CN117831717A - 辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质，该控制方法包括：获取目标皮肤区域的皮肤图像；基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于计算机技术领域，尤其涉及一种辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质。
背景技术
激光、强脉冲光类美容仪器，大多工作参数固定，而不同用户由于年龄、地理位置、环境条件和生活习惯的不同，皮肤肤色(例如面部肤色)和伴随的皮肤特征存在显著差异，但美容仪器对不同用户未做区分。
目前，用户在使用美容仪器时，手动选择一模式，进而美容仪器在该模式下执行辐照。由于用户无法判断选择的辐照参数是否适合，极有可能在使用过程中出现输出能量不匹配甚至造成一定程度的皮肤组织伤害。
发明内容
本申请提供一种辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质，解决了由于用户无法判断选择的辐照参数是否适合，极有可能在使用过程中出现输出能量不匹配甚至造成一定程度的皮肤组织伤害的问题。
本申请的技术方案是这样实现的：
一种辐照模块的控制方法，所述方法包括：
获取目标皮肤区域的皮肤图像；
基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；
基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；
在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数。
一种辐照模块的控制装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取目标皮肤区域的皮肤图像；
处理单元，用于基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；
处理单元，用于基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；
处理单元，用于在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数。
一种辐照模块的控制设备，该设备包括：
存储器，用于存储可执行指令；
处理器，用于执行存储器中存储的可执行指令，实现上述的辐照模块的控制方法。
一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述的辐照模块的控制方法的步骤。
本申请实施例提供的一种辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质，该方法包括：获取目标皮肤区域的皮肤图像；基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数；解决了由于用户无法判断选择的辐照参数是否适合，极有可能在使用过程中出现输出能量不匹配甚至造成一定程度的皮肤组织伤害的问题的问题；本申请基于肤色特征能依次选定辐照模块的工作波长、以及该工作波长下辐照时与肤色特征对应的最优辐照参数，实现了跟随肤色特征的不同，动态匹配最合适的工作波长和相应的辐照参数的效果，为不同用户提供定制化辐照参数匹配功能，实现了因用户而异的自动化辐照方案。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种辐照模块的控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种辐照模块的控制方法应用在仿真建模的实际场景的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种以光斑中心为原点、沿径向和轴向柱坐标系的仿真皮肤模型剖面图；
图4为本申请实施例提供的一种将不同波长下表皮吸收系数参数表添加到仿真模型中的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种将不同波长下真皮吸收系数参数表添加到仿真模型中的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种将不同波长下散射系数参数表添加到仿真模型中的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种固体传热模块参数设置的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种吸收-散射介质中的辐射模块参数设置的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种组织温度、时间变化曲线的示意图；
图10为本申请实施例提供的一种组织温度、深度变化曲线的示意图；
图11为本申请实施例提供的一种能量沉积随温度变化的示意图；
图12为本申请实施例提供的一种辐照模块的控制装置的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种辐照模块的控制设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
相关技术中，利用选择性光热原理进行光热治疗旨在根据不同皮肤组织的生物学特性，选择合适的激光参数向皮肤组织进行光能输出，光能被皮肤组织吸收后转化为热能，能够对皮肤的特定靶组织进行局部加热和热破坏，但不损伤周围正常组织，从而达到光热治疗的目的。激光、强脉冲光类仪器作为目前临床上应用最为广泛的光治疗技术，就是利用了选择性光热原理来进行光热治疗，在皮肤美容/治疗领域占有十分重要的地位，应用于相关的皮肤病、光损伤和光老化治疗。
然而，光热治疗的过程会受多种因素的影响。其中，光热治疗的过程会受皮肤组织的光学特性的影响。皮肤组织的光学特性又与黑色素、血红蛋白等发色团的浓度有关，皮肤组织包括表皮层和真皮层，表皮中的黑色素含量是以肤色作为主要表型特征，又受到民族、性别、年龄、地理环境、社会文化背景和生活方式的影响。例如，对于一些模型中的肤色等级，每一肤色等级均有对应的皮肤组织的光学特性，且之间存在显著差异。此外，光热治疗的过程还会受辐照参数的影响。不同的辐照参数对皮肤组织的治疗强度、治疗方式、治疗结果等存在较大差异。例如，激光、强脉冲光类仪器在利用选择性光热原理进行治疗时，能够发出波长区间在400nm-1200nm范围的光，不同波段能够对皮肤组织中不同的靶色基进行定向治疗，以效治疗靶色基所在的病变部位。
目前家用的小型激光、强脉冲光类美容仪器，参数固定，不同用户由于年龄、地理位置、环境条件和生活习惯的不同，面部肤色和伴随的皮肤特征存在显著差异，但仪器对不同用户未做区分，未做到分人分区设置能量，且用户在使用时无法判断仪器选择的档位和模式是否适合，也无法准确判断能量输出的大小，若使用过程中选择的模式及能量参数不合适，会导致色素沉着，甚至出现红斑、烫伤等，造成一定程度的皮肤组织伤害。对于大型院线仪器，对操作者的专业性要求高，过度依赖操作者的前期的大量诊断和操作者自身的专业操作水平。
本申请的实施例提供一种辐照模块的控制方法，参照图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101、获取目标皮肤区域的皮肤图像。
其中，目标皮肤区域为用户需要进行光热治疗的一个皮肤区域。皮肤区域的皮肤组织包括表皮层和真皮层。
本申请实施例中，获取用户需要进行光热治疗的一个皮肤区域的皮肤图像。可以理解地，获取皮肤图像的方式包括但不限于拍照、获取相册中的图像等。
本申请实施例中，辐照模块可以应用于美容仪器，美容仪器至少具有如下功能中的一个：皮肤治疗、皮肤护理。功能组件可以选用不同的能量源来实现上述功能。本申请实施例中能量源至少选用如下类型中的一个来实现：光、电。其中，光类包括激光和脉冲光；电类包括射频。实际使用时，本申请提供的辐照模块的控制方法，可应用于强脉冲光和激光类仪器。
本申请实施例中，对美容仪器具有的功能不作具体限定；对美容仪器采用的能量源不作具体限定。
本申请提供的辐照模块的控制方法的执行主体可以是具有辐照模块的美容仪器，该美容仪器具有数据处理及程序运行等功能。通常，美容仪器中各组件的运行可以由一核心处理器/控制器进行驱动，故本实施例的执行主体还可以为美容仪器内的处理器/控制器、美容仪器内的辐照模块对应的处理器/控制器。
步骤102、基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征。
其中，肤色特征是指皮肤的颜色特征，可以用肤色等级的形式表示。示例性地，肤色等级越高，代表皮肤的颜色越深，皮肤中的黑色素沉积越多。
本申请实施例中，获取用户需要进行光热治疗的一个皮肤区域的皮肤图像之后，对获取的皮肤图像进行分析，得到用户需要进行光热治疗的一个皮肤区域的皮肤的肤色等级。可以理解地，可以在一个皮肤区域上获取多张皮肤图像，对获取的多张皮肤图像进行平均值分析，以避免对单张皮肤图像进行分析使得肤色等级的判断出现误差，提高确定肤色等级的准确性。
本申请实施例中，可以采用具有图像识别功能的设备对获取的皮肤图像进行色素沉着情况的图像识别，以根据色素沉着的识别结果确定肤色等级。
步骤103、基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长。
其中，光学特征参数为与目标皮肤区域的肤色特征对应的皮肤的光学特征参数，代表了具有不同肤色特征的皮肤在能量源的刺激下反映出来的不同的皮肤组织特性。
其中，辐照模块是指能够发出能量源的模块，用于对目标皮肤区域执行相应的辐照操作。可以理解地，辐照操作包括辐照模块根据相应的指示信号输出能量源。辐照模块的工作波长是指辐照模块在输出能量源时，能量源具有的波长。同一能量源具有不同的波长。示例性地，当能量源为光时，能量源的波长可以是波长590-1200nm所在的波长区间，也可以是600nm对应的单一波长。
其中，工作波长为辐照模块在实际工作中输出的波长。
本申请实施例中，由于皮肤区域的皮肤组织在能量源的不同的波长下会表现出相应的光学特性，当获取用户需要进行光热治疗的一个皮肤区域的皮肤图像之后，对获取的皮肤图像进行识别分析，确定出该皮肤区域的皮肤的肤色等级，进而根据与该肤色等级对应的皮肤的光学特征参数，确定出与该光学特征参数对应的辐照模块的工作波长。
步骤104、在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数。
其中，辐照模块执行辐照是指辐照模块输出能量源以执行辐照操作的过程。可以理解地，辐照操作包括辐照模块根据相应的指示信号输出能量源。
其中，辐照参数是指辐照模块执行辐照操作时的工作输出参数。在工作波长下，与肤色特征对应的辐照参数是指在某一工作波长、某一肤色特征下最优的/最合理的辐照参数。
本申请实施例中，当获取用户需要进行光热治疗的一个皮肤区域的皮肤图像之后，对获取的皮肤图像进行识别分析，确定出该皮肤区域的皮肤的肤色等级，进而根据与该肤色等级对应的皮肤的光学特征参数，确定出与该光学特征参数对应的辐照模块的工作波长，并在该肤色等级、该工作波长下，设置对应的工作输出参数，以使辐照模块按照该工作输出参数执行辐照操作。
本申请实施例中，在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的特定档位下的辐照参数。可以理解地，当工作波长对应的工作模式为模式一时，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的特定的工作档位下的辐照参数，得到推荐档位查询表，参见表1所示。
表1推荐档位查询表
| 肤色 | 工作模式 | 工作档位 | 辐照参数 |
| II-型 | 模式一 | 一档 | t1＝t2＝5ms,td＝40ms,w＝3J/cm2 |
| II型 | 模式一 | 二档 | t1＝5ms，t2＝3ms,td＝40ms,w＝2.5J/cm2 |
| II+型 | 模式一 | 三档 | t1＝5ms，t2＝3ms,td＝50ms,w＝2.5J/cm2 |
| III-型 | 模式一 | 四档 | t1＝5ms，t2＝5ms,td＝60ms,w＝2.8J/cm2 |
| III型 | 模式一 | 五档 | t1＝4ms，t2＝4ms,td＝60ms,w＝2.8J/cm2 |
| III+型 | 模式一 | 六档 | t1＝4ms，t2＝4ms,td＝60ms,w＝2.5J/cm2 |
| IV-型 | 模式一 | 七档 | t1＝4ms，t2＝4ms,td＝70ms,w＝2.5J/cm2 |
| IV型 | 模式一 | 八档 | t1＝3ms，t2＝4ms,td＝80ms,w＝2.5J/cm2 |
| IV+型 | 模式一 | 九档 | t1＝3ms，t2＝3ms,td＝90ms,w＝2.0J/cm2 |
| V-型 | 模式一 | 十档 | t1＝3ms，t2＝3ms,td＝100ms,w＝2.0J/cm2 |
| V型 | 模式一 | 十一档 | t1＝3ms，t2＝3ms,td＝110ms,w＝1.8J/cm2 |
| V+型 | 模式一 | 十二档 | t1＝3ms，t2＝4ms,td＝110ms,w＝1.5J/cm2 |
本申请实施例提供了一种辐照模块的控制方法，该方法包括：获取目标皮肤区域的皮肤图像；基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数；解决了由于用户无法判断选择的辐照参数是否适合，极有可能在使用过程中出现输出能量不匹配甚至造成一定程度的皮肤组织伤害的问题；本申请基于肤色特征能依次选定辐照模块的工作波长、以及该工作波长下辐照时与肤色特征对应的最优辐照参数，实现了跟随肤色特征的不同，动态匹配最合适的工作波长和相应的辐照参数的效果，为不同用户提供定制化辐照参数匹配功能，实现了因用户而异的自动化辐照方案。
本申请一些实施例中，辐照参数包括：脉宽，脉冲数、脉宽延迟、能量密度。
其中，脉宽是指是脉冲宽度，表示高电平持续的时间，单位为ms。
其中，脉冲数是一个周期内的脉冲次数，单位为次/ms。
其中，脉宽延迟为两个脉冲之间的停顿时间，单位为ms。
其中，能量密度是指单位面积内输出的能量，单位为J/cm2。能量密度可以由如下公式计算得出：能量密度＝(输出功率×脉宽)/光斑面积。
本申请实施例中，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的脉宽，脉冲数、脉宽延迟、能量密度，以使辐照模块按照上述辐照参数执行对应的辐照操作。
本申请一些实施例中，步骤104在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数，可以通过如下步骤实现：
在不同样本波长下，基于样本皮肤区域中的每一样本肤色特征对应的光学特征参数，确定样本皮肤区域随时间推移的温度分布特征和能量沉积特征。
其中，随时间推移的温度分布特征为皮肤组织温度随时间的变化趋势，包括随时间推移，皮肤组织温度随使皮肤深度的变化趋势。
其中，随时间推移的能量沉积特征为皮肤组织中的能量沉积随时间的变化趋势。
其中，样本波长是由多个波长组成的样本数据集。
其中，样本皮肤区域是由多个皮肤区域组成的样本数据集。样本皮肤区域对应的数据集中的每一样本皮肤区域对应有各自的样本肤色特征，每一样本肤色特征对应有各自的光学特征参数。
本申请实施例中，以样本波长、样本皮肤区域作为仿真模型的输入数据集进行仿真操作。
本申请实施例中，样本皮肤区域对应的数据集合中的某一样本皮肤区域对应有一个样本肤色特征，该样本肤色特征在某一样本波长下对应有一个光学特征参数。基于该样本波长，设置与该样本肤色特征对应的预设辐照参数，以使辐照模块按照该预设辐照参数进行辐照操作模拟，仿真得到该样本皮肤区域的皮肤组织温度随时间的变化趋势和皮肤组织中的能量沉积随时间的变化趋势。
可以理解地，样本皮肤区域对应的数据集合中的多个样本皮肤区域对应有多个样本肤色特征，该样本肤色特征在多个样本波长下对应有多个光学特征参数。基于不同的样本波长，分别设置与不同的样本肤色特征对应的多个预设辐照参数，以使辐照模块依次/分别按照该多个预设辐照参数进行辐照操作模拟，仿真得到多个样本皮肤区域的皮肤组织温度随时间的变化趋势和对应的多个皮肤组织中的能量沉积随时间的变化趋势。
基于温度分布特征和能量沉积特征，确定每一样本肤色特征在不同样本波长下对应的样本辐照参数。
其中，样本辐照参数为由多个预设辐照参数组成的数据集。可以理解地，基于不同的样本波长、不同的样本肤色特征，分别预设多个辐照参数，以使辐照模块依次/分别按照该多个预设的辐照参数，在不同的样本波长下向不同的样本肤色特征所在的多个样本皮肤区域进行辐照操作模拟，在不同样本辐照参数下进行辐照操作模拟后，得到与波长、肤色特征对应的不同的温度分布特征和不同的能量沉积特征。
本申请实施例中，根据得到的不同辐照操作模拟下与波长、肤色特征对应的不同的温度分布特征和不同的能量沉积特征，确定每一样本肤色特征在不同样本波长下对应的样本辐照参数，得到多个预设辐照参数。
基于不同样本波长下对应的样本辐照参数，确定工作波长下对应的辐照参数。
本申请实施例中，获得不同样本波长、不同肤色特征对应的温度分布特征和能量沉积特征之后，进一步分析对应的皮肤组织温度随时间的变化趋势和皮肤组织中的能量沉积随时间的变化趋势，根据分析结果，从得到的样本辐射参数中的多个预设辐照参数中选择出最优的或最合适的辐照参数，以使辐照模块在实际工作中按照该最优的或最合适的辐照参数输出能量波，该最优的或最合适的辐照参数与辐照模块工作波长对应。
本申请一些实施例中，光学特征参数包括：真皮吸收系数、表皮吸收系数、散射系数、各向异性因子、折射率。
其中，真皮吸收系数μaDer表示了皮肤的真皮层对能量波的吸收能力。
其中，表皮吸收系数μaepi表示了皮肤的表皮层对能量波的吸收能力。
其中，散射系数μs包括真皮层散射系数和表皮层散射系数，分别表示了真皮层和表皮层对能量波的反射能力。
其中，各向异性因子g包括真皮层各向异性因子和表皮层各向异性因子，分别表示了真皮层和表皮层在不同方向上存在的差异。
其中，折射率n包括真皮层折射率和表皮层折射率，分别表示了真皮层和表皮层在能量波通过皮层边缘时入射线和出射线之间的夹角变化。
本申请实施例中，由于表皮的吸收系数由表皮中黑色素的含量决定，本申请实施例中表皮的吸收系数由纯表皮皮肤的吸收系数和表皮中纯黑色素的吸收系数加权求和确定，表皮的吸收系数也可以用表皮总吸收系数来表示。其中，纯表皮皮肤的吸收系数，可采用公式(1)进行计算：
其中，μa.bs为纯表皮皮肤的吸收系数；
λ为波长。
表皮中纯黑色素的吸收系数，可采用公式(2)进行计算：
μa.me＝6.6*1011*λ-3.33 (2)
其中，μa.me为表皮中纯黑色素的吸收系数；
λ为波长。
本申请实施例中，通过对纯表皮皮肤的吸收系数和表皮中纯黑色素的吸收系数进行加权求和，得到表皮总吸收系数，参见公式(3)：
μaepi＝f.me*μa.me+(1-f.me)*μa.bs (3)
其中，μaepi为表皮的总吸收系数；
μa.me为表皮中纯黑色素的吸收系数；
μa.bs为纯表皮皮肤的吸收系数；
f.me为黑色素体积分数，表示在黑色素在表皮中所占比重的体积分数；不同肤色的皮肤，对应有不同的f.me，肤色越深，f.me越大：浅色成人皮肤的f.me∈[1.3％-6.3％]；中度有色成人皮肤的f.me∈[11％-16％]；深色成人皮肤的f.me∈[18％-43％]。
本申请实施例中，真皮的吸收系数在红外光谱范围内由真皮中水的含量决定，在可见光谱范围内由血液中的血红蛋白、胡萝卜素和胆红素决定，同理可得到真皮的吸收系数，表皮散射系数和真皮散射系数的计算结果相近，本申请对此不作赘述。
本申请实施例中，表皮的各向异性因子和真皮的各向异性因子均设置为0.85，折射率均设置为1.37。皮肤组织在不同的波长下吸收系数不同，具有不同的吸收性质和散射性质，因此，计算在不同波长、某一皮肤等级下的表皮吸收系数，并计算在不同波长下的真皮吸收系数、散射系数、各向异性因子和折射率，部分波长下的计算结果参见表2所示。
表2不同波长下皮肤组织的光学特性参数
本申请实施例中，不同的肤色特征对应有不同的肤色等级，不同的肤色等级对应有不同的表皮吸收系数。本申请实施例中根据肤色的不同将皮肤等级分为II型，III型，IV型肤色进一步将分为II-型、II型、II+型、III-型、III型、III+型、IV-型、IV型、IV+型、V-型、V型、V+型，不同的皮肤等级对应的黑色素体积分数f.me参见表3所示。
本申请实施例在不同肤色等级、不同波长下对表皮吸收系数进行计算，部分波长下的计算结果参见表4所示。
表3不同的肤色等级对应的黑色素体积分数
| 肤色等级 | f.me | 肤色等级 | f.me | 肤色等级 | f.me | 肤色等级 | f.me |
| II-型 | 2％ | III-型 | 3.5％ | IV-型 | 7％ | V-型 | 15％ |
| II型 | 2.5％ | III型 | 4％ | IV型 | 10％ | V型 | 21％ |
| II+型 | 3％ | III+型 | 5％ | IV+型 | 13％ | V+型 | 27％ |
表4不同肤色等级、不同波长下的表皮总吸收系数
本申请一些实施例中，步骤102基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征，可以通过如下步骤实现：
基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的关键点的LAB色值；
基于LAB色值，确定肤色特征。
其中，LAB色值为描述肤色在三维颜色空间中的值。LAB色值包括L、a、b的值，其中L(0-100)值代表黑白亮度，在肤色测量中主要受黑色素的影响；a(+60－-60)值代表红绿色度，正值表示红色，负值表示绿色，在肤色测量中主要受氧合血红蛋白氧合程度的影响；b(+60－-60)值代表黄蓝色度，正值表示黄色，负值表示蓝色，能够反映皮肤的黄色程度。
本申请实施例中，设置多个关键监测点，基于得到的多张皮肤图像，对每一张的目标皮肤区域的多个关键监测点的LAB色值进行检测，根据得到的每一张皮肤图像计算LAB色值的平均值，根据计算的平均值确定肤色特征对应的肤色等级。
进一步地，上述基于LAB色值，确定肤色特征，可以通过如下步骤实现：
基于LAB色值，确定皮肤图像的肤色个体类型角度的参考值；
基于参考值，确定肤色特征。
本申请实施例中，基于LAB色值得到肤色个体类型角度ITA°，对ITA°进行肤色等级划分，得到肤色等级划分表，参见表5。
其中，肤色个体类型角度(ITA°，Individual Typology Angle)表征肤色在LAB色值对应的三维颜色空间中的综合视觉效果，反映了皮肤的色素沉积程度，用于进行肤色分类，ITA°取值越高则表示皮肤颜色越浅，反之越深。
本申请实施例中，基于LAB色值，确定皮肤图像的肤色个体类型角度的参考值时，先测量得到LAB色值，再根据公式(4)计算得到ITA°：
ITA° ＝ [ArcTan((L - 50)/b)] 180/π (4)
其中，ITA°为肤色个体类型角度，单位为度；
L为LAB色值中代表黑白亮度的值，取值范围为0-100；
b为LAB色值中代表黄蓝色度的值，取值范围为+60－-60。
表5肤色等级划分表
本申请一些实施例中，步骤103基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长，可以通过如下步骤实现：
获取皮肤对应的靶色基的相关参数；
基于相关参数和光学特征参数，确定辐照模块的工作波长。
其中，靶色基为皮肤表面或组织中能吸收特定波长光线的分子或物质。本申请实施例中，表皮层的靶色基为表皮中的黑色素，真皮层的靶色基为真皮中的水、血液中的血红蛋白、胡萝卜素或胆红素。
本申请实施例中，靶色基的相关参数为指示靶色基的相关信号参数，用于指示靶色基为黑色素或水、血液中的血红蛋白、胡萝卜素或胆红素。
本申请实施例中，靶色基的相关参数的影响因素包括工作波长、皮肤自身的参数、用户的需求。示例性地，当用户的需求指示的靶色基为黑色素时，可以进一步检测用户的皮肤自身的参数，当检测结果显示用户的皮肤为棕色时，表明此时可以对用户执行靶色基为黑色素的辐照操作且不会存在皮肤烧伤的风险。
本申请实施例中，不同的工作波长对应不同的靶色基，通过选择特定范围的波长可以确定靶色基，也可以通过选择特定的靶色基来确定工作波长的范围。可以理解地，在一定波长范围内，工作波长越短，皮肤穿透深度越浅，能量沉积主要集中在表皮层和真皮浅层。示例性地，在波长为780-1400nm的红外光中，主要作用在真皮和表皮层，此时的工作波长对应的靶色基主要为真皮中的水。在红外光区(1400-3000nm)，作用深度反而较浅，主要作用在角质层。
本申请实施例中，根据得到的皮肤对应的靶色基的相关参数，确定靶色基，并基于确定出的靶色基和光学特征参数，确定辐照模块的工作波长。本申请实施例中，基于不同样本波长下对应的样本辐照参数，确定工作波长下对应的辐照参数时，在某一样本波长下的靶色基为真皮层的水，则选择该波长下真皮层能量沉积较大的样本辐照参数为工作波长下对应的辐照参数；在另一样本波长下的靶色基为表皮中的黑色素，则选择该波长下表皮层能量沉积较大的样本辐照参数为工作波长下对应的辐照参数。
下面，以本申请提供的辐照模块的控制方法应用在仿真建模的实际场景为例，参照图2所示，包括如下步骤：
步骤201、建立皮肤组织层状模型。
在实际应用时，打开仿真建模软件，单击模型向导，选择“二维”，在物理场中选择添加“固体传热”、“吸收-散射介质中的辐射传热”模块。建立皮肤组织层状模型，设置表皮厚度0.1mm、真皮层厚度1.4mm、光斑大小2.5cm2。可根据实际光斑大小设置光斑大小。以光斑中心为原点、以皮肤组织的径向柱为纵坐标，以皮肤组织的轴向柱为横坐标建立坐标系并绘制剖面图，参照图3所示。
步骤202、计算皮肤组织的光学特性参数。
皮肤组织的光学特性参数包括真皮吸收系数、表皮吸收系数、散射系数、各向异性因子、折射率。对不同肤色、不同波长下皮肤组织的吸收系数进行计算，皮肤组织的吸收系数包括表皮的吸收系数和真皮的吸收系数，各向异性因子取0.85，折射率取1.37，得到不同波长下皮肤组织的光学特性参数，参见上述表2所示。
将皮肤组织的光学特性参数添加到仿真模型中对应的模块。下图4为将不同波长下表皮吸收系数参数表添加到仿真模型中的示意图；下图5为将不同波长下真皮吸收系数参数表添加到仿真模型中的示意图；下图6为将不同波长下散射系数参数表添加到仿真模型中的示意图。
步骤203、设置仿真参数。
其中，设置的仿真参数，包括：添加表皮、真皮材料参数，辐照参数。示例性地，设置脉宽t1＝5ms，t2＝3ms，脉宽延迟td＝40ms，能量密度为2.5J/cm2，初始皮肤组织温度为T0＝36.5℃。
步骤204、设置“固体传热”和“吸收-散射介质中的辐射”模块各参数。
在“固体传热”选项中添加皮肤组织的初始温度T0；在“吸收-散射介质中的辐射”模块中设置辐射模块参数，下图7为固体传热模块参数设置的示意图；下图8为吸收-散射介质中的辐射模块参数设置的示意图。
步骤205、进行数值模拟，分析组织中的热分布。
分别模拟肤色等级为II-型、II型、II+型、III-型、III型、III+型、IV-型、IV型、IV+型、V-型、V型、V+型，波长为590-1200nm下，理论模拟激光或强脉冲光在组织中的光传输以及由此而产生的热分布，模拟计算结果，得到皮肤组织的温度分布和能量沉积对应的变化曲线，参见图9-图11所示。分析组织的热分布的变化规律，输出不同肤色等级，不同模式下，最合理的辐照参数。
下图9为组织温度、时间变化曲线的示意图；下图10为组织温度、深度变化曲线的示意图；下图11为能量沉积随温度变化的示意图。
其中，图9为三个脉冲治疗后，组织温度随时间的变化曲线，从图中可以看出脉冲治疗过程中组织温度随时间的变化规律，脉冲输出时组织温度升高，脉冲延迟时组织散热温度降低，因此图9中出现三个峰值。可根据温度变化规律调整脉冲输出时间、脉冲个数以及脉冲延迟时间、能量密度。对比不同脉宽，脉冲数、脉宽延迟下，组织温度随时间、深度的变化规律，并保证表皮温度不大于43℃。为了在低能量下同样能够实现黑色素小体分解，且不破坏含有黑素体的细胞，减少色素沉着风险，在仪器端口/仪器出光口设置有表皮降温装置以保证使用安全型，此时的表皮理论模拟温度可适当提高，并控制表皮温度不大于46℃。
其中，图10为脉冲结束时，皮肤组织温度随皮肤深度的变化曲线。可根据组织温度随深度变化曲线选择最优的参数，例如选用590-1200nm的波长对应的靶基主要为真皮层水分，因此选择深度在0.1-1.4mm处真皮层温度较高时的辐照参数为合理的参数。
其中，图11为脉冲结束时，皮肤组织中的能量沉积随皮肤深度的变化曲线。随着皮肤组织深度的增加能量沉积逐渐减小。由于能量沉积与热损伤成正比，能量沉积越大代表皮肤组织的能量吸收越大。根据仿真结果可以对比不同波长范围下真皮层和表皮层的能量沉积，并根据真皮层和表皮层的能量沉积的对比结果选择能量沉积较大的辐照参数对应的波长作为最优的波长范围。示例性地，同样能量密度下，在波长范围为590-1200nm和690-1200nm下的能量沉积进行对比时，在590-1200nm的波长范围下真皮和表皮能量沉积都大，则选择波长在590-1200nm。
步骤206、根据理论模拟的最优参数设置仪器对应档位的参数。
根据理论模拟的最优参数设置仪器对应的档位参数，并输出不同用户肤色等级、不同模式下的推荐档位查询表，指示了肤色等级与档位、模式、辐照参数的一一映射关系，并将得到的查询表存储在美容仪器的输出参数的控制设备上。示例性地，该输出参数的控制设备可以是美容仪器内置的控制器，又称中央数据处理器。
示例性地，本申请以模式一为例，建立不用肤色用户在模式一下的推荐档位查询表如上述表1所示。
步骤207、拍摄目标皮肤区域的皮肤图像。
智能终端下载测肤软件，并使用智能终端携带的后置摄像头，在自然光下对目标皮肤区域进行拍照，按照提示拍摄3张照片。
步骤208、确定肤色特征。
测肤软件对拍摄的照片进行检测分析，检测被拍摄者左右脸颊及额头共16个点的LAB色值，将3张照片分别进行分析计算ITA°值，得出3张照片下ITA°的平均值，结合上述表5，确定出用户的肤色等级和对应的皮肤类型。
步骤209、根据肤色特征，输出用户在不同模式下推荐使用的档位。
根据智能终端检测报告中的肤色等级和对应的皮肤类型，查询上述表1，输出用户在不同模式下推荐使用的档位，智能终端的测肤软件将查询到的推荐档位直接下发到美容仪器进行设置，用户也可根据检测结果手动设置。用户在使用一段时间后肤色会发生变化，观察皮肤变化并重新检测，以推荐更合适的使用模式和档位，实现了辐照参数的实时动态调整。
本申请实施例针对不同用户不同皮肤区域的肤色、肌肤状态/肌肤问题，从患者肤色、皮肤厚度、治疗区域，以及不同设备特点等角度触发选择合适的波长范围、并控制美容仪器在合适的波长范围下输出与用户皮肤等级对应的脉宽，脉冲数、脉宽延迟、能量密度等辐照参数，实现模式、能量的个性化定制功能；使用过程中根据肤色的改善实时检测，推荐合理的使用模式和档位，控制美容仪器以最佳的辐照参数输出能量，提高了能量输出的准确性，实现了一人一案的精准护肤，提高了使用的安全性和可靠性。
本申请的实施例提供一种辐照模块的控制装置300，参照图12所示，辐照模块的控制装置300包括：获取单元301，处理单元302；其中，
获取单元301，用于获取目标皮肤区域的皮肤图像；
处理单元302，用于基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；
处理单元302，还用于基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；
处理单元302，还用于在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数。
本申请一些实施例中，辐照参数包括：脉宽，脉冲数、脉宽延迟、能量密度。
本申请一些实施例中，处理单元302，还用于在不同样本波长下，基于样本皮肤区域中的每一样本肤色特征对应的光学特征参数，确定样本皮肤区域随时间推移的温度分布特征和能量沉积特征；基于温度分布特征和能量沉积特征，确定每一样本肤色特征在不同样本波长下对应的样本辐照参数；基于不同样本波长下对应的样本辐照参数，确定工作波长下对应的辐照参数。
本申请一些实施例中，光学特征参数包括：真皮吸收系数、表皮吸收系数、散射系数、各向异性因子、折射率。
本申请一些实施例中，处理单元302，还用于基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的关键点的LAB色值；基于LAB色值，确定肤色特征。
本申请一些实施例中，处理单元302，还用于基于LAB色值，确定皮肤图像的肤色个体类型角度的参考值；基于参考值，确定肤色特征。
本申请一些实施例中，处理单元302，还用于获取皮肤对应的靶色基的相关参数；基于相关参数和光学特征参数，确定辐照模块的工作波长。
本申请的实施例提供一种辐照模块的控制设备400，参照图13所示，辐照模块的控制设备400包括：存储器401，处理器402，通信总线403；其中，
通信总线403用于实现存储器401和处理器402之间的通信连接；
存储器401，用于存储可执行指令。
处理器402，用于执行存储器401中存储的可执行指令，以实现如下步骤：获取目标皮肤区域的皮肤图像；基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数。
本申请一些实施例中，辐照参数包括：脉宽，脉冲数、脉宽延迟、能量密度。
本申请一些实施例中，处理器402，用于执行存储器401中存储的可执行指令，以实现如下步骤：在不同样本波长下，基于样本皮肤区域中的每一样本肤色特征对应的光学特征参数，确定样本皮肤区域随时间推移的温度分布特征和能量沉积特征；基于温度分布特征和能量沉积特征，确定每一样本肤色特征在不同样本波长下对应的样本辐照参数；基于不同样本波长下对应的样本辐照参数，确定工作波长下对应的辐照参数。
本申请一些实施例中，光学特征参数包括：真皮吸收系数、表皮吸收系数、散射系数、各向异性因子、折射率。
本申请一些实施例中，处理器402，用于执行存储器401中存储的可执行指令，以实现如下步骤：基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的关键点的LAB色值；基于LAB色值，确定肤色特征。
本申请一些实施例中，处理器402，用于执行存储器401中存储的可执行指令，以实现如下步骤：基于LAB色值，确定皮肤图像的肤色个体类型角度的参考值；基于参考值，确定肤色特征。
本申请一些实施例中，处理器402，用于执行存储器401中存储的可执行指令，以实现如下步骤：获取皮肤对应的靶色基的相关参数；基于相关参数和光学特征参数，确定辐照模块的工作波长。
处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
本申请实施例提供了一种辐照模块的控制设备，通过获取目标皮肤区域的皮肤图像；基于皮肤图像，确定目标皮肤区域的肤色特征；基于肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；在工作波长下，设置辐照模块执行辐照时与肤色特征对应的辐照参数；解决了由于用户无法判断选择的辐照参数是否适合，极有可能在使用过程中出现输出能量不匹配甚至造成一定程度的皮肤组织伤害的问题的问题；本申请基于肤色特征能依次选定辐照模块的工作波长、以及该工作波长下辐照时与肤色特征对应的最优辐照参数，实现了跟随肤色特征的不同，动态匹配最合适的工作波长和相应的辐照参数的效果，为不同用户提供定制化辐照参数匹配功能，实现了因用户而异的自动化辐照方案。
在本申请实施例中，辐照模块的控制设备400可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器(Micro ControllerUnit，MCU)、微处理器(Microprocessor)、或者其它电子元件实现，用于执行前述方法。
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
本申请的实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如图1对应的实施例提供的辐照模块的控制方法中的实现过程，此处不再赘述。
上述计算机存储介质/存储器可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性随机存取存储器(Ferromagnetic Random Access Memory，FRAM)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种终端，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或“本申请实施例”或“前述实施例”或“一些实施例”或“一些实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“本申请实施例”或“前述实施例”或“一些实施例”或“一些实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
值得注意的是，本申请实施例中的附图只是为了说明各个器件在终端设备上的示意位置，并不代表在终端设备中的真实位置，各器件或各个区域的真实位置可根据实际情况(例如，终端设备的结构)作出相应改变或偏移，并且，图中的终端设备中不同部分的比例并不代表真实的比例。
以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种辐照模块的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标皮肤区域的皮肤图像；
基于所述皮肤图像，确定所述目标皮肤区域的肤色特征；
基于所述肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；
在所述工作波长下，设置所述辐照模块执行辐照时与所述肤色特征对应的辐照参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐照参数包括：脉宽，脉冲数、脉宽延迟、能量密度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述工作波长下，设置所述辐照模块执行辐照时与所述肤色特征对应的辐照参数，包括：
在不同样本波长下，基于样本皮肤区域中的每一样本肤色特征对应的光学特征参数，确定所述样本皮肤区域随时间推移的温度分布特征和能量沉积特征；
基于所述温度分布特征和所述能量沉积特征，确定所述每一样本肤色特征在不同样本波长下对应的样本辐照参数；
基于所述不同样本波长下对应的所述样本辐照参数，确定所述工作波长下对应的辐照参数。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述光学特征参数包括：真皮吸收系数、表皮吸收系数、散射系数、各向异性因子、折射率。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述皮肤图像，确定所述目标皮肤区域的肤色特征，包括：
基于所述皮肤图像，确定所述目标皮肤区域的关键点的LAB色值；
基于所述LAB色值，确定所述肤色特征。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述LAB色值，确定所述肤色特征，包括：
基于所述LAB色值，确定所述皮肤图像的肤色个体类型角度的参考值；
基于所述参考值，确定所述肤色特征。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长，包括：
获取皮肤对应的靶色基的相关参数；
基于所述相关参数和所述光学特征参数，确定辐照模块的工作波长。
8.一种辐照模块的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取目标皮肤区域的皮肤图像；
处理单元，用于基于所述皮肤图像，确定所述目标皮肤区域的肤色特征；
所述处理单元，用于基于所述肤色特征对应的光学特征参数，确定辐照模块的工作波长；
所述处理单元，用于在所述工作波长下，设置所述辐照模块执行辐照时与所述肤色特征对应的辐照参数。
9.一种辐照模块的控制设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器，用于存储可执行指令；
处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令，实现权利要求1至7中任一项所述的辐照模块的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有可执行指令，当所述可执行指令被执行时，用于引起处理器执行权利要求1至7中任一项所述的辐照模块的控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311823844.1A CN117831717A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311823844.1A CN117831717A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN117831717A true CN117831717A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90512880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311823844.1A Pending CN117831717A (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 辐照模块的控制方法、控制装置、控制设备和存储介质 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN117831717A (zh) |
-
2023
- 2023-12-27 CN CN202311823844.1A patent/CN117831717A/zh active Pending
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