CN116746904A - 自动出液系统、方法及皮肤美容仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动出液系统、方法及皮肤美容仪，涉及生物医疗技术领域，本发明中图像采集设备、多光谱成像设备和电极设备分别将采集的局部皮肤图像、多通道皮肤图像和皮肤阻抗信号发送至主控制器；主控制器将接收到的局部皮肤图像、多通道皮肤图像和皮肤阻抗信号发送至计算处理器；计算处理器基于局部皮肤图像和皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于多通道皮肤图像确定单次出液量，并将目标工作模式和单次出液量发送至主控制器；主控制器基于目标工作模式和单次出液量，控制储液仓控制器完成出液动作。这样通过多光谱成像、电极和图像采集的多维度分析，实现了定点定量出液的合理控制。

Description

自动出液系统、方法及皮肤美容仪

技术领域

本发明涉及生物医疗技术领域，尤其是涉及一种自动出液系统、方法及皮肤美容仪。

背景技术

目前皮肤护理通常采用如下两种方式：方式一、传统的按摩手法和简单的手部涂抹外加普通的电极激活；方式二、采用皮肤护理液自动计时出液方式的皮肤美容仪。

方式一中，手动涂抹存在着手动复杂的涂抹手法和不均匀等繁琐的动作，也无法精确控制不同部位皮肤护理液的用量。方式二中，皮肤状况通常通过电极间测量阻抗来判断，而影响皮肤阻抗的因素较多，变化范围较大，无法获得准确有效的结果，进而无法实现精准出液；并且这种自动出液方式存在不确定的自动出液和固定的出液量等问题，导致出现出液位置和出液量等错误的出液问题。

因此，现有技术无法实现定点定量出液的合理控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动出液系统、方法及皮肤美容仪，以实现定点定量出液的合理控制。

第一方面，本发明实施例提供了一种自动出液系统，应用于嵌入有储液仓的皮肤美容仪，所述储液仓内存储有皮肤护理液；所述自动出液系统包括主控制器，以及分别与所述主控制器连接的图像采集设备、多光谱成像设备、电极设备、计算处理器和储液仓控制器；

所述图像采集设备用于将采集的局部皮肤图像发送至所述主控制器；所述多光谱成像设备用于将采集的多通道皮肤图像发送至所述主控制器；所述电极设备用于将采集的皮肤阻抗信号发送至所述主控制器；所述主控制器用于将接收到的所述局部皮肤图像、所述多通道皮肤图像和所述皮肤阻抗信号发送至所述计算处理器；所述计算处理器用于基于所述局部皮肤图像和所述皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于所述多通道皮肤图像确定单次出液量，并将所述目标工作模式和所述单次出液量发送至所述主控制器；所述主控制器还用于基于所述目标工作模式和所述单次出液量，控制所述储液仓控制器完成出液动作；其中，所述目标工作模式为多种预设的工作模式之一，不同所述工作模式对应的出液频率不同。

进一步地，所述电极设备包括恒流源、第一对电极、第二对电极和信号处理模块，所述第一对电极与所述恒流源连接，所述第二对电极与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述主控制器连接；所述第一对电极用于将所述恒流源产生的电流注入被测生物组织；所述第二对电极用于获取所述被测生物组织在电流激励下产生的电压信号；所述信号处理模块用于对所述电压信号进行信号处理，生成皮肤阻抗信号，并将所述皮肤阻抗信号发送至所述主控制器。

进一步地，所述计算处理器具体用于：基于所述皮肤阻抗信号，判断所述皮肤美容仪是否与皮肤接触；当判断结果为所述皮肤美容仪与皮肤接触时，基于所述局部皮肤图像和光流算法进行所述皮肤美容仪与皮肤的相对运动分析，并基于运动分析结果，确定所述目标工作模式。

进一步地，所述计算处理器还用于：采用光流算法确定预设时长内的多个所述局部皮肤图像对应的多个图像变换率；当多个所述图像变换率均为零时，确定所述运动分析结果为不存在相对运动；当多个所述图像变换率均不为零时，确定所述运动分析结果为存在连续的相对运动；当多个所述图像变换率不全为零时，确定所述运动分析结果为存在间歇性的相对运动。

进一步地，所述工作模式包括固定定位盖章工作模式、滑动式工作模式和混合式工作模式，其中，所述固定定位盖章工作模式对应的出液频率最低，所述滑动式工作模式对应的出液频率最高；

所述计算处理器还用于：当所述运动分析结果为不存在相对运动时，确定所述目标工作模式为所述固定定位盖章工作模式；当所述运动分析结果为存在连续的相对运动时，确定所述目标工作模式为所述滑动式工作模式；当所述运动分析结果为存在间歇性的相对运动时，确定所述目标工作模式为所述混合式工作模式。

进一步地，所述计算处理器具体还用于：对所述多通道皮肤图像进行预设要素的皮肤状况分析，得到皮肤状况的当前量化值，其中，所述预设要素包括毛孔颜色、色斑面积和纹理线条数量中的一种或多种；基于预设的出液量与量化值对应关系，确定与所述当前量化值对应的单次出液量。

进一步地，所述主控制器还用于当确定结束治疗时，发送回收信号至所述储液仓控制器；所述储液仓控制器还用于基于所述回收信号完成皮肤护理液回收动作。

进一步地，所述主控制器与所述储液仓控制器通过无线供电系统和无线通信协议连接；所述主控制器具体用于基于所述目标工作模式和所述单次出液量，生成出液控制数据，并将所述出液控制数据发送至所述储液仓控制器；所述储液仓控制器与所述储液仓内的电机连接，所述储液仓控制器用于基于所述出液控制数据，通过脉冲宽度调制PWM驱动所述电机进行出液动作。

进一步地，所述自动出液系统还包括显示屏、读写模块和储液仓存储器，所述显示屏和所述读写模块分别与所述主控制器连接，所述储液仓存储器与所述储液仓控制器连接；所述储液仓控制器还用于根据所述电机执行出液动作时的实时步距数计算得到实时出液量，根据所述实时出液量计算得到皮肤护理液剩余量，并实时更新所述储液仓存储器中存储的皮肤护理液剩余量；所述储液仓控制器还用于当接收到储液仓嵌入信号后，向所述主控制器发送使能信号；所述主控制器还用于在接收到所述使能信号后，控制所述读写模块实时读取所述储液仓存储器存储的皮肤护理液剩余量，并通过所述显示屏显示所述皮肤护理液剩余量。

进一步地，所述主控制器还连接有激活输出设备，所述主控制器还用于基于所述皮肤阻抗信号和所述多通道皮肤图像对应的皮肤状态生成激活控制信号，并将所述激活控制信号发送至所述激活输出设备；所述激活输出设备用于基于所述激活控制信号，输出相应频率和相应能量的激活信号，所述激活信号包括射频信号、低周波和红光中的一种或多种。

第二方面，本发明实施例还提供了一种自动出液方法，应用于第一方面所述的自动出液系统；所述自动出液方法包括：

所述图像采集设备将采集的局部皮肤图像发送至所述主控制器；

所述多光谱成像设备将采集的多通道皮肤图像发送至所述主控制器；

所述电极设备将采集的皮肤阻抗信号发送至所述主控制器；

所述主控制器将接收到的所述局部皮肤图像、所述多通道皮肤图像和所述皮肤阻抗信号发送至所述计算处理器；

所述计算处理器基于所述局部皮肤图像和所述皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于所述多通道皮肤图像确定单次出液量，并将所述目标工作模式和所述单次出液量发送至所述主控制器；其中，所述目标工作模式为多种预设的工作模式之一，不同所述工作模式对应的出液频率不同；

所述主控制器基于所述目标工作模式和所述单次出液量，控制所述储液仓控制器完成出液动作。

第三方面，本发明实施例还提供了一种皮肤美容仪，包括第一方面所述的自动出液系统。

本发明实施例提供的自动出液系统、方法及皮肤美容仪中，该自动出液系统包括主控制器，以及分别与主控制器连接的图像采集设备、多光谱成像设备、电极设备、计算处理器和储液仓控制器；图像采集设备用于将采集的局部皮肤图像发送至主控制器；多光谱成像设备用于将采集的多通道皮肤图像发送至主控制器；电极设备用于将采集的皮肤阻抗信号发送至主控制器；主控制器用于将接收到的局部皮肤图像、多通道皮肤图像和皮肤阻抗信号发送至计算处理器；计算处理器用于基于局部皮肤图像和皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于多通道皮肤图像确定单次出液量，并将目标工作模式和单次出液量发送至主控制器；主控制器还用于基于目标工作模式和单次出液量，控制储液仓控制器完成出液动作；其中，目标工作模式为多种预设的工作模式之一，不同工作模式对应的出液频率不同。如此基于多通道皮肤图像、皮肤阻抗信号和局部皮肤图像，进行多光谱成像、电极和图像采集的多维度分析，实现了定点定量出液的合理控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例提供的一种自动出液系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电极设备的电路原理图；

图3为本发明实施例提供的一种皮肤阻抗的模拟电路图；

图4为本发明实施例提供的一种基于光流算法的图像采集分析流程图；

图5为本发明实施例提供的一种基于光流算法的图像采集分析对应的模型结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种接触程度判定的流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种皮肤护理液出液量判定的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种自动出液系统的多维度分析原理图；

图9为本发明实施例提供的一种自动出液系统中主控制器与储液仓控制器之间的通信供电电路的原理图；

图10为本发明实施例提供的一种多维度判断控制流程图；

图11为本发明实施例提供的一种自动出液系统的工作流程示意图；

图12为本发明实施例提供的一种自动出液系统中皮肤护理液回收的流程示意图；

图13为本发明实施例提供的一种自动出液系统中储液仓信息读取通信电路的原理图；

图14为本发明实施例提供的一种自动出液方法的流程示意图。

图标：110-主控制器；120-图像采集设备；130-多光谱成像设备；140-电极设备；150-计算处理器；160-储液仓控制器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有技术无法实现定点定量出液的合理控制。基于此，本发明实施例提供的一种自动出液系统、方法及皮肤美容仪，将储液仓嵌入皮肤美容仪，在多光谱成像、电极和图像采集等多维度上判断和识别皮肤状况、设备的工作状态，可以实现精准、适时、定点等的智能出液控制。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种自动出液系统进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种自动出液系统，该自动出液系统应用于嵌入有储液仓的皮肤美容仪，储液仓内存储有皮肤护理液。参见图1所示的一种自动出液系统的结构示意图，该自动出液系统包括主控制器110，以及分别与主控制器110连接的图像采集设备120、多光谱成像设备130、电极设备140、计算处理器150和储液仓控制器160。

具体地，图像采集设备120用于将采集的局部皮肤图像发送至主控制器110；多光谱成像设备130用于将采集的多通道皮肤图像发送至主控制器110；电极设备140用于将采集的皮肤阻抗信号发送至主控制器110；主控制器110用于将接收到的局部皮肤图像、多通道皮肤图像和皮肤阻抗信号发送至计算处理器150；计算处理器150用于基于局部皮肤图像和皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于多通道皮肤图像确定单次出液量，并将目标工作模式和单次出液量发送至主控制器110；主控制器110还用于基于目标工作模式和单次出液量，控制储液仓控制器160完成出液动作；其中，目标工作模式为多种预设的工作模式之一，不同工作模式对应的出液频率不同。

本发明实施例中，出液指输出皮肤护理液，单次出液量指单次输出的皮肤护理液的量；其中，皮肤护理液可以是液态护肤品，也可以是具有皮肤治疗作用的药液（药液指液态药物），具体可以根据实际需求设置，这里不做限定。

可选地，主控制器110可以是CPU（Central Processing Unit，中央处理器）和/或MCU（Microcontroller Unit，微控制单元），储液仓控制器160可以是MCU。图像采集设备120可以是CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）图像传感器。多光谱成像设备130在进行多光谱成像时，可以在切换不同光谱波长补光后，快速曝光，获取不同补偿光的图像，然后关闭补偿光，摄像头曝光后获取无补偿光的图像，将此无补偿光的图像与上述不同补偿光的图像叠加相减，获得对应的多通道皮肤图像。

可选地，电极设备140可以包括恒流源、第一对电极、第二对电极和信号处理模块，第一对电极与恒流源连接，第二对电极与信号处理模块连接，信号处理模块与主控制器110连接；第一对电极用于将恒流源产生的电流注入被测生物组织（如被测脸部）；第二对电极用于获取被测生物组织在电流激励下产生的电压信号；信号处理模块用于对电压信号进行信号处理，生成皮肤阻抗信号，并将皮肤阻抗信号发送至主控制器110。

可选地，计算处理器150可以是边缘计算处理器，这样有助于减少系统处理负载，缩短数据传输延迟，提高响应速度。

本发明实施例中，基于多通道皮肤图像、皮肤阻抗信号和局部皮肤图像，进行多光谱成像、电极和图像采集的多维度分析，从多光谱成像维度分析可以获取皮肤真实的状态，从而针对不同部位皮肤的不同状况确定相应的单次出液量，从电极维度分析可以确定皮肤美容仪与皮肤是否接触，从图像采集维度分析可以确定皮肤美容仪与皮肤的相对运动状态，电极和图像采集两个维度的分析结果相结合可以确定目标工作模式，基于目标工作模式和单次出液量控制储液仓控制器完成出液动作，可以实现定点定量出液的合理控制。

下面参照图2和图3对本发明实施例中的电极设备进行详细介绍。

电极设备140是一种电极信号采样器件：阻抗信号的测量通常借助于置于体表的电极设备140，向被测组织注入低于兴奋阈值（即刺激阈值）的恒定交流电流，同时检测相应的电压变化，获得被测组织的阻抗信息。

阻抗采集工作过程如下：首先用一对电极把恒流源产生的电流注入被检测的生物组织，同时使用另一对电极拾取在电流激励下被检测的生物组织产生的电压，经放大、解调后传送给信号处理部分。

动态测量皮肤阻抗的电路原理图如图2所示，通过用交流波形激励测试阻抗，DAC-IC（数模转换芯片）所产生的交流波形被高速的运算放大器2滤波、缓冲和幅值调整，之后通过射频头电极中的第一对电极注入待测皮肤；射频头电极中的第二对电极拾取待测皮肤产生的响应信号，运算放大器1对响应信号进行缓冲并对其幅值进行调整，与12位的SAR-ADC（Successive Approximation Register ADC，逐次逼近寄存器型ADC）的输入电压相匹配，之后通过1024点DFT（Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换）变换处理和寄存器暂存处理后，再通过I²C接口与设备CPU（即主控制器110）通信；设备CPU对接收到的皮肤阻抗信号的电压做判断，当电压高于预设电压阀值，则判定为无接触；当电压在预设电压区间范围内，则判定为射频头电极与皮肤有接触，而电压大小则与皮肤阻抗成正比关系，从而动态测量皮肤阻抗。其中，预设电压阀值可以通过测试确定。

从图3所示的皮肤阻抗的模拟电路图可知，皮肤阻抗大小可由皮肤的表皮角质层和真皮层的厚度决定（表皮对应电阻R0，真皮及皮下组织对应电阻R1），而表皮角质层水分、褶皱程度和毛孔数量大小组成这层绝缘膜的电容器C的中间介质，真皮和电极组成电容器C的两个电极，因此皮肤阻抗大小与皮肤厚度成反比。

基于上述分析可知，可以基于皮肤阻抗信号，判断皮肤美容仪是否与皮肤接触。基于此，上述计算处理器150具体用于：基于皮肤阻抗信号，判断皮肤美容仪是否与皮肤接触；当判断结果为皮肤美容仪与皮肤接触时，基于局部皮肤图像和光流算法进行皮肤美容仪与皮肤的相对运动分析，并基于运动分析结果，确定目标工作模式。

进一步地，上述计算处理器150还用于：采用光流算法确定预设时长内的多个局部皮肤图像对应的多个图像变换率；当多个图像变换率均为零时，确定运动分析结果为不存在相对运动；当多个图像变换率均不为零时，确定运动分析结果为存在连续的相对运动；当多个图像变换率不全为零时，确定运动分析结果为存在间歇性的相对运动。其中，预设时长可以根据实际需求设置，这里不做限定，例如预设时长为5s。

不同皮肤部位的皮肤阻抗值不同，为了进一步提高准确度，还可以结合皮肤阻抗信号确定运动分析结果：判断当前电极信号是否存在信号变化；若存在信号变化，则确定相邻两次信号变化之间的时长，基于该时长和该时长内的图像变换率情况，确定运动分析结果。

可选地，上述工作模式包括固定定位盖章工作模式、滑动式工作模式和混合式工作模式，其中，固定定位盖章工作模式对应的出液频率最低，滑动式工作模式对应的出液频率最高；基于此，上述计算处理器150还用于：当运动分析结果为不存在相对运动时，确定目标工作模式为固定定位盖章工作模式；当运动分析结果为存在连续的相对运动时，确定目标工作模式为滑动式工作模式；当运动分析结果为存在间歇性的相对运动时，确定目标工作模式为混合式工作模式。

为了便于理解，下面参照图4和图5对上述基于光流算法的图像采集分析过程进行详细介绍。

如图4所示，CMOS图像传感器通过CMOS图像采集得到局部皮肤图像，通过光流算法将采集到的图像转换成高低电平信号，如果是低电平信号，则表示皮肤美容仪与皮肤处于相对静止的状态，而如果是高电平信号，则表示皮肤美容仪与皮肤处于相对运动的状态。同时要结合电极信号（即皮肤阻抗信号）一并判断，电极设备140采样获取的信号通过ADC转换后，能够用于判断电极是否真正的与皮肤相接触；具体地，判断电极信号的电压是否小于预设电压阀值，如果是，则电极与皮肤相接触；如果否，则电极不与皮肤相接触。在低电平/否的情况下，重新进行CMOS图像采集；在高电平/是的情况下，通过光流算法确定图像中各个像素点的像素变化情况，基于像素变化情况判断与皮肤的相对运动情况；当不存在相对运动时，采用固定定位盖章工作模式；当存在连续的相对运动时，采用滑动式工作模式；当存在间歇性的相对运动时，采用混合式工作模式。

本发明实施例提供了两种判断是否存在与皮肤的相对运动的方式：

方式1、基于连续多次采样得到的局部皮肤图像的判断方式。

可以通过训练好的图像选择控制器实现。如图5所示，通过图像选择控制器选择N个图像控制器中两个或者更多个，被选中的图像控制器通过像素变化量来选择符合特征的图像，之后将多个图像配置在数据集上进行训练。

在一段时间连续采集图像，例如摄像头频率为45帧，每秒钟产生45张图片，并使用图像选择控制器，筛选出符合特征的图像，并在0.1秒后做比较，如与上一次的图像在目标像素点的变化率小于或等于10%（例如为零），则判断是仪器（即皮肤美容仪）和皮肤之间是相对静止状态；如变化率大于10%，则判定仪器和皮肤之间是相对运动状态。

方式2、基于连续多次采样得到的局部皮肤图像结合电极信号的判断方式。

当电极信号的电压高于预设电压阀值时，此时获取的局部皮肤图像无论是否有变化率，都判定为停止工作状态，因电极不与皮肤接触。当电极信号的电压在预设电压区间内时，此时结合方式1完成判定工作。

在一种可能的实现方式中，三种工作模式的具体判定方式如下：

当光流算法判定图像变换率为零、电极信号在预设电压区间范围内，且在5s内不发生变化时，则工作模式为固定定位盖章工作模式，出液量较少（即出液频率最低）；

当光流算法判定图像变换率大于10%、电极信号在预设电压区间范围内时，则工作模式为滑动式工作模式，出液量最多，出液时间最快（即出液频率最高）；

当光流算法判定图像变换率在每个小于5S内出现至少一次大于10%、电极信号在预设电压区间范围内时，则工作模式为混合式工作模式，出液量居中（即出液频率居中）。

可以将获取的上述相关数据，传送到CPU/MCU（即主控制器110）做进一步分析，优化光流算法的时间判定、目标图像变化率和具体出液频率等数据上的调整，进而控制PWM（Pulse width modulation，脉冲宽度调制）对电机实现往复旋转推杆动作，完成出液和回收的动作。

本发明实施例还提供了一种接触程度判定过程，如图6所示，电极信号采样获取的数据信号，通过ADC转换后，对信号做接触判断，即判断信号的电压是否处于预设电压区间范围，若是，则接触判断结果为与皮肤接触；若否，则接触判断结果为不与皮肤接触，得到了一维度的分析结果，之后送入CPU/MCU（即主控制器110）中，做下一步的指令动作。

在一些可能的实施例中，上述计算处理器150具体还用于：对多通道皮肤图像进行预设要素的皮肤状况分析，得到皮肤状况的当前量化值，其中，预设要素包括毛孔颜色、色斑面积和纹理线条数量中的一种或多种；基于预设的出液量与量化值对应关系，确定与当前量化值对应的单次出液量。

如图7所示，对多通道图像样本进行图像分析，得到皮肤状况，针对皮肤状况的量化程度大致分为：无、较轻、适中和严重，而对于不同状况皮肤护理液的用量也不一样，当状况量化较轻或无时，极少量输出；当状况量化较适中时，正常输出；当状况量化严重时，较多输出。在进行图像分析时，可以对皮肤的毛孔颜色、色斑面积、纹理线条数量等要素做判断，通过颜色深浅程度，色斑面积大小和纹理数量多少来量化指标，进而获取皮肤状况。示例性的，当皮肤状态最为良好时量化值为100，当状态较轻时量化值为（100，67]区间，[100，67]对应的出液量为0.05ml/次；当状态适中时量化值为（67，34]区间，出液量为0.07ml/次；当状态严重时量化值为（34，0]区间，出液量为0.09ml/次。

为了便于理解，参见图8所示的一种自动出液系统的多维度分析原理图，采用0.3M摄像头搭配LED补光灯（0.3M摄像头和LED补光灯作为图像采集设备120）进行图像的采集，采集的图像经由设备CPU发送至设备NPU（嵌入式神经网络处理器）中进行处理（设备CPU和设备NPU作为主控制器110）；设备NPU采用OpenCV图像处理算法结合光流算法，判断目标运动情况；设备NPU中建立有皮肤数据模型，能够分析毛孔面积大小、皮肤纹理线条深浅、色斑深浅及面积大小、毛细血管多少及颜色深浅等。

进一步地，上述主控制器110与储液仓控制器160通过无线供电系统和无线通信协议连接；主控制器110具体用于基于目标工作模式和单次出液量，生成出液控制数据，并将出液控制数据发送至储液仓控制器160；储液仓控制器160与储液仓内的电机连接，储液仓控制器160用于基于出液控制数据，通过PWM驱动电机进行出液动作。

进一步地，上述主控制器110还用于当确定结束治疗时，发送回收信号至储液仓控制器160；储液仓控制器160还用于基于回收信号完成皮肤护理液回收动作。通过皮肤护理液回收，可以减少皮肤美容仪管道内部的残留皮肤护理液因长时间滞留固化而封堵管道的风险。

在一种实施方式中，如图9所示，主控制器110所在的控制主板包括：设备CPU、设备MCU编码芯片、无线供电发射芯片、无线供电发射线圈和通信发射芯片，通信发射芯片通过发射天线向外发射通信信号；储液仓控制器160所在的控制主板包括：储液仓MCU、电机驱动芯片、电源芯片、无线供电接收芯片、无线供电接收线圈和通信接收芯片，电机驱动芯片用于驱动电机转动，通信接收芯片通过接收天线接收通信信号。设备CPU向无线供电发射芯片发送第一使能信号，以导通无线供电发射线圈，向储液仓MCU发送第一供电信号；设备CPU向设备MCU编码芯片发送第二使能信号，并通过通信发射芯片向储液仓MCU发送通信信号。

在具体实施时，设备CPU在获取到图像分析结果、设备（即皮肤美容仪）与皮肤关系的动态信息和皮肤阻抗大小等结果信息后，向无线供电发射芯片发送高电平GPIO使能（即第一使能信号），导通无线供电发射线圈，无线供电接收线圈接收第一使能信号，无线供电接收芯片进行交直流转换和LDO稳压，输出5V供电电压，储液仓的电源芯片则为通信接收芯片（2.4Ghz无线模块）、储液仓MCU和电机驱动芯片供电，完成储液仓主控的导通。

此时，设备CPU再向设备MCU编码芯片发送导通使能（第二使能信号），2.4Ghz无线模块（通信发射芯片）发射广播地址，广播信道和数据，例如地址信道：0001 02，当2.4Ghz无线模块为发射时，0X04信道下所有的通信接收芯片都可以收到数据，从而达到广播目的。而在储液仓的接收端，通信接收芯片接收通信信号，在监听到监听地址后开始解码，可以接收到0x04信道下所有的数据，达到接收的目的。

在完成了上述无线编码和解码的短距离命令发送后，储液仓MCU开始发出PMW信号波形，驱动电机转动。

本发明实施例中，将皮肤美容仪与储液仓建立无线的供电系统和通信协议，形成信息互通和皮肤美容仪控制储液仓出液的操作设计，储液仓通过内置的储液仓MCU控制电机的PWM进行往复转动，进而推动活塞前进或者后退，完成出液和回收的动作。

参见图10所示的一种多维度判断控制流程图，采用电极、多光谱成像和图像采集等三维度判断分析，设备（皮肤美容仪）与储液仓通过NFC（Near Field Communication，近场通信）/2.4GHz建立通信，建立无线供电协议，进行编解码数位的相互搭建链接，设备MCU进行点位确认（即确认储液仓是否到位，当设备电极点位接触储液仓顶部的触点，设备MCU获得高电平信号时，确认储液仓到位）；当点位确认结果为否时，重新建立通信；当点位确认结果为是时，设备CPU发出指令动作，并实施编解码数位转换，储液仓MCU通过PWM驱动电机往复运动，做出液和回抽的动作，其中，前进（即电机正转）时执行出液的动作，后退（即电机反转）时执行管道内皮肤护理液回收的动作。采用推杆电机驱动正反转来实现出液和回收的动作，减少了管道内部的残留皮肤护理液因长时间滞留固化而封堵管道的风险。

进一步地，上述主控制器110还连接有激活输出设备，主控制器110还用于基于皮肤阻抗信号和多通道皮肤图像对应的皮肤状态生成激活控制信号，并将激活控制信号发送至激活输出设备；激活输出设备用于基于激活控制信号，输出相应频率和相应能量的激活信号，激活信号包括射频信号RF、低周波EMS和红光中的一种或多种。

本发明实施例通过电极、多光谱成像和多通道图像采集等多维度上判断和识别皮肤状况、设备（皮肤美容仪）的工作状态相结合，来确定出液时间和皮肤护理液用量。参见图11所示的一种自动出液系统的工作流程示意图，电极信号采样得到的皮肤阻抗信号，通过ADC的模数转换，进入边缘计算处理器，用于判断设备是否与皮肤相接触，同时判断了皮肤的阻抗，用于对皮肤状态的参考。CMOS图像采样得到的图像通过光流算法分析，能够判断设备与皮肤所处的相对状况，三种形式存在：盖章式相对静止状态、滑动式运动状态和混合式状态。通过CMOS图像采样获得的图像在设备内部实现边缘计算处理器的图像分析，可以实现目标像素点的自动跟踪定位，通过多光谱成像得到的图像数据分析皮肤状态，根据症状来决定皮肤护理液用量大小，边缘计算处理器通过与储液仓建立通信协议，进行PWM驱动往复运动控制，实现不同状态或者模式下出液。另外，获得的阻抗大小、图像分析结果等信息可以决定设备输出RF、EMS和红光等激活信号的频率和能量。

本发明实施例中，根据设备完成预设工作时长和用户自行关机（如用户在设备未结束工作而按下关机按键）等情况，提供了两种不同的皮肤护理液回收的方式，具体如下：

方式1：用户自行关机

设备CPU基于接收到的关机指令生成皮肤护理液回收信号，并将皮肤护理液回收信号发送至储液仓MCU，以使储液仓MCU控制电机反向转动进行皮肤护理液回收。

在具体实施时，当用户按下结束按钮时，设备CPU收到关机指令，设备CPU判断设备尚未完成预设工作时长而触发关机命令，此时触发皮肤护理液回收信号，设备CPU将皮肤护理液回收信号传递给储液仓MCU，进而储液仓MCU控制电机反向转动，完成皮肤护理液回收动作，控制时间为1.5s。

方式2：设备完成预设工作时长

设备CPU在设备运行时间达到预设工作时长后，向储液仓MCU发送皮肤护理液回收信号，以使储液仓MCU控制电机反向转动进行皮肤护理液回收。

在具体实施时，设备CPU通过判断设备的运行时间已达到预设工作时长后，确定已完成本次治疗，设备CPU发送皮肤护理液回收信号给储液仓MCU，进而储液仓MCU控制电机反向转动，完成皮肤护理液回收动作，控制时间为1.5s。

下面参照图12对自动出液系统中皮肤护理液回收过程进行介绍，其中，设备指皮肤美容仪。如图12所示，设备工作初始化后，储液仓工作，电机工作，之后判断是否满足方式2（设备完成预设工作时长），如果是（即满足方式2），则设备CPU控制储液仓MCU完成皮肤护理液回收动作；如果否（即不满足方式2），判断是否满足方式1（用户自行关机）；如果否（即不满足方式1），继续执行储液仓工作流程；如果是（即满足方式1），则设备CPU控制储液仓MCU完成皮肤护理液回收动作。

进一步地，考虑到对于嵌入设备内部无法建立可视直观窗口的情况，现有技术通常采用雷达测量方式获取皮肤护理液剩余量，而雷达测量方式精准度过低，无法满足要求，从而无法直观的显示精准的出液量和皮肤护理液剩余量。基于此，上述自动出液系统还包括显示屏、读写模块和储液仓存储器，显示屏和读写模块分别与主控制器110连接，储液仓存储器与储液仓控制器160连接；储液仓控制器160还用于根据电机执行出液动作时的实时步距数计算得到实时出液量，根据实时出液量计算得到皮肤护理液剩余量，并实时更新储液仓存储器中存储的皮肤护理液剩余量；储液仓控制器160还用于当接收到储液仓嵌入信号后，向主控制器110发送使能信号；主控制器110还用于在接收到使能信号后，控制读写模块实时读取储液仓存储器存储的皮肤护理液剩余量，并通过显示屏显示皮肤护理液剩余量。

可选地，上述显示屏可以采用OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）显示屏，读写模块可以采用NFC读写模块，储液仓存储器可以采用储液仓NFC标签，NFC读写模块可以通过读取线圈读取储液仓NFC标签中存储的数据。

对于储液仓的皮肤护理液信息和皮肤护理液剩余量，建立起设备读取和烧录信息进入储液仓的识别芯片数据库（即储液仓NFC标签），实现一码一液一量的精确数据。

以皮肤护理液为液态的药物为例，参见图13所示的一种自动出液系统中储液仓信息读取通信电路的原理图，当储液仓嵌入皮肤美容仪后，设备CPU开始向设备MCU使能，而再向NFC读写模块给指定的GPIO，开始通过读取线圈扫描读取储液仓NFC标签，读取内容包括：药物信息和药物剩余量，并通过OLED显示屏实时显示相关的药物信息状态（如显示药物信息和药物剩余量）。

本发明实施例提供的自动出液系统具有如下特点：

1、采用多维度数据分析，获得有效的出液时间和出液量，奠定了精准护肤的全自动智能控制技术；

2、采用了独有的运动图像的多光谱成像采集分析，外加边缘计算处理技术，实现脱机完成自动处理图像的能力；

3、储液仓的机构创新的技术保护，包括了采用2.4GHZ通信协议完成对设备与储液仓的互联互通技术；

4、采用在需控制储液仓时，设备发出无线供电发射端的启动，而后接收端实施各项控制操作动作的无线连通技术；

5、采用螺旋推杆的运动机构，确保推杆静音和丝滑沿运动轨迹稳定的往复运动，同时达到管道内部液体反相旋转回抽的能力，起到管道畅通无堵，防止储液仓从设备内部取出后残留于管道内的液体留出而造成设备的污染及不干净的风险；

6、双目多光谱成像，采用分时复用，根据曝光时间间隔切换不同的摄像头成像，降低CPU的运算量，降低超宽跨度的光谱响应范围适用程度。

本发明实施例提供的自动出液系统具有如下有益效果：

电极、多光谱成像和图像采集等多维度分析，建立起护肤数据库，实现了对皮肤各个点面数据采集，从多光谱图像分析获取皮肤真实的状况，建立出液量的参考值，从图像采集维度上获取设备与皮肤的相对运动状态，建立了检测的光流图像算法，判断设备应该采取何种工作模式，精准调节设备的射频输出功率和频率，针对每一点皮肤进行精准的护理，并结合了皮肤护理液，最大限度的实现皮肤的有效护理；

而对皮肤多维度上的分析，同时也建立起了精准出液的基础，可针对皮肤不同状况做出出液量和激活的时间点，让大分子有效成分顺利进入皮肤内，完成吸收，有别于传统的手法和简单的手部涂抹外加普通的电极激活，更加快速的导入和吸收；

全自动的出液系统的搭建，大大增加了用户的使用便携性和有效性，大大增加了用户的体验感；

在采集皮肤状态的图像分析中，搭建了成千上万的数据库，为建立深度学习识别皮肤状态和建立皮肤护理液临床数据、皮肤护理液跟踪打下坚实基础，使得皮肤的识别和可视化更加精准和更低的容错率；

针对储液仓的皮肤护理液数据采集和读取，建立起了用户的使用习惯，建立起用户自身的数据库，并在深度学习数据模型中获得更为有效的分析算法和大数据，将皮肤护理液、用户皮肤和大数据联通起来；

采用了高速多光谱成像采集技术，能快速与用户的整体脸上的各个像素定位点的确认，通过光流算法与CPU处理匹配用户人脸识别，起到导航作用，实现实时定位和检测皮肤作用；脸部图像导航与定位的指令操作流程，结合设备机身的多光谱双目大摄像头成像采集与高速小摄像头人脸细节识别，完成用户人脸皮肤细节的识别和定位导航功能；皮肤各个点的状态被指定的采集，从而实时为设备的各个参数输出提供参考，根据不同皮肤状态做出不同的调整数据输出，使得皮肤获取精准护肤和精准出液的作用，实现皮肤均衡护理。

本发明实施例还提供了一种自动出液方法，应用于上述的自动出液系统；参见图14所示的一种自动出液方法的流程示意图，该自动出液方法主要包括如下步骤：

步骤S1401，图像采集设备将采集的局部皮肤图像发送至主控制器。

步骤S1402，多光谱成像设备将采集的多通道皮肤图像发送至主控制器。

步骤S1403，电极设备将采集的皮肤阻抗信号发送至主控制器。

步骤S1404，主控制器将接收到的局部皮肤图像、多通道皮肤图像和皮肤阻抗信号发送至计算处理器。

步骤S1405，计算处理器基于局部皮肤图像和皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于多通道皮肤图像确定单次出液量，并将目标工作模式和单次出液量发送至主控制器；其中，目标工作模式为多种预设的工作模式之一，不同工作模式对应的出液频率不同。

步骤S1406，主控制器基于目标工作模式和单次出液量，控制储液仓控制器完成出液动作。

需要说明的是，上述步骤S1401、S1402和S1403之间无先后执行顺序，三者可以并行执行。

本发明实施例还提供了一种皮肤美容仪，该皮肤美容仪包括上述的自动出液系统。

本实施例所提供的自动出液方法及皮肤美容仪，其实现原理及产生的技术效果和前述自动出液系统实施例相同，为简要描述，自动出液方法及皮肤美容仪实施例部分未提及之处，可参考前述自动出液系统实施例中相应内容。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种自动出液系统，其特征在于，应用于嵌入有储液仓的皮肤美容仪，所述储液仓内存储有皮肤护理液；所述自动出液系统包括主控制器，以及分别与所述主控制器连接的图像采集设备、多光谱成像设备、电极设备、计算处理器和储液仓控制器；

所述图像采集设备用于将采集的局部皮肤图像发送至所述主控制器；所述多光谱成像设备用于将采集的多通道皮肤图像发送至所述主控制器；所述电极设备用于将采集的皮肤阻抗信号发送至所述主控制器；所述主控制器用于将接收到的所述局部皮肤图像、所述多通道皮肤图像和所述皮肤阻抗信号发送至所述计算处理器；所述计算处理器用于基于所述局部皮肤图像和所述皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于所述多通道皮肤图像确定单次出液量，并将所述目标工作模式和所述单次出液量发送至所述主控制器；所述主控制器还用于基于所述目标工作模式和所述单次出液量，控制所述储液仓控制器完成出液动作；其中，所述目标工作模式为多种预设的工作模式之一，不同所述工作模式对应的出液频率不同。

2.根据权利要求1所述的自动出液系统，其特征在于，所述电极设备包括恒流源、第一对电极、第二对电极和信号处理模块，所述第一对电极与所述恒流源连接，所述第二对电极与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述主控制器连接；所述第一对电极用于将所述恒流源产生的电流注入被测生物组织；所述第二对电极用于获取所述被测生物组织在电流激励下产生的电压信号；所述信号处理模块用于对所述电压信号进行信号处理，生成皮肤阻抗信号，并将所述皮肤阻抗信号发送至所述主控制器。

3.根据权利要求1所述的自动出液系统，其特征在于，所述计算处理器具体用于：基于所述皮肤阻抗信号，判断所述皮肤美容仪是否与皮肤接触；当判断结果为所述皮肤美容仪与皮肤接触时，基于所述局部皮肤图像和光流算法进行所述皮肤美容仪与皮肤的相对运动分析，并基于运动分析结果，确定所述目标工作模式。

4.根据权利要求3所述的自动出液系统，其特征在于，所述计算处理器还用于：采用光流算法确定预设时长内的多个所述局部皮肤图像对应的多个图像变换率；当多个所述图像变换率均为零时，确定所述运动分析结果为不存在相对运动；当多个所述图像变换率均不为零时，确定所述运动分析结果为存在连续的相对运动；当多个所述图像变换率不全为零时，确定所述运动分析结果为存在间歇性的相对运动。

5.根据权利要求4所述的自动出液系统，其特征在于，所述工作模式包括固定定位盖章工作模式、滑动式工作模式和混合式工作模式，其中，所述固定定位盖章工作模式对应的出液频率最低，所述滑动式工作模式对应的出液频率最高；

所述计算处理器还用于：当所述运动分析结果为不存在相对运动时，确定所述目标工作模式为所述固定定位盖章工作模式；当所述运动分析结果为存在连续的相对运动时，确定所述目标工作模式为所述滑动式工作模式；当所述运动分析结果为存在间歇性的相对运动时，确定所述目标工作模式为所述混合式工作模式。

6.根据权利要求1所述的自动出液系统，其特征在于，所述计算处理器具体还用于：对所述多通道皮肤图像进行预设要素的皮肤状况分析，得到皮肤状况的当前量化值，其中，所述预设要素包括毛孔颜色、色斑面积和纹理线条数量中的一种或多种；基于预设的出液量与量化值对应关系，确定与所述当前量化值对应的单次出液量。

7.根据权利要求1所述的自动出液系统，其特征在于，所述主控制器还用于当确定结束治疗时，发送回收信号至所述储液仓控制器；所述储液仓控制器还用于基于所述回收信号完成皮肤护理液回收动作。

8.根据权利要求1所述的自动出液系统，其特征在于，所述主控制器与所述储液仓控制器通过无线供电系统和无线通信协议连接；所述主控制器具体用于基于所述目标工作模式和所述单次出液量，生成出液控制数据，并将所述出液控制数据发送至所述储液仓控制器；所述储液仓控制器与所述储液仓内的电机连接，所述储液仓控制器用于基于所述出液控制数据，通过脉冲宽度调制PWM驱动所述电机进行出液动作。

9.根据权利要求8所述的自动出液系统，其特征在于，所述自动出液系统还包括显示屏、读写模块和储液仓存储器，所述显示屏和所述读写模块分别与所述主控制器连接，所述储液仓存储器与所述储液仓控制器连接；所述储液仓控制器还用于根据所述电机执行出液动作时的实时步距数计算得到实时出液量，根据所述实时出液量计算得到皮肤护理液剩余量，并实时更新所述储液仓存储器中存储的皮肤护理液剩余量；所述储液仓控制器还用于当接收到储液仓嵌入信号后，向所述主控制器发送使能信号；所述主控制器还用于在接收到所述使能信号后，控制所述读写模块实时读取所述储液仓存储器存储的皮肤护理液剩余量，并通过所述显示屏显示所述皮肤护理液剩余量。

10.根据权利要求1所述的自动出液系统，其特征在于，所述主控制器还连接有激活输出设备，所述主控制器还用于基于所述皮肤阻抗信号和所述多通道皮肤图像对应的皮肤状态生成激活控制信号，并将所述激活控制信号发送至所述激活输出设备；所述激活输出设备用于基于所述激活控制信号，输出相应频率和相应能量的激活信号，所述激活信号包括射频信号、低周波和红光中的一种或多种。

11.一种自动出液方法，其特征在于，应用于权利要求1-10中任一项所述的自动出液系统；所述自动出液方法包括：

所述图像采集设备将采集的局部皮肤图像发送至所述主控制器；

所述多光谱成像设备将采集的多通道皮肤图像发送至所述主控制器；

所述电极设备将采集的皮肤阻抗信号发送至所述主控制器；

所述主控制器将接收到的所述局部皮肤图像、所述多通道皮肤图像和所述皮肤阻抗信号发送至所述计算处理器；

所述计算处理器基于所述局部皮肤图像和所述皮肤阻抗信号确定目标工作模式，基于所述多通道皮肤图像确定单次出液量，并将所述目标工作模式和所述单次出液量发送至所述主控制器；其中，所述目标工作模式为多种预设的工作模式之一，不同所述工作模式对应的出液频率不同；

所述主控制器基于所述目标工作模式和所述单次出液量，控制所述储液仓控制器完成出液动作。

12.一种皮肤美容仪，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的自动出液系统。