CN115588009A - 一种便携式的头皮油分检测识别方法 - Google Patents

一种便携式的头皮油分检测识别方法 Download PDF

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Abstract

一种便携式的头皮油分检测识别方法，涉及到头皮油分检测装置及方法技术领域。解决现有技术中对头皮油分检测识别存在准确度差，使用不便等技术不足，方法为：（1）、采用便携式头皮图像采集装置获取头皮图像信息；（2）、主控板通过无线通讯方式将摄像头采集的用户头皮图像信息发送用户关联的智能终端上；（3）、对头皮图像信息对应的RGB模型转换成HSV模型；之后对头皮图像的饱和度和亮度分别做中值滤波来去除噪点；（4）、对头皮图像的饱和度和亮度分别再进行OTSU二值化处理；得到毛发区域H1，剩余区域即为头皮区域；（5）、初步判断为油分边界点；（6）、计算油分区域与头皮区域比例，得出油分面积占比，根据数据库中预设的油分面积占比生成油分检测等级报告。可直观的准确地为用户提供头皮油分等级，从而为用户选购洗发水类型提供参考。

Description

一种便携式的头皮油分检测识别方法
技术领域
本发明涉及到头皮油分检测装置及方法技术领域。
背景技术
目前，人们一般是凭感觉判断区分自己的头皮是干性的还是油性的，或者通过粘贴皮肤角质层试纸与皮肤油分表进行对比来判断皮肤的油分，准确度不高，错误的结论从而导致在洗发水选购上做出错误的选择，从而使得头皮得不到需要清洁与滋养，而且可能导致头皮的表层生态环境被进一步破坏。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有技术中对头皮油分检测识别存在准确度差，使用不便等技术不足，而提出一种便携式的头皮油分检测识别方法。
为解决本发明所提出的技术不足，而采用的技术方案为：
一种便携式的头皮油分检测识别方法，其特征在于所述检测识别方法包括有如下步骤：
（1）、采用便携式头皮图像采集装置获取头皮图像信息；所述的便携式头皮图像采集装置包括便携式壳体，在壳体内设有主控板、摄像头和光学组件；所述的壳体包括外壳本体，外壳本体上设有呈凸台状向外延伸的中壳，中壳中心设有采集窗，所述的光学组件设于中壳内，并与采集窗对应；所述的光学组件包括有灯板，设于灯板前方的第一偏振膜，设于灯板后方的第二偏振膜，以及用于固定第二偏振膜和对接摄像头镜头的对接座；所述的灯板上设有与所述中壳中心采集窗对应的通光孔，所述的摄像头设于外壳本体内，摄像头的镜头与光学组件的通光孔对应设置；主控板包含有无线通讯模块；所述的外壳本体内还设有为主控板供电的电池；采集时，将所述的中壳中心的采集窗抵接在用户头皮上，主控板控制灯板对中壳中心的采集窗对应的头皮区域进行补光，并通过摄像头采集用户头皮图像信息；
（2）、主控板通过无线通讯方式将摄像头采集的用户头皮图像信息发送用户关联的智能终端上；
（3）、智能终端将用户头皮图像信息提供给图像数据处理中心，由图像数据处理中心对头皮图像信息对应的RGB模型转换成HSV模型；之后对头皮图像的饱和度和亮度分别做中值滤波来去除噪点；
（4）、对头皮图像的饱和度和亮度分别再进行OTSU二值化处理；得到毛发区域为H0= S1∪V0，再对其进行闭运算（先膨胀后腐蚀），去除间断点，即可得到毛发区域H1，剩余区域即为头皮区域；
（5）、计算头皮区域的平均亮度Vavr = mean(V)；遍历头皮区域，针对较亮的点V0> Vavr，判断其是否突变为区域：取其8邻域的亮度Vn8，对其进行排序得到序列Vi(i≥1且i≤8)，然后得到其查分序列Diffi = Vi+1 – Vi (i≥1且i≤7)，如出现有突变max(Diffi)> 7并且当前点V0属于较亮的一方，即V0>Vi，则初步判断为油分边界点；
（6）、根据油分边界点确定油分区域，之后计算油分区域与头皮区域比例，得出油分面积占比，根据数据库中预设的油分面积占比生成油分检测等级报告。
作为对本发明作进一步限定的技术方案包括有：
根据油分边界点确定油分区域时，首先，对出油区域边界进行闭运算，把中空部分补上；然后，去除8邻域没有出油点的孤立点；之后，去除条状的边界。
去除条状的边界的方法是获取出油区域的最小包含矩形，若矩形的窄边w少于三个像素点且宽窄比大于5，则删除。
所述的图像数据处理中心设于用户智能终端上或者设于云端服务器上。
本发明的有益效果为：本发明通过专用的便携式头皮图像采集装置获取头皮图像信息，之后由现有智能终端对头皮图像中的油分边界点进行识别，最后计算油分区域与头皮区域比例，得出油分面积占比，根据数据库中预设的油分面积占比生成油分检测等级报告。可直观的准确地为用户提供头皮油分等级，从而为用户选购洗发水类型提供参考，或者准确地为用户提供适合的洗发水提供判断依据，使用方便。
附图说明
图1为本发明方法所用便携式头皮图像采集装置的立体结构示意图；
图2为本发明方法所用便携式头皮图像采集装置的分解结构示意图；
图3为标记出光照条件下毛发反光区域照片；
图4为头皮出油后的照片；
图5为正常头皮反光的照片。
具体实施方式
以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的方法作进一步地说明。
参照图1和图2中所示，本发明公开的一种便携式的头皮油分检测识别方法，包括有如下步骤：
（1）、采用便携式头皮图像采集装置获取头皮图像信息；所述的便携式头皮图像采集装置包括便携式壳体11，在壳体11内设有主控板3、摄像头4和光学组件；所述的壳体11包括由对称的左外壳体111和右外壳体112构成的外壳本体，外壳本体上设有呈凸台状向外延伸的中壳12，中壳中心设有采集窗121，所述的光学组件设于中壳12内，并与采集窗121对应；所述的光学组件包括有灯板61，设于灯板61前方的第一偏振膜62，设于灯板61后方的第二偏振膜63，以及用于固定第二偏振膜63和对接摄像头4的对接座64；所述的灯板61上设有与所述中壳12中心采集窗121对应的通光孔，在灯板61外侧面上绕通光孔圆周分布有白光LED、UV光LED和偏振光源LED，UV光LED优选采用波长为370-375nm的UV光LED；所述的摄像头4设于外壳本体内，摄像头4的镜头与光学组件的通光孔对应设置；主控板3包含有无线通讯模块；所述的外壳本体内还设有为主控板供电的电池5；采集时，将所述的中壳12中心的采集窗121抵接在用户头皮上，主控板3控制灯板61对中壳中心的采集窗对应的头皮区域进行补光，并通过摄像头4采集用户头皮图像信息；所述的光学组件主要用于为摄像头4实现在白光、UV光及交叉偏振光三种不同光谱照射下的头皮图像进行采集，偏振光源LED形成交叉偏振光的原理是对产生白光LED的光线透过第一偏振膜经采集窗121照射到用户头皮上，经用户头皮反射后经第二偏振膜63形成交叉偏振光，之后进入摄像头中，由摄像头进行光电转换输出。根据防护需要，壳体11上还设有前盖2。本发明专用的便携式头皮图像采集装置具有体积小，内置电池供，使用方便，相对于医用检测设备，还具有成本低的优点。
（2）、主控板通过无线通讯方式将摄像头采集的用户头皮图像信息发送用户关联的智能终端上；具体实施过程中，主控板可以采用WiFi音视频芯片，通过WIFI信号高速传送至智能终端上，用户可在智能终端上实时查看摄像头采集的头皮图像信息，以便用户通过智能终端获取到最佳状态的头皮图像图片信息，智能终端可以是用户现有智能手机。
（3）、智能终端将用户头皮图像信息提供给图像数据处理中心，由图像数据处理中心对头皮图像信息对应的RGB模型转换成HSV模型；所述的图像数据处理中心设于用户智能终端上或者设于云端服务器上。也即是本发明对用户头皮图像信息进行处理识别时，可以在用户智能终端中的应用程序中进行本地处理，也可以发送至云端服务器进行中心化处理，RGB模型转换成HSV模型之后对头皮图像的饱和度和亮度分别做中值滤波来去除噪点；RGB模型是目前常用的一种彩色信息表达方式，它使用红、绿、蓝三原色的亮度来定量表示颜色；而HSV模型中颜色的参数分别是：色调（H），饱和度（S），明度（V）。
（4）、对头皮图像的饱和度和亮度分别再进行OTSU二值化处理；OTSU是阈值分割中一种常用的算法，它可以根据图像自动生成最佳分割阈值；OTSU二值化处理可得到高饱和S1和低亮度V0区域；得到毛发区域为H0 = S1∪V0，再对其进行闭运算，也即是先膨胀后腐蚀，去除间断点，即可得到毛发区域H1，剩余区域即为头皮区域。其原理：在光照条件下，毛发也会反光，如图3所示，单纯以亮度不足以区分毛发和头皮，需要结合毛发反光区域高饱和度的特征，才能获取较完整的毛发区域。
（5）、计算头皮区域的平均亮度Vavr = mean(V)；遍历头皮区域，针对较亮的点V0> Vavr，判断其是否突变为区域：取其8邻域的亮度Vn8，也即8个方向的邻域的亮度Vn8，对其进行排序得到序列Vi(i≥1且i≤8)，然后得到其查分序列Diffi = Vi+1 – Vi (i≥1且i≤7)，如出现有突变max(Diffi) > 7并且当前点V0属于较亮的一方，即V0>Vi，则初步判断为油分边界点。在根据油分边界点确定油分区域时，首先，对出油区域边界进行闭运算，把中空部分补上；然后，去除8邻域没有出油点的孤立点；之后，去除条状的边界，目的是为了去除细小浅色毛发干扰。去除条状的边界的方法是获取出油区域的最小包含矩形，若矩形的窄边w少于三个像素点且宽窄比大于5，则删除。
本步骤的原理是：头皮出油和正常头皮反光区域的共同特征是高亮，同一设备实测亮度相差无几，如图4为头皮出油后的图，图5为正常头皮反光。差异点在于，油分附着在头皮上面，凸起来的部分会比凹下去的部分反光要强烈，呈块状分布。在图像像素上，出油头皮的表现为，高亮处有明显的边界，亮度不是均匀缓慢变化的；普通反光的表现为，高亮处亮度均匀，随光线照射强度均匀缓慢地往暗处过渡。
（6）、根据油分边界点确定油分区域，之后计算油分区域与头皮区域比例，得出油分面积占比，根据数据库中预设的油分面积占比生成油分检测等级报告。从而可直观的准确地为用户提供头皮油分等级信息，为用户选购洗发水类型提供参考，或者准确地为用户提供适合的洗发水提供判断依据，使用方便。

Claims (4)

1.一种便携式的头皮油分检测识别方法，其特征在于所述检测识别方法包括有如下步骤：
（1）、采用便携式头皮图像采集装置获取头皮图像信息；所述的便携式头皮图像采集装置包括便携式壳体，在壳体内设有主控板、摄像头和光学组件；所述的壳体包括外壳本体，外壳本体上设有呈凸台状向外延伸的中壳，中壳中心设有采集窗，所述的光学组件设于中壳内，并与采集窗对应；所述的光学组件包括有灯板，设于灯板前方的第一偏振膜，设于灯板后方的第二偏振膜，以及用于固定第二偏振膜和对接摄像头镜头的对接座；所述的灯板上设有与所述中壳中心采集窗对应的通光孔，所述的摄像头设于外壳本体内，摄像头的镜头与光学组件的通光孔对应设置；主控板包含有无线通讯模块；所述的外壳本体内还设有为主控板供电的电池；采集时，将所述的中壳中心的采集窗抵接在用户头皮上，主控板控制灯板对中壳中心的采集窗对应的头皮区域进行补光，并通过摄像头采集用户头皮图像信息；
（2）、主控板通过无线通讯方式将摄像头采集的用户头皮图像信息发送用户关联的智能终端上；
（3）、智能终端将用户头皮图像信息提供给图像数据处理中心，由图像数据处理中心对头皮图像信息对应的RGB模型转换成HSV模型；之后对头皮图像的饱和度和亮度分别做中值滤波来去除噪点；
（4）、对头皮图像的饱和度和亮度分别再进行OTSU二值化处理；得到毛发区域为H0 =S1∪V0，再对其进行闭运算，去除间断点，即可得到毛发区域H1，剩余区域即为头皮区域；
（5）、计算头皮区域的平均亮度Vavr = mean(V)；遍历头皮区域，针对较亮的点V0 >Vavr，判断其是否突变为区域：取其8邻域的亮度Vn8，对其进行排序得到序列Vi(i≥1且i≤8)，然后得到其查分序列Diffi = Vi+1 – Vi (i≥1且i≤7)，如出现有突变max(Diffi) >7并且当前点V0属于较亮的一方，即V0>Vi，则初步判断为油分边界点；
（6）、根据油分边界点确定油分区域，之后计算油分区域与头皮区域比例，得出油分面积占比，根据数据库中预设的油分面积占比生成油分检测等级报告。
2.根据权利要求1所述的一种便携式的头皮油分检测识别方法，其特征在于：根据油分边界点确定油分区域时，首先，对出油区域边界进行闭运算，把中空部分补上；然后，去除8邻域没有出油点的孤立点；之后，去除条状的边界。
3.根据权利要求2所述的一种便携式的头皮油分检测识别方法，其特征在于：去除条状的边界的方法是获取出油区域的最小包含矩形，若矩形的窄边w少于三个像素点且宽窄比大于5，则删除。
4.根据权利要求1所述的一种便携式的头皮油分检测识别方法，其特征在于：所述的图像数据处理中心设于用户智能终端上或者设于云端服务器上。
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