫射器(14)，被布置在所述处理设备上，使得当所述处理设备被用于执行所述处理操作时，所述光学漫射器的外表面接近或接触所述受试者的皮肤；以及

成像单元(16)，用于使用经过所述光学漫射器进入到所述处理设备中的光来获得所述一个或多个图像(24、26)。

2.根据权利要求1所述的处理设备(2)，其中所述处理设备还包括光波导(13)，用于使光能够进入和离开所述处理设备。

3.根据权利要求2所述的处理设备(2)，其中所述光漫射器(14)的所述外表面与所述光波导(13)接触。

4.根据权利要求2所述的处理设备(2)，其中所述光漫射器(14)的内表面与所述光波导(13)接触。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的处理设备(2)，其中所述光波导(13)和/或光漫射器(14)具有抗反射涂层(22)，以最小化所述光波导和/或所述光漫射器的光反射。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的处理设备(2)，其中所述光漫射器(14)被布置为覆盖所述光波导(13)，使得通过所述光波导的任何光也通过所述光漫射器。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的处理设备(2)，其中所述光漫射器(14)被布置为部分地覆盖所述光波导(13)，使得通过所述光波导的光中的仅一部分也穿过所述光漫射器。

8.根据权利要求7所述的处理设备(2)，其中所述光漫射器(14)沿着所述光波导(13)的至少第一边缘(30)被布置，使得通过所述光波导的中央部分(28)的光不通过所述光漫射器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的处理设备(2)，其中所述处理设备还包括光源，所述光源被布置在所述处理设备内，以在所述成像单元(16)获得所述一个或多个图像(24、26)时产生光。

10.根据前述权利要求中任一项所述的处理设备(2)，其中所述处理设备用于执行基于光的处理。

11.根据权利要求10所述的处理设备(2)，其中所述处理设备还包括处理光源(12)，用于产生光以执行所述基于光的处理。

12.一种系统，包括：

根据权利要求1至11中任一项所述的处理设备(2)，所述处理设备(2)用于在受试者上或对受试者执行处理操作；以及

处理单元(46)，被配置为从所述成像单元(16)接收一个或多个图像(24、26)并且处理所述一个或多个图像以确定所述处理设备是否与所述皮肤接触。

13.一种用于确定处理设备(2)是否与皮肤接触的方法，所述方法包括：

接收经过所述处理设备的光学漫射器(14)进入到所述处理设备中的光的一个或多个图像(24、26)；以及

使用处理单元(46)处理所接收的所述一个或多个图像，以确定所述处理设备是否与所述皮肤接触。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述处理步骤包括通过将所获得的所述一个或多个图像(24、26)与以下项中的一者或两者进行比较来确定所述处理设备(2)是否与所述皮肤接触：(i)当皮肤不与所述光学漫射器(14)接触时所获得的第一参考图像，以及(ii)当皮肤与所述光学漫射器接触时所获得的第二参考图像。

15.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有被包含在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理单元(46)执行时，使所述计算机或所述处理单元执行根据权利要求13至14中任一项所述的方法。

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