CN1665444A - 头发颜色的测量和处理 - Google Patents

Abstract

一种改变头发颜色的方法。该方法包括，测量头发样本的初始反射光谱，以及分析多个自然头发因素对初始反射光谱的贡献。该方法还包括基于另一个反射光谱来计算头发处理。一种用于测量样本反射光谱的系统包括：具有采样端口和内表面的累计球，以及与采样端口邻近布置的窗口。该窗口被配置为与样本紧密接触。该系统还包括光源，其被配置为经由窗口将光投射到样本上，以及光检测器，其被配置为分析从内表面反射的光，以生成样本的反射光谱。

Description

头发颜色的测量和处理

技术领域

本发明涉及头发处理，更具体地，涉及用于测量头发反射光谱的装置，以及直接基于头发的反射光谱来确定合适的头发处理的方法。

背景技术

作为介绍，每根头发都是由三层组成，即髓质层、皮质层和表皮层。髓质层是头发最里面的一层，由较软的富含角蛋白的物质构成，而且其在人的头发的存在是变化的，通常出现在粗的头发中。表皮层是发干的最外层表面，由非常硬的角蛋白物质构成。其由从头发的根部到发尖缠绕在发干上的若干层无定形角蛋白的小片组成，每一层都与相邻的层相重叠。最后，皮质层是头发的内部材料，其形成了头发的主体。皮质层位于髓质层和表皮层之间。皮质层由很软的、纤维状的结晶角蛋白构成。皮质层提供了头发的强度、颜色和纹理。人类头发的颜色是由毛囊中的称为黑素细胞的特殊细胞确定的，该黑素细胞产生头发的色素。人类通常产生两种黑色素，即，真黑素和褐黑素。真黑素与茶褐色相关，而褐黑素与橙色相关。褐色和黑色头发主要由真黑素给出其颜色。红色头发主要由褐黑素给出其颜色。金发和随着年龄变白的头发中这两种色素都非常少。

将初始的发色变为最终发色的头发处理通常涉及漂白和/或者染色。可能需要对头发进行漂白以减少自然的真黑素和褐黑素。漂白的程度取决于初始和最终的发色。通常使用过氧化氢的稀释液作为漂白剂。过氧化氢稀释液中的氧打开头发的表皮层，以便于漂白剂能够进入到皮质层中，以去除真黑素和褐黑素。一旦完成漂白，如果必要的话，对头发使用染发剂。染发剂也含氧，其打开头发的表皮层，以便于着色剂能够进入到皮质层中。

因此，头发着色处理的精确度取决于理发师的技术，理发师确定漂白需要进行到什么程度，以及应当使用哪种染发剂或者染发剂的组合来为顾客提供想要的最终颜色。理发师的部分技术取决于所积累的经验和染发剂生产商提供的指导。然而，最后的颜色通常是一个令理发师和顾客都感到意外的颜色。

与本发明相关的是Scott的美国专利4,434,467。Scott的专利描述了一种方法，顾客借此方法从数据库中选出与他或她自己的发色最相配的颜色。然后，顾客从数据库中选择一种想要的最终颜色。然后计算机根据生产商的说明来建议一种处理。上述系统的缺点是顾客必须通过视觉比较来确定和他或她自己的发色最接近的颜色。上述系统的另一个缺点是该系统局限于以初始发色的固定选择为基础的头发处理，而不考虑个体的发色。

同样与本发明相关的是Hawiuk的美国专利.5,609,484。Hawuik描述了使用颜色丝样本来重建初始发色，然后加入与已知的染发剂相关的头发丝样本，以观察染发剂是如何影响初始发色的。上述系统的一个缺点是该系统不够精确。上述系统的另一个缺点是确定初始颜色的过程在很大程度上是估计。上述系统的又一个缺点是该系统没有解决对初始发色进行漂白的问题。

与本发明最相关的是MacFarlane等人的美国专利6,067,504、6,157,445、6,308,088、6,314,372和6,330,341。这些专利讨论了一种方法，该方法首先包括由头发样本获得反射光谱。然后通过计算机来分析头发样本反射光谱的Hunter L，a和b颜色坐标的系数。然后，根据查询表中存储的颜色坐标系数的范围，通过计算机对初始发色进行分类。然后用户从可能的最终颜色中选择一种预期发色。然后，计算机基于查询表中存储的针对该初始发色和所希望的最终发色的头发处理，确定合适的头发处理。上述系统的一个缺点归因于根据人工颜色来对初始发色进行分类，而该人工颜色适用于一个可能的颜色范围。因此，所建议的头发处理不能精确地反映用户的初始发色。上述系统的另一个缺点是，头发处理查询表的形成和维护需要大量的试验。例如，对于每一种染发剂，需要为所有可能的初始发色和所有该染发剂能够实现的最终发色进行试验。另外，使用诸如L，a，b这样的颜色坐标系也会在某些情况下令人误解。例如，人眼看来基本上相同的两个头发样本会具有相同的L，a，b颜色坐标值，即使它们具有不同的反射光谱，从而具有不同的分量密度。例如，以染发剂A进行染色的一个自然金发样本可能与另一头发样本，比如以染发剂B进行染色的褐色头发具有相同的颜色坐标。此外，各具有不同反射光谱的大量头发样本可能产生相同或者非常近似的颜色坐标，特别是在头发的表皮层和白色包层也对反射光谱有所贡献的时候。然而，由于这些头发成分具有各自不同的初始密度，对这些头发样本采用相同的头发处理将产生不同的最终发色。因此，简单地看L，a，b颜色坐标或者其它的颜色坐标可能会导致错误的结果。

因此，需要一种直接基于个人初始的发色来确定头发处理的方法。

另外，通常需要较大量的头发样本来产生可用的头发反射光谱。因此，需要一种无需从顾客头上拔下头发即可产生可用头发反射光谱的系统和方法。

发明内容

本发明涉及一种用于测量头发反射光谱的装置，以及一种直接基于头发反射光谱来确定合适的头发处理的方法。

根据本发明的示教，提供了一种改变发色的方法，包括以下步骤：(a)测量头发样本的初始反射光谱；以及(b)分析第一多个因素对初始反射光谱的第一贡献，其中所述第一因素中的至少两个是自然头发因素。

根据本发明的另一个特征，所述第一因素包括与真黑素相关的因素和与褐黑素相关的因素。

根据本发明的又一个特征，所述第一因素包括与表皮层状态相关的因素。

根据本发明的又一个特征，还提供了基于假想的头发处理来计算新的反射光谱的步骤。

根据本发明的又一个特征，重复所述计算步骤，直到所述新的反射光谱和预期的反射光谱之间的差值基本上达到最小。

根据本发明的又一个特征，还提供了将所述新的反射光谱转换为颜色坐标表示的步骤，其中重复所述的计算步骤，直到所述颜色坐标表示和一预期颜色坐标表示之间的差值基本上达到最小。

根据本发明的又一个特征，还提供了基于第二反射光谱来计算头发处理的步骤。

根据本发明的又一个特征，还提供了确定由于特定时间的漂白而导致的至少一个所述自然头发因素的所述第一贡献中的变化的步骤。

根据本发明的又一个特征，还提供了确定由于经过特定时间的染色而导致的至少一个所述自然头发因素的所述第一贡献中的变化的步骤。

根据本发明的又一个特征，还提供了执行从由漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理的步骤。

根据本发明的示教，还提供了一种用于改变发色的方法，包括以下步骤：(a)测量头发样本的初始反射光谱；(b)分析多个因素对所述初始反射光谱的贡献；以及(c)基于假想的头发处理来计算新的反射光谱。

根据本发明的又一个特征，重复所述的计算步骤，直到所述新的反射光谱和预期的反射光谱之间的差值基本上达到最小。

根据本发明的又一个特征，还提供了将所述新的反射光谱转换为颜色坐标表示的步骤，其中重复所述计算步骤，直到所述颜色坐标表示和一预期颜色坐标表示之间的差值基本上达到最小。

根据本发明的又一个特征，在假想头发处理之后，通过包括对各个因素的新的贡献进行求和的步骤来执行计算。

根据本发明的又一个特征，这些因素中的至少两个是自然头发因素。

根据本发明的又一个特征，这些因素包括与真黑素相关的因素和与褐黑素相关的因素。

根据本发明的又一个特征，这些因素包括与表皮层状态相关的因素。

根据本发明的又一个特征，该假想头发处理包括从由漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理。

根据本发明的又一个特征，利用多种染剂进行染色。

根据本发明的又一个特征，这些染剂包括自然头发因素染剂。

根据本发明的又一个特征，还提供了执行从由漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理的步骤。

根据本发明的示教，还提供了一种用于改变发色的方法，包括以下步骤：(a)测量头发样本的初始反射光谱；(b)分析多个因素对该初始反射光谱的贡献；以及(c)基于第二反射光谱计算头发处理。

根据本发明的又一个特征，这些因素中的至少两个是自然头发因素。

根据本发明的又一个特征，这些因素包括与真黑素相关的因素和与褐黑素相关的因素。

根据本发明的又一个特征，这些因素包括与表皮层状态相关的因素。

根据本发明的又一个特征，该头发处理包括漂白和染色中的至少一种。

根据本发明的又一个特征，利用多种染剂来进行染色。

根据本发明的又一个特征，这些染剂包括自然头发因素染剂。

根据本发明的又一个特征，还提供了执行从由漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理的步骤。

根据本发明的示教，提供了一种用于制作自然头发因素染剂的方法，该染剂具有与自然头发因素基本上相同的因素，该方法包括以下步骤：(a)混合多种染剂以制作混合染剂；以及(b)检测该混合染剂的反射光谱，其中执行上述混合时使其反射光谱与自然头发因素的基本上相同。

根据本发明的又一个特征，还提供了利用该混合染剂将头发染成自然发色的步骤。

根据本发明的示教，提供了一种用于测量样本的反射光谱的系统，包括(a)光探测设备；(b)邻近该光探测设备设置的窗口，该窗口被配置为与样本紧密接触；(c)被配置为将光投射到样本上的光源；以及(d)光检测器，其被配置为分析主要通过所述光探测设备从样本反射的光，以产生该样本的反射光谱。

根据本发明的又一个特征，该光探测设备是累计球(integratingsphere)。

根据本发明的示教，还提供了一种用于测量头发的反射光谱的方法，包括(a)将检测设备的至少一部分放置到附着的头发上；(b)检测头发的反射光谱。

据本发明的又一个特征，该检测设备包括：(a)光探测设备；(b)邻近该光探测设备布置的窗口，该窗口被配置为与头发紧密接触；(c)配置为将光投射到头发上的光源；以及(d)光检测器，其被配置为分析从头发主要经由光探测设备反射的光，以生成头发的反射光谱。

根据本发明的又一个特征，该光探测设备是累计球。

附图说明

下面参照附图仅以示例的方式对本发明进行说明，在附图中：

图1a是根据本发明的一个优选实施例构造并工作的反射光谱测量系统的示意图；

图1b是使用中的图1a所示反射光谱测量系统的示意图；

图2的曲线图示出了根据本发明的一个优选实施例、对自然头发的反射光谱有贡献的三个因素的反射光谱；

图3的曲线图示出了根据本发明的一个优选实施例、对自然头发的反射光谱有贡献的四个因素的反射光谱；

图4是根据本发明一个优选实施例的改变发色的步骤的流程图；

图5a的曲线图示出了真黑素的权重与有效漂白时间之间的关系；

图5b的曲线图示出了背景褐黑素因素的权重与有效漂白时间之间的关系；

图5c的曲线图示出了背景白因素的权重与有效漂白时间之间的关系；

图5d是确定漂白对头发反射光谱的影响的步骤的流程图；

图5e的曲线图示出了白因素的系数与真黑素因素的权重之间的关系；

图6是确定染色对头发反射光谱的影响的步骤的流程图；

图7是使用具有与自然因素相似的因素的染剂时，确定染色对头发反射光谱的影响的步骤的流程图；

图8是使程序员能够编写程序以执行系数分析的流程图；

图9a的曲线图示出了对于一般人和表皮层状态低于一般水平的人，真黑素的权重与漂白时间之间的关系；

图9b的曲线图示出了平均斜率减比斜率与表皮层因素权重之间的关系；

图9c是针对特定的表皮层因素初始权重调节漂白配方的方法的步骤流程图；以及

图10示出了染剂因素权重计算平均值减实测染剂因素权重与表皮层因素初始权重之间的关系。

具体实施方式

本发明是一种用于测量头发反射光谱的装置及其操作方法，以及一种直接基于头发反射光谱来确定适当的头发处理的方法。

参考附图以及下面的说明可以更好地理解根据本发明的头发反射光谱测量装置、以及直接基于头发反射光谱来确定适当的头发处理的方法的原理和操作。本领域的普通技术人员应当理解，本发明也能够应用于别的包括织物和其它材料的染色的应用。

现在参考图1a和1b。图1a是根据本发明的一个优选实施例构造和工作的反射光谱测量系统10的示意图。图1b是使用中的反射光谱测量系统10的示意图。反射光谱测量系统10包括光探测设备，比如具有采样端口14和内表面16的累计球12。在许多光学应用中普遍地使用累计球12。内表面16覆有能够使内表面16表现出非常高的散射反射特性的物质，如硫酸钡。在采样端口14上布置有透明窗口18以防止灰尘、污染物和其它杂质进入到累计球12中。另外更加重要的是，窗口18通过压平头发样本19而使得累计球12和头发样本19之间能够紧密接触。在测量反射光谱期间，头发样本19最好是平的。反射光谱测量系统10还包括光源20和光检测器22。光源20直接或者经由光纤24连接到累计球12。光源20经由窗口18将光投射到头发样本19上。光检测器22直接或者经由光纤26连接到累计球12。光检测器22典型地是分光光度计。光检测器22被配置为分析从内表面16反射的光，以产生头发样本19的反射光谱。光检测器22具有内表面16的视场15。视场15中最好不包括采样端口14，和光源20或光纤24与累计球12连接的部位。计算机17如下面将要参考图2到图10描述的那样执行必要的计算。在使用中，把累计球12的窗口18放置在与附着的头发紧密接触的位置，附着的头发是仍然附在头上的头发。光源20经由窗口18将光投射到头发样本19上。然后，光从头发样本19反射，经由窗口18到达内表面16上。而后，光离开累计球12直接到达光检测器22，或者经由光纤26到达光检测器22。随后光检测器22产生头发样本19的反射光谱。对本领域的普通技术人员显而易见的是，可以把光源20和光检测器22安排为相对于累计球12处于不同的方向。能够以其它光探测设备替代累计球12，这一点对本领域的普通技术人员来说也是显而易见的。作为第一个示例，使用一种小的光扩散腔设备来替代累计球12。作为第二个示例，不使用累计设备，而是将光检测器22和光源20布置为相对于头发样本19成特定的角度，以减小由头发的方向、位置和几何形状引起的失真。在使用反射光谱测量系统10测量反射光谱之前，通过测量白基准材料的反射光谱来校准反射光谱测量系统10。该白基准材料具有非常高的反射性，并且通常与累计球12打包在一起。进行了这种校准测量之后，将所有后来的反射光谱与白基准材料的反射光谱进行比较。因此，通常的样本反射光谱以反射率百分比(与白基准材料相比较)对波长的图形来显示。本领域的普通技术人员应当理解，可以不在头发样本19和累计球12之间设置窗口18，而使用夹具(未示出)、梳子(未示出)或者任何其它的设备来确保头发样本19相对于累计球12固定。本领域的普通技术人员应当理解，可以基于下列之一的测量输入，使用更少的通道来获得本发明的方法所使用的反射光谱：(I)一个或者多个具有滤光片的检测器，每个滤光片选择特定的光谱区域；(II)一个或者多个具有滤光片的光源，每个滤光片选择特定的光谱区域；以及(III)一个或者多个窄带光源，每个光源发出特定的光谱区域。

作为介绍，本发明利用诸如真黑素、褐黑素以及对反射光谱有贡献的其它因素这样的自然头发因素，基于头发处理来预测最终的发色，或者基于预期的最终发色来确定一种合适的头发处理。分析自然头发因素以便给出头发的真正特征及其色素，以便基于头发的不同色素成分和不同结构来处理头发。使用公式来计算所建议的头发处理之后这些因素的权重和/或系数。然后，所建议的头发处理之后的因素的系数被用于分析在所建议的处理之后的头发光谱或者颜色坐标，以确定是否应当接受或者改变所建议的头发处理。因此，本发明的方法给出了非常准确的结果。本发明不是单独使用诸如CIE、RGB、Lab这样的颜色坐标或者其它颜色坐标来预测最终颜色。因此，克服了上面讨论的使用颜色坐标的固有的缺点。

现在参考图2，其是一个百分比反射率对波长(nm)的图表，该图表示出了对自然头发的反射光谱有贡献的三个因素的反射光谱，该自然头发是可以根据本发明的一个优选实施例操作的。本发明的发明人测量了大量的自然头发样本的反射光谱，并且漂白了这些头发，然后进行因素分析以确定对头发的反射光谱有贡献的自然头发因素的反射光谱。在下面的出版物中描述了因素分析。第一，D.Noy，L.Fiedor，G.Hartwich，H.Scheer和A.Scherz(1998)Metal substituted bacteriochlorophylls；

2.Changes in redox potentials and electronic transition energies aredominated by intramolecular electrostatic interactions.J.Am.Chem.Soc.120，3684-3693。第二，Noy，R.Yerushalmi，V.Brumfeld，I Ashur，H.Scheer，KimBaldridg和A.Scherz，(2000)Optical Absorption and Computational Studiesof[Ni]-Bacteriochlorophyll-a.New Insight into Charge Distribution betweenMetal and Ligands.J.Amer.Chem.Soc.，122(16)，3937-3944 Malinowski，E.R.Factor Analysis in Chemistry；2nd ed.；Wiley：1991。发明人起初在假想头发的反射光谱应归因于三个因素的情况下进行它们的分析。曲线30示出的第一自然头发因素归因于头发中的真黑素色素。曲线32示出的第二自然头发因素归因于头发中的褐黑素色素。曲线34示出的第三因素称之为白因素。白因素可能与角蛋白的特性相关。上面的三个因素是自然头发中出现的三个主要因素。这些因素的系数确定了特定头发的反射光谱。例如，长有黑发的人具有较高系数的真黑素因素，长有红发的人具有较高系数的褐黑素因素，而长有白发的人具有较高系数的白因素。发明人扩展了他们的研究，假想头发的反射光谱归因于图3所示的四个因素，图3示出了四个因素的百分比反射率与波长(nm)之间的关系。除了曲线30示出的真黑素因素和曲线32示出的褐黑素因素，以及曲线34示出的白因素之外，还存在曲线36所示的第四个因素，该因素似乎与表皮层的状况有关系。随着表皮层质量的提高，表皮层因素的权重也在增加，反之亦然。例如，我们已经看到随着头发的漂白，该因素的权重也在降低，这对应于由于漂白而导致的表皮层状态的受损。利用所选的电磁频谱部分来执行因素分析能够提高测量与表皮层状态相关的权重较小的因素的准确性。特别是，选择波长小于450nm的UV-Blue区域可以提高确定表皮层因素的准确度，因为其它因素在该区域中的贡献相对较小。因此，通过硬件措施，诸如选择在该区域中具有较大成分的光源，或者通过选择在该区域中相对灵敏的检测器，或者通过将更多的计算能力致力于该区域的软件措施，能够改进表皮层因素的分析。因此，能够使用表皮层因素的权重来更加准确地预测漂白过程的结果，正如参考图9a和9b所详细描述的。另外，表皮层因素的权重也能够被用于更加准确地预测染色过程的结果，正如参考图10所详细描述的。作为选择，可以忽略表皮层因素而仅仅使用三个因素来分析。应当注意，参考图5a到7所描述的方法和公式一般是假设一个人具有一般的表皮层状态，而该公式不考虑个体的表皮层状态。然而，应当注意可以针对表皮层因素的多种权重推导出参考图5a到7所述的公式。然而，这种方法需要进行许多的试验。因此，为了考虑表皮层因素的状态，最好使用参考图9a到10所描述的方法。另外，在假设头发的反射光谱归因于五个因素的情况下，发明人又扩展了他们的研究。发明人得出结论：三因素分析或者四因素分析给出了最好的结果。表1示出了对于三因素分析或者四因素分析能够重构各个因素的反射光谱的数据点。

表1：用于3因素和4因素分析的数据点

波长(nm)	3因素(％反射率)			4因素(％反射率)
								白	褐黑素	真黑素	真黑素	褐黑素	白	表皮层
	449.9800	15.7104	0.7366	2.0300	0.5784	0.8126	9.1088								410.1482
467.9900								16.9215	2.7911	1.7620	0.4148	1.9523	10.9837	408.6295
	486.8800	17.7226	5.1005	1.5001	0.3150	3.3559	12.7938								390.6849
505.7200								17.0110	6.9958	1.3817	0.4194	4.8991	13.4816	339.0551
	524.5200	17.2225	9.2190	1.2118	0.4090	6.6024	14.7920								310.5842
543.2600								17.3613	11.9606	1.0318	0.3581	9.1140	16.0657	282.6967
	561.9600	17.8852	14.0464	0.9260	0.6002	9.6278	18.3324								231.0784
580.6100								17.8249	17.5524	0.3855	0.9251	9.3863	22.2275	96.7082
	599.2100	16.9102	21.3338	0.2559	0.9471	13.6714	22.9888								41.9382
617.7700								15.3779	25.0805	0.1333	0.7795	19.1959	22.4851	6.0427
	636.2800	13.5056	28.4938	0.2671	0.5764	26.0908	20.6223								3.3713
654.7400								11.3966	31.5082	0.5252	0.3664	33.3505	18.0127	15.4954
	673.1500	9.2616	34.5822	0.7908	0.1546	40.7470	15.3660								28.0484
691.5100								7.4539	38.0087	1.2874	0.3641	47.6618	13.8990	10.9408
	709.8300	5.8252	39.8407	1.9640	0.7142	52.8616	12.0771								7.2889
728.1000								4.4744	40.7140	2.8286	1.2097	57.0883	10.1511	15.3769
	746.3200	3.0919	41.9966	3.7709	1.7486	62.0540	8.2156								23.9072
764.4900								2.2686	42.7094	5.0605	2.6265	66.3255	6.7167	37.9100
	782.6100	1.6167	42.6297	6.5937	3.7073	69.9183	5.0982								59.5171
800.6900								1.0848	40.8118	8.2845	4.9804	71.2813	3.3011	84.1567
	818.7200	0.4715	38.9247	10.0087	6.3701	72.2323	1.7348								95.0350
836.7000								0.4071	36.8818	12.0460	8.0518	73.0343	0.6551	111.5327
	854.6300	0.3693	35.4924	14.0776	9.8281	74.1342	0.1440								110.3087
872.5200								0.9971	33.9711	16.5324	12.0910	74.7387	0.5798	101.6278
	890.3600	1.4347	32.3645	18.4992	13.9346	74.6269	0.8773								91.4167
908.1500								2.3836	30.0323	20.5567	16.1221	72.2188	2.3930	54.4521
	925.8900	3.3526	27.9514	22.2814	17.8624	70.3974	3.4314								40.4861
943.5800								3.0357	27.8602	20.2160	15.7161	69.2665	1.9716	94.0455
	961.2300	5.1819	23.6027	23.4799	19.3271	63.7427	5.2953								28.1399
978.8200								6.8208	20.5698	24.1780	20.0335	59.6380	6.1958	53.9457
	996.3800	9.1525	16.1569	24.7946	21.0241	51.6781	8.6234								47.4904

现在参考图4，其是根据本发明优选实施例来改变发色的步骤的流程图。首先，(框38)顾客从可能的发色中选择预期的发色。利用反射光谱测量系统10的测量来确定可能发色的反射光谱。然后将每个反射光谱输入到计算机中。计算机使用反射光谱来重构实际的颜色以在监视器上显示。基于反射光谱在监视器上显示颜色在现有技术中是公知的。可以把预期颜色印刷在卡片上，或者作为染色头发的样本给出，这对本领域的普通技术人员来说是显而易见的。因此，每种可用颜色具有已知的反射光谱。第二，(框40)通过反射光谱测量系统10来测量顾客头发初始的反射光谱。第三，(框42)通过计算机来分析自然头发因素对初始反射光谱的贡献。换句话说，通过计算机，一般是利用曲线拟合程序来确定对初始反射光谱有贡献的各个自然因素的系数，该曲线拟合程序基于已知的自然头发因素和初始反射光谱来执行迭代计算。作为非限制性的一个示例，参考图8给出了能够用于编写计算机程序以执行系数分析的指令。第四，(框44)计算机基于假想的头发处理执行计算以确定一种头发处理，这种头发处理会得到尽可能接近预期颜色的反射光谱的最终反射光谱。在该步骤中，计算机计算由于假想的漂白时间和假想的染发剂或者染发剂组合的应用而导致的各个自然头发因素系数的变化。下文中参考图5a，5b，5c，5d和5e更加详细地描述了自然头发因素的漂白效果。下文中参考图6更加详细地描述了使用具有与这些自然头发因素中的一个不同的因素的染剂对自然头发因素进行染色的效果。下文中参考图7更加详细地描述了利用具有与这些自然因素中的一个类似的因素的染剂对自然头发因素进行染色的效果。与真黑素和褐黑素自然头发因素非常相关的染剂被描述为自然头发因素染剂。当预期的发色是自然发色时可以使用自然头发因素染剂。当引入一种染剂时，通常也会引入与该染剂相关的新的因素。在计算机计算这些因素的新的系数之后，计算机将基于假想的头发处理，通过对各个因素的新的贡献进行求和来计算新的反射光谱(框46)。换句话说，计算机将基于假想的头发处理，通过对各个因素的反射光谱和它们的相关系数的乘积进行求和来计算新的反射光谱。然后，通过对新的反射光谱和预期颜色的反射光谱进行减或除，将该新反射光谱与预期颜色的反射光谱进行比较(框48)。然后，给定迭代过程的约束条件和可用的染剂，计算机执行多次迭代计算，直到新反射光谱和预期反射光谱之间的差值达到最小。根据本发明的一个可选实施例，利用颜色坐标表示(例如，RGB表示)来表示预期发色。把新反射光谱转换为颜色坐标表示，然后，把该颜色坐标表示与预期发色的颜色坐标表示进行比较。由于可用染剂的限制，一般不可能达到非常精确的匹配。换句话说，计算机在给定了迭代过程的约束条件和可用染剂的情况下基于预期的反射光谱来计算头发处理。应当注意，如果预期发色是一种自然的发色，则不必使用合成染剂进行染色，漂白就足够了。同样，如果顾客长有淡颜色的头发，则不必进行漂白来实现想要的颜色。第五，(框52)，在计算机完成迭代计算之后，计算机利用标准颜色显示或计算机监视器来显示选定的多种可能的最终发色。这种显示可以基于最终发色的反射光谱，也可以基于最终发色的颜色坐标表示。可能的最终发色一般包括与预期发色最一致的颜色以及若干种其它的颜色，这些其它的颜色与预期颜色之间有一定的差距。理发师可以预先设定该差距。第六，(框54)顾客选择其中一种可用的最终发色。第七，(框56)计算机将实现所选颜色所需要的漂白时间和染剂通知给理发师。第八，(框58)如果需要漂白，则理发师将对头发进行所需时间的漂白。第九，(框60)在这个阶段，可选地，在染色之前再次执行步骤2到7(线62)，或者步骤1到7(线64)，以实现更加准确的染色结果。第十，(框66)如果执行了染色，则理发师利用染剂或者染剂组合对头发进行染色。对于本领域的普通技术人员，很显然可以有使用本发明技术的其它方法。例如，可以以不同的顺序来执行上面的步骤。另外，可以基于特定染剂的使用，通过不同的漂白时间而为顾客提供多种发色的选择。

作为介绍，发明人已经通过试验证明了未漂白的自然头发的因素与漂白后的头发的因素非常近似。另外，发明人已经证明了鲜亮的自然头发与被漂白为与鲜亮自然头发的相同颜色的黑发具有基本上相同的因素系数。另外，漂白过程主要是减少了头发内真黑素的浓度，但是褐黑素色素也被去除了。现在参考图5a，其示出了真黑素权重对有效漂白时间的曲线图。利用4因素分析来执行下面的分析。然而，对于本领域的普通技术人员，很显然可以针对任意数目的因素执行下面的分析。通过下面的公式给出真黑素的权重：

$W_{\mathrm{EU}}=\frac{C_{\mathrm{EU}}}{C_{\mathrm{EU}}+C_{\mathrm{PH}}+C_W+C_{\mathrm{CT}}}$ (公式1)

其中，W_EU是真黑素因素的权重，C_EU是真黑素因素的系数，C_PH是褐黑素因素的系数，C_W是白因素的系数，C_CT是表皮层因素的系数。如果使用3因素分析，则忽略表皮层因素。同样地，就所有因素的系数计算其它因素的权重。图5a的图形是通过执行下面的步骤产生的。测量头发样本的反射光谱，然后针对自然头发样本计算W_EU。然后，将头发样本分割为若干个样本。将每一个小样本漂白不同的已知时间。在漂白之后，重新对这些小样本中的每一个计算W_EU。针对多个头发样本重复相同的处理过程。按重量计算，所使用的漂白物质是50％的水，25％的Mon-platin Blondy漂发粉，以及25％的Mon-platin，12％的氧膏。该漂白物质是由Alef Meshi Industries Ltd.制造的，地址是4 Pinkas David Street，Rishon Le-Zion，以色列。下面列出的公式2到6基于利用上述漂白物质进行的实验。测量新的反射光谱，并重新计算W_EU。对各个头发样本的点序列提供适当的时间偏移，把所有的序列整合到一个图中。例如，真黑素因素的初始权重为0.6的头发样本从大约30分钟的有效时间处开始(线72)，另一个具有真黑素因素初始权重0.4的头发样本在大约57分钟的有效时间处开始(线74)。因此，例如，如果头发样本具有0.6的初始W_EU，并且该头发样本被漂白了70分钟，则该头发样本将具有大约0.2的最终W_EU。这是因为该头发样本具有30分钟的有效开始时间和100分钟的有效结束时间。另外，例如，如果另一个头发样本具有0.4的真黑素初始权重，则该头发样本具有大约57分钟的有效开始时间。如果该头发样本需要漂白以具有0.2的真黑素权重(相当于100分钟的结束时间)，则该头发样本需要被漂白43分钟(100分钟减去57分钟)。然后，利用最佳拟合法来计算图5a的图形的公式。图5a的图形的公式是：

$W_{\mathrm{EU}}=2.3421\×{10}^{-5}{t}_{\mathrm{EU}}^2-0.0089t_{\mathrm{EU}}+0.8455$ (公式2)

其中，t_EU是以分钟计的对于真黑素因素的有效漂白时间。公式2对于任何使用上述漂白方案的头发样本都是有效的。然而，本领域的普通技术人员应当理解，可以对头发样本使用其它漂白物质，进行有限的实验来重新计算公式2。为了确定对于其它漂白物质的合适的公式，所使用的这些样本应该来自自然未漂白的头发。应当使用来自至少五个人的头发样本。来自同一个人的各个头发样本应当被分为若干较小的样本，从而各个较小的样本能被漂白不同的时间。对于每个人重复该过程。通过为各个人的点序列提供合适的时间偏移，将所有的结果整合到一个图中。所使用的这些样本应当这样选择，即这些样本在可能的自然发色的范围(从鲜亮头发到黑色头发)内给出一个很大的范围。图中的点的总数应当至少是15个。应当注意，仅有公式2的常数随着不同的漂白物质而变化。

同样地，由于漂白的原因，褐黑素因素的权重也会减小。然而，当测量反射光谱且分析反射光谱的系数时，该系数(褐黑素因素的权重)表示真黑素背景中的褐黑素。换句话说，真黑素色素的黑色特性阻止了褐黑素因素对反射光谱起贡献。因此，利用反射光谱分析计算的褐黑素因素的系数和权重仅表示‘背景’值。同样，利用反射光谱分析计算的白因素的系数和权重仅表示相对于前景真黑素的‘背景’值。因此，背景中的褐黑素因素的权重W_PH-B通过下面的公式给出：

$W_{\mathrm{PH}-B}=\frac{C_{\mathrm{PH}}}{C_{\mathrm{PH}}+C_W+C_{\mathrm{CT}}}$ (公式3)

针对褐黑素因素和白因素，同样也执行参考图5a针对真黑素因素执行的漂白分析。现在参考图5b，图5b示出了背景褐黑素因素的权重与有效漂白时间的关系。然后，使用最佳拟合法来计算图5b的图形的公式。图5b图形的公式如下所示：

$W_{\mathrm{PH}-B}=3\×{10}^{-6}{t}_{\mathrm{PH}-B}^2-0.0019t_{\mathrm{PH}-B}+0.4883$ (公式4)

其中，t_PH-B是以分钟计的背景中的褐黑素因素的有效漂白时间。本领域的普通技术人员应当理解，可以对头发样本使用其它的漂白物质，进行有限的试验来重新计算公式4。应当注意，仅仅公式4的常数随着不同的漂白物质而变化。同样参考图5c，图5c示出了背景白因素的权重与有效漂白时间的关系。从图5c中可以看到，背景中的白因素随着漂白的进行而增加。

真黑素前景中的褐黑素因素和白因素的密度分别与背景中的褐黑素因素和白因素的密度基本上相同。因此，下面的公式对于褐黑素因素是有效的：

W_PH(t)＝(1-W_EU(t_EU))×W_PH-B(t_PH-B)       (公式5)，

其中，W_PH(t)是作为时间的函数的褐黑素因素总权重，W_EU(t_EU)是作为时间的函数的真黑素因素总权重，W_PH-B(t_PH-B)是作为时间的函数的褐黑素因素背景权重。

表皮层因素的最终系数一向比较低。发明人利用反射光谱测量系统10计算出表皮层因素的最终系数大约是0.0036。因此，可以使用表皮层因素的最终系数值，或者也可以忽略表皮层因素的最终系数。应当注意，表皮层因素的初始权重确实会影响漂白和染色，因此，可以使用表皮层因素的初始权重来更加准确地预测真黑素、褐黑素和白因素的最终权重，正如参考图9a和9b所详细描述的。

正如下面将参考图5d所解释的，使用公式2、4和5或者与它们相当的其它公式，计算漂白对各个因素(对头发样本的反射光谱起贡献的各个因素)的权重的效果。

现在参考图5d，这是确定漂白对头发的反射光谱的效果时涉及的步骤的流程图。首先测量样本头发的反射光谱(框80)。第二，利用计算机来分析各个因素的系数(框82)。第三，通过计算机，利用公式1及与公式1相当的公式来计算各个因素的权重(框84)。对于真黑素和褐黑素因素，利用公式2和4来确定初始有效时间(框86)。第四，计算机建议一个漂白时间(框88)。第五，计算机利用公式2计算真黑素因素的漂白之后的最终权重，并利用公式4和5计算褐黑素因素的漂白之后的最终权重(框90)。第六，如下面将要解释的，计算机然后将漂白后的最终权重转换为漂白后的最终系数(框92)。正如下面将要解释的，在该阶段，直接从真黑素因素的最终权重中计算出白因素的最终系数。第七，计算机对各个因素与各个因素的漂白后最终系数的乘积进行求和，从而确定漂白后的最终反射光谱(框94)。

现在参考图5e，其示出了白因素的系数与对真黑素因素的权重的关系。该图示出了在白因素的系数和真黑素因素的权重之间存在相反的关系。下面给出了该图的公式：

$C_W=1.662W_{\mathrm{EU}}^2-3.3983W_{\mathrm{EU}}+1.7732$ (公式6)

其中，C_W是白因素的系数，W_EU是真黑素因素的权重。本领域的普通技术人员应当理解，可以对头发样本使用其它的漂白物质，通过有限的试验来重新计算公式6。应当注意，仅仅公式6的常数随着不同的漂白物质而变化。从公式6中可以看到，从漂白后的真黑素最终权重中计算出白因素的最终系数。计算出漂白后的白因素最终系数后，利用基本代数学和下面的公式来计算其它因素的最终系数：

$W_{\mathrm{EU}-F}=\frac{C_{\mathrm{EU}-F}}{C_{\mathrm{EU}-F}+C_{\mathrm{PH}-F}+C_{W-F}+C_{\mathrm{CT}-F}}$ (公式7)

$W_{\mathrm{PH}-F}=\frac{C_{\mathrm{PH}-F}}{C_{\mathrm{EU}-F}+C_{\mathrm{PH}-F}+C_{W-F}+C_{\mathrm{CT}-F}}$ (公式8)

$W_{W-F}=\frac{C_{W-F}}{C_{\mathrm{EU}-F}+C_{\mathrm{PH}-F}+C_{W-F}+C_{\mathrm{CT}-F}}$ (公式9)

其中W_EU-F是真黑素因素的最终权重，W_PH-F是褐黑素因素的最终权重，W_W-F是白因素的最终权重，C_EU-F是真黑素因素的最终系数，C_PH-F是褐黑素因素的最终系数，C_W-F是白因素的最终系数，C_CT-F是表皮层因素的最终系数。

应当注意，当发质正常时，即头发的表皮层不紧闭也不异常地打开时，利用上面的公式来计算漂白对头发反射光谱的效果。然而，当头发表皮层比一般的头发表皮层更为打开，或者比一般的头发表皮层更加紧闭时，头发的漂白将更快或更慢，从而需要更少或更多的漂白时间。因此，由于表皮层的状况，上面的公式需要针对漂白时间的任意变化而调整。由于表皮层的状况，估计漂白时间需要在5％和50％之间进行调整。参考图9a和9b更加详细地描述了表皮层的状况对上述公式的效果。

作为介绍，对头发进行染色通常会改变各个自然头发因素的权重，而且会加入染剂本身的新的因素。染剂的最终权重是这些自然头发因素的权重变化之和的函数，如下面的公式所示出的：

W_DYE-F＝f(ΔW_EU+ΔW_PH+ΔC_W+ΔW_CT)    (公式10)

其中，W_DYE-F是染剂的最终权重，ΔW_EU是由于染色而带来的真黑素因素的权重的变化，ΔW_PH是由于染色而带来的褐黑素因素的权重的变化，ΔC_W是由于染色而带来的白因素系数的变化，ΔW_CT是由于染色而带来的表皮层因素的权重的变化。为了说明，ΔW_EU等于真黑素因素的初始权重减去真黑素因素的最终权重。同样，各个因素的权重和系数的变化被定义为初始值减去相关因素的权重或系数的最终值，除了染剂因素的权重的变化之外，染剂因素的权重变化等于染剂因素的最终权重。应当注意，表皮层因素的权重变化对染剂的权重的效果通常是很微小的，并且可以忽略。然而，在染色的过程中，表皮层的状况会影响其它因素的最终权重，正如参考图10所详细讨论的。此外，如果使用3因素分析，则表皮层因素也要被忽略。真黑素因素的权重差与白因素系数除以背景中的权重因素的初始权重得到的值相关联。这通过下面的公式示出：

${\mathrm{\ΔW}}_{\mathrm{EU}}=f\left(\frac{{\mathrm{\ΔC}}_W}{W_{W-i-B}}\right)$ (公式11)

其中，ΔC_W是由于染色而带来的白因素系数的变化，W_W-i-B是背景中白因素的初始权重。

另外，染剂因素的最终权重与染剂因素的最终系数高度关联。这通过下面的公式示出：

                    C_DYE＝f(W_DYE-F)           (公式12)

其中，C_DYE是染剂因素的最终系数，而W_DYE-F是染剂因素的最终权重。

另外，由下列公式给出的下面的关系是有效的：

           ΔW_PH＝f((1-W_EU-i)×W_PH-i-B)       (公式13)

           ΔC_W＝f((1-W_EU-i)×W_W-i-B)         (公式14)

其中，W_EU-i是真黑素因素的初始权重，W_PH-i-B是背景中的褐黑素因素的初始权重。因此，可以看出，可以使用多个头发样本针对各种染剂或者染剂的组合进行有限的试验，以针对各种染剂或者染剂组合确定公式10到14的函数。所述有限的试验包括，计算染色之前或之后所有因素的系数和权重。然后，在合适的图上绘制这些结果，并且通过曲线斜率的公式来确定公式10到14的函数。例如，通过绘制W_DYE-F对(ΔW_EU+ΔW_PH+ΔC_W+ΔW_CT)的曲线来确定公式10的函数。正如参考图6将要描述的，对于一种特定的染剂或者染剂的组合，利用所确定的公式来预测应用染剂或染剂组合而对反射光谱带来的变化。头发样本应当来自于自然的未漂白的头发。应当使用来自至少五个人的头发样本。应该把来自同一个人的各个头发样本分割为若干较小的样本，从而对每个较小的样本漂白一段不同的时间。然后对每个样本进行染色。对于每个人重复该过程。所使用的样本应当这样选择，即这些样本在可能的自然发色的范围(从鲜亮的头发到黑色头发)内给出一个很大的范围。各个图中的点的总数应当至少是15个。根据生产商的指导，最好使用正确的浓度和等待时间来应用染剂。如果没有遵循生产商的指导，则需要始终如一地使用该染剂，以确保所得到的结果是有意义的。当使用染剂的组合时，需要认真地保持各种染剂的比例。

通过两种方法来确定染剂或者染剂组合的因素。第一种方法涉及利用所选的染剂或者染剂组合对白头发进行染色。测量染剂或者染剂组合的反射光谱，并且进行因素分析以识别与所选染剂或者染剂组合相关的新的因素。最好使用白头发，因为真黑素和褐黑素因素的系数非常小，而且因素分析比较快。第二种方法包括，将一小滴稠密的干燥染剂或者染剂组合放到反射光谱测量系统10(图1a，1b)的窗口18上。这一小滴稠密的染剂或者染剂组合的反射光谱仅包含了所选染剂或者染剂组合的因素的贡献，因此很容易识别染剂或者染剂组合的因素。

作为不受限制的一个示例，利用WELLA KOLESTON 305/0Light-Brown染剂来进行试验。这种染剂是由Wella AG.生产的，其位于德国的Berliner Allee 65，64274 Darmstadt。要根据生产商的指导来应用染剂。色管与氧膏包装在一起。把色管和氧膏的全部内容混合在一起从而形成染剂。下面基于公式10到14的公式对于上述染剂是有效的：

W_DYE-F＝-0.3867(ΔW_EU+ΔW_PH+ΔC_W+ΔW_CT)²+

1.0139(ΔW_EU+ΔW_PH+ΔC_W+ΔW_CT)+0.0069        (公式15)

${\mathrm{\ΔW}}_{\mathrm{EU}}=-0.2687\left(\frac{{\mathrm{\ΔC}}_W}{W_{W-i-B}}\right)+0.4013$ (公式16)

D_DYE＝5.7757(W_DYE-F)2-0.519(W_DYE-F)+0.1262   (公式17)

ΔW_PH＝1.1689(1-W_EU-i)×W_PH-i-B-0.0688       (公式18)

ΔC_W＝2.6671((1-W_EU-i)×W_W-i-B)-0.1573       (公式19)

应当注意，其它的染剂也具有相应的公式，这些公式具有与公式14到19相同的形式，但是具有不同的常数。

现在参考图6，图6是确定染色对头发反射光谱的效果时涉及的的步骤的流程图。首先，如果要进行漂白，则使用漂白后的最终权重作为染色前的初始权重。如果不进行漂白，或者已经对顾客的头发进行了实际漂白，则测量新的反射光谱，并且分别分析和计算新的反射光谱的系数和权重(框96)。第二，利用公式14(框98)来计算白因素的最终系数。第三，利用公式11来计算染色之后的真黑素因素的最终权重(框100)。第四，利用公式13来计算染色之后的褐黑素因素的最终权重(框102)。第五，利用公式10来计算染剂的最终权重(框106)。第六，利用公式12来计算染剂的最终系数(框108)。第七，利用代数和公式7到9来计算真黑素和褐黑素因素的最终系数(框110)。最后，通过对染色之后的各个因素与各个因素的最终系数的乘积进行求和，来确定染色之后的最终反射光谱(框112)。

作为介绍，在所选染剂的光谱和一种自然头发因素之间很相似时，参考图6描述的方法就变得不太实用。这是因为所选染剂和一种自然头发因素之间的高度相似性使得在曲线拟合程序的搜索期间需要有非常高的分辨率，以能够识别染剂因素和最匹配的自然头发因素的系数。因此，当染剂因素与一种自然头发因素非常相似时，需要另一种方法来预测由于染色对头发反射光谱造成的效果。

一种方法是合并染剂因素和最接近自然头发因素的最终权重。作为示例，当染剂因素非常接近于褐黑素因素时，下面的关系是有效的：

                W_DYE+PH＝f(W_EU-i)              (公式20)

其中，W_DYE+PH是染色之后的合并的染剂及褐黑素因素的最终权重，而W_EU-i是真黑素因素的初始权重。

另外，下面的关系是有效的：

            ΔW_W＝f((1-W_EU-i)×W_W-i-B)         (公式21)

${\mathrm{\ΔW}}_{\mathrm{EU}}=f\left(\frac{{\mathrm{\ΔW}}_W}{W_{W-i-B}}\right)$ (公式22)

            C_W＝f(W_W-F)                        (公式23)

其中ΔW_W是由于染色而带来的白因素的权重变化，W_W-i-B是背景中的白因素的初始权重，ΔW_EU是由于染色而带来的真黑素因素的权重变化，C_W是白因素的最终系数，W_W-F是白因素的最终权重。因此，可以看出，可以利用多个头发样本来针对各种染剂或者染剂组合进行有限的试验，以确定针对各种染剂或者染剂组合的公式20到23的函数，正如上面参考公式10到14所描述的。这种有限的试验包括，计算染色之前或之后所有因素的系数和权重。然后，在合适的图上绘制这些结果，并且通过曲线斜率的公式来确定公式20到23的函数。正如将要参考图7描述的，对于一种特定的染剂或者染剂组合，使用所确定的公式来预测应用染剂及染剂组合而对反射光谱造成的变化。最好根据生产商的指导使用正确的浓度和等待时间来应用染剂。如果没有遵循生产商的指导，则需要始终如一地使用染剂，以确保所得到的结果是有意义的。当使用染剂的组合时，需要认真地保持各种染剂的比例。

作为不受限制的一个示例，利用WELLA KOLESTON 307/64 Cherry染剂来进行试验，这种染剂是由Wella AG.生产的。这种Cherry染剂与褐黑素因素很相似。根据生产商的指导来应用这种染剂。色管与氧膏包装在一起。把色管和氧膏的全部内容混合在一起以形成染剂。下面基于公式20到23的公式对于上述染剂是有效的：

W_CHERRY+PH＝-0.1467(W_Eu-i)²-0.2543(W_Eu-i)+0.4336  (公式24)

W_W＝0.7232((1-W_EU-i)×W_W-i-B)-0.017               (公式25)

${\mathrm{\ΔW}}_{\mathrm{EU}}=-0.547\left(\frac{{\mathrm{\ΔW}}_W}{W_{W-i-B}}\right)+0.0378$ (公式26)

C_W＝1.6079(W_W-F)-0.0079                            公式27)

其中，W_CHERRY+PH是樱桃红染剂和褐黑素因素组合的最终权重。应当注意，其它的染剂也具有相应的公式，这些公式与公式24到27具有类似的形式，但是具有不同的常数。

图7是确定使用具有与自然因素类似的因素的染剂进行的染色对头发反射光谱的效果时涉及的步骤的流程图。首先，如果要执行漂白，则使用漂白后的最终权重作为染色之前的初始权重。如果不执行漂白，或者已经对顾客的头发进行了实际的漂白，则测量新的反射光谱，并且分别分析和计算新的反射光谱的系数和权重(框114)。第二，利用公式23来计算白因素的最终系数(框116)。第三，利用公式20来计算合并的染剂和褐黑素因素的最终权重(框118)。第四，利用公式21来计算染色之后的白因素的最终权重(框120)。第五，利用公式22来计算染色之后的真黑素因素的最终权重(框122)。第六，利用代数学和公式28到30来计算真黑素和合并的染剂及褐黑素因素的最终系数(框124)。

$W_{\mathrm{EU}-F}=\frac{C_{\mathrm{EU}-F}}{C_{\mathrm{EU}-F}+C_{\mathrm{DYE}+\mathrm{PH}-F}+C_{W-F}+C_{\mathrm{CT}-F}}$ (公式28)

$W_{\mathrm{DYE}+\mathrm{PH}-F}=\frac{C_{\mathrm{PH}-F}}{C_{\mathrm{EU}-F}+C_{\mathrm{DYE}+\mathrm{PH}-F}+C_{W-F}+C_{\mathrm{CT}-F}}$ (公式29)

$W_{W-F}=\frac{C_{W-F}}{C_{\mathrm{EU}-F}+C_{\mathrm{DYE}+\mathrm{PH}-F}+C_{W-F}+C_{\mathrm{CT}-F}}$ (公式30)

其中，W_EU-F是真黑素因素的最终权重，W_DYE+PH-F是合并的染剂和褐黑素因素的最终权重，W_W-F是白因素的最终权重，C_EU-F是真黑素因素的最终系数，C_DYE+PH-F是合并的染剂和褐黑素因素的最终系数，C_W-F是白因素的最终系数，C_CT-F是表皮层因素的最终系数。最后，通过对各个因素与各个因素的染色后最终系数的乘积进行求和来确定染色之后的最终反射光谱(框126)。

如果所选染剂的因素具有与真黑素因素相似的因素，则染色之后的最终反射光谱将与真黑素因素非常接近。

通过混合现有的染剂，使得这些染剂的组合分别表现出与真黑素和褐黑素因素非常接近的反射光谱，能够制作出自然头发因素染剂，即与真黑素和褐黑素的自然头发因素非常相关的染剂。当预期的最终颜色是自然头发颜色时，使用自然头发因素染剂。利用不同的自然头发因素的比例来执行有限的试验，以便为这些不同比例确定染色公式。计算机利用不同比例的自然头发染剂的公式执行迭代计算，来计算头发处理。使用自然头发因素染剂是有利的，因为不会通过染色的过程而引入新的因素。因此，计算机的迭代处理比较快。而后，可以使用自然头发因素染剂来把头发染为自然发色。

现在参考图8，其是一个能够使程序员编写程序以执行系数分析的算法的流程图。该算法执行迭代，直到各个系数产生了尽可能接近实测反射光谱的反射光谱，从而提取合适的因素系数。该算法假设计算机程序是用Borland c 5.01版编写的。下面定义了在流程图中使用的下列参数：

k是因素的数目(常数)。

j是值为0到k-1的整型参数。

i是值为0到K-1的整型参数。

n，m是整数变量。

temp，gap2，reconstruct是变量。

λ_n是波长数组中的第n个波长，该数组具有Lnum个成员，n是数组中的波长的下标(常数)。

Lnum是波长的数目(常数)。因此，n＝0，L，...，(Lnum-1)。

I(λ)_M是波长数组中的波长的相对反射系数，该数组对于数组中的Lnum个波长具有Lnum个元素(常量)。

C_j是第j个因素的系数。存在k个这种类型的参数，这些参数在计算过程中被迭代，直到INC_j(下面定义)的所有的k个参数都小于P(下面定义)。

f(λ)_j表示第j个因素的光谱，并且是Lnum个元素的数组。

gap是接收测量曲线与重构曲线之间的绝对差值的累计和的参数。重构曲线由C₁·f(λ)₁+C₂·f(λ)₂+…+C_k·f(λ)_k表示。

INC_j是包含最后一次迭代中使用的第j个因素的系数中的增量变化的参数。

P是表示精度的固定参数。其值在开始系数的迭代处理之前设定(该设定可以是程序的一部分)。

PrGap_j包括在迭代第j个因素的系数时参数gap的终值。

MAX是一个表示参数gap不能超过的极大值的常数。

floor_j是在每次迭代时第j个因素的系数可以接受的最小值(变量)。

ceil_j是在每次迭代时第j个因素的系数可以接受的最大值(变量)。

N是一个固定参数，表示任何系数可以具有的最大幅值。参数ceil_j不能超过该参数的值。

Imp_j跟踪迭代过程。这是一个计数对于第j个因素的系数发生了多少次连续的拟合改进的整型参数。这种改进表现为PrGap_j值的减小。

sign_j是一个整型参数，表示是通过增大还是减小来对第j个因素的系数进行迭代。

该流程图从框128开始。在此，从数据库加载这些因素的光谱和实测反射光谱的数组。在此还加载波长数组(从范围内的第一个波长到最后一个波长的一系列值)。这些光谱数组被配置为包含与波长数组相同数目的元素。在框130处，对参数进行初始化。利用下面的值对下面的参数进行初始化：

floor₀＝0，floor₁＝0，…，floor_k-1＝0

N是系数可能具有的最大值(如上所述)。把实测反射光谱的最大值除以该因素的最大值，最低处的最大值为N-1。

ceil₀＝N，ceil₁＝N，…，ceil_k-1＝N

C₁＝N/2，C₂＝N/2，…，C_k＝N/2

${\mathrm{INC}}_0=\frac{N}{4},$ ${\mathrm{INC}}_1=\frac{N}{4}\·\·\·,$ ${\mathrm{INC}}_{k-1}=\frac{N}{4}$

Imp₀＝0，Imp₁＝0，…，Imp_k＝0

MAX＝999999999999，远大于N。

PrGap₀＝MAX，PrGap₁＝MAX…，PrGap_k-1＝MAX

j＝0

现在参考图9a，这是对于普通人和表皮层状况低于普通人的人，真黑素的权重对漂白时间的曲线图。作为介绍，如上所述，头发的外部包层是由具有鳞片的透明材料形成的，其被称为表皮层。表皮层的状况对漂白的速度有很重要的影响。如果表皮层打开的程度很大(可能是由于表皮层被损伤而引起的)，则在漂白过程中去除真黑素和褐黑素的速度会很高。参考图5a到5e所描述的公式没有考虑个体表皮层的状况。因此，需要对参考图5a到5e所描述的公式进行调整以反映个体表皮层的状况。下面示出了一种调整用于计算漂白对真黑素因素的权重的效果的公式的方法，使得调整后的公式考虑到了个体的表皮层状态。本领域的普通技术人员应当理解，可以形成针对褐黑素因素和白因素的调整后的公式。

由于漂白而引起的真黑素因素的一般行为通常可以用下面的公式来描述：

$W_{\mathrm{EU}}={\mathrm{at}}_{\mathrm{EU}}^2+{\mathrm{bt}}_{\mathrm{EU}}+c$ (公式31)

其中，W_EU是真黑素因素的权重，t_EU是对于真黑素因素的以分钟计的有效漂白时间，而a，b和c是常数。已经参考图5a讨论了针对特定的漂白产品确定常数a，b和c的方法。对于具有一般的表皮层条件的个体来说，公式31表示了真黑素因素对漂白的普通行为。通过求解参照图5a讨论的公式31来确定分别与真黑素因素的初始和最终权重相对应的初始和最终有效漂白时间。图9a示出了一条线132，这条线132表示对于一个具有被损坏表皮层的人，真黑素因素的权重的行为与有效漂白时间的关系。假设真黑素权重的行为是线性的。线134表示对于一个具有一般表皮层因素的人，真黑素因素的权重的行为与有效漂白时间的关系。线134是表示真黑素因素权重的行为与有效漂白时间之间的关系的一个较长曲线的一部分。该较长的曲线不是线性的。然而，在由线132覆盖的有效漂白时间的范围内，把该较长曲线作为线性来处理，也就是线134。此外，通过平移数据点来构造线132，使得线134和线132在使用公式31计算的初始漂白时间处相交。通过对该范围内的数据点进行线性回归分析来构造线134。可以看到线132的斜率大于线134的斜率。因此，可以看到在表皮层的初始状况被损坏或者比一般情况更加打开时，头发漂白更快。

现在参考图9b，这是平均斜率减比斜率对表皮层因素权重的曲线图。通过采用若干个具有不同表皮层因素初始权重的头发样本而制成图9b的曲线图。然后对这些样本进行漂白。对于每一个样本，确定真黑素因素的权重对有效漂白时间的曲线斜率，以给出一个“比斜率”。然后，对于每一个样本，确定表示在该“比斜率”的范围内真黑素因素的平均行为的曲线的斜率，给出一个“平均斜率”。然后，对于各个头发样本，标绘平均斜率减比斜率对表皮层因素初始权重的数据点，从而制成图9b的图形。图9b的曲线图表示下面的函数：

      Slope(spec)-Slope(average)＝S1*W_CT-i-S2      (公式32)

其中，Slope(spec)是对于具有表皮层因素初始权重W_CT-i的人，真黑素因素权重对漂白时间的斜率。Slope(average)是对于具有平均表皮层因素初始权重的人真黑素因素权重对漂白时间的斜率(在对于具有表皮层因素初始权重W_CT-i的人、真黑素因素权重对漂白时间的曲线图的有效漂白时间范围内)。W_CT-i是表皮层因素的初始权重，S1和S2是常数。可以利用公式31(即2at+b)的微分来计算Slope(average)。可以利用制作图9b所示曲线图的步骤来针对任何漂白产品确定S1和S2。估计S1在1到2的范围之间，而S2在0.002到0.004范围之间。图9b示出了表皮层的条件越好(即表皮层因素的权重越高)，则漂白处理的时间越长。

现在参考图9c，这是对于特定的表皮层因素初始权重调整漂白配方的方法的步骤的流程图。针对特定的表皮层因素初始权重W_CT-I调整漂白配方(一般由公式31表示)的方法包括下列步骤：首先，利用反射光谱测量系统10来测量一个人的头发(框136)。第二，利用系数分析来分析头发中的各个因素的权重(框138)。第三，利用公式31来确定初始有效漂白时间t_i(框140)。第四，利用下列方法中的一种，基于公式31来确定调整后的配方(框142)。

第一种方法包括确定下面公式的常数A，B和C

                  W_EU-SPEC＝At²+Bt+C              (公式33)

其中，W_EU-SPEC是对于特定的表皮层因素初始权重，真黑素因素的权重，而t是有效漂白时间。一旦确定了常数A，B和C，就可以利用公式33，考虑到表皮层的初始状况而确定有效漂白时间。通过求解下面的公式来确定常数A，B和C：

           2At_i+B＝时间t_i处的Slope(spec)          (公式34)

            At_i ²+Bt_i+C＝at_i ²+bt_i+c                (公式35)

$A{\left(\frac{B}{2A}\right)}^2+B(-\frac{B}{2A})+C=-\frac{b}{2a})=a{\left(\frac{b}{2a}\right)}^2+b(-\frac{b}{2a})+c$ (公式36)

公式34是公式33在有效漂白时间t_i处的微分。利用公式32来计算在时间t_i的Slope(spec)。公式35假设公式31和33的曲线在有效漂白时间t_i处交叉。公式36假设公式31和33的曲线的最大或者最小值与真黑素的最大权重具有相同的大小，真黑素的最大权重是一个固定的绝对值，可能的最小值也同样。公式31的最大或者最小值的位置是在t＝-b/2a处。公式33的最大或者最小值的位置是在t＝-B/2A处。

第二种方法包括确定下面公式的常数D和E：

                W_EU-SPEC＝Dt+E                  (公式37)，

其中，W_EU-SPEC是针对特定的表皮层因素初始权重的真黑素因素权重，而t是有效漂白时间。一旦确定了常数D和E，就可以利用公式37，考虑到表皮层的初始状况而确定有效漂白时间。公式37假设W_EU-SPEC随着有效漂白时间线性地变化。通过求解下面的公式来确定常数D和E：

                D＝时间t_m处的Slope(spec)        (公式38)

$E={\mathrm{at}}_i^2+{\mathrm{bt}}_i+c-{\mathrm{Dt}}_i$ (公式39)

其中，时间t_m是利用公式31计算的初始和最终有效漂白时间之间的中点。利用公式32来计算Slope(spec)。公式39假设公式37的线与公式31的曲线在时间t_i处交叉。

根据第三种方法，考虑表皮层的初始状况，利用下面的公式来确定有效漂白时间：

    W_EU-SPEC＝W_EU+[slope(average)-slope(spec)](t-t_i)  (公式40)

把公式31和公式32代入到公式40中，得到：

    W_EU-SPEC＝at²+bt+c+(-S1W_CT-i+S2)(t-t_i)            (公式41)

对于本领域的普通技术人员，很显然参考图9a到9c描述的方法能够被应用于褐黑素因素和白因素。应当注意，对于大多数漂白物质来说，真黑素因素对于表皮层状态最为敏感。因此，可以忽略表皮层状态对褐黑素和白因素的影响。

现在参考图10，其示出了预测的染剂因素权重计算平均值减实测染剂因素权重与表皮层因素初始权之间的关系。如上所述，表皮层的状况影响染色的结果。表皮层越开放，渗透到头发中的人造色素就越多，而且由于染剂混合物中的漂白剂的原因而使真黑素和褐黑素因素减少得越多，反之亦然。考虑到表皮层因素的初始权重，下面的公式给出了染剂因素权重中的变化(相当于染剂因素的最终权重)：

ΔW_DYE-SPEC＝ΔW_DYE+f(W_CT-i)             (公式42)

其中，ΔW_DYE-SPEC是权重的变化，即考虑表皮层因素的初始权重W_CT-i而得到的染剂因素的最终权重，而ΔW_DYE是权重的变化，即对于一般表皮层状态的染剂因素最终权重。图10的图形是通过下面的方法得到的。首先，对于具有不同表皮层因素初始权重的多个头发样本，利用参考图6和图7描述的方法和公式，对于WELLA KOLESTON Light Brown染剂针对各个头发样本计算染剂因素的最终权重。“计算”最终权重没有考虑表皮层因素的初始权重。第二，使用WELLA KOLESTON Light Brown染剂对头发样本进行染色。第三，对于各个头发样本，通过测量染色后的头发样本的反射光谱并且执行系数分析来确定染剂的最终“实测”权重。第三，绘制染剂因素“计算”权重减染剂因素“实测”权重与表皮层因素初始权重的关系图。图10的图形描述了具有下面公式的曲线：

         ΔW_DYE-SPEC-ΔW_DYE＝S3·W_CT-i-S4       (公式43)

其中，S3和S4是常数。然后可以使用公式43来计算ΔW_DYE-SPEC。利用参考图6和7描述的方法和公式来计算ΔW_DYE。对于本领域的普通技术人员来说，很显然，对于任何染色物质，可以利用参考图10的图描述的方法来确定常数S3和S4。

对于本领域的普通技术人员来说，很显然，可以利用上面参考图10所描述的方法来确定考虑了表皮层状况的其它因素的最终权重。

应当注意，对于大多数染色物质来说，染剂因素对于表皮层状态最为敏感。因此，可以忽略表皮层状态对真黑素，褐黑素和白因素的影响。

本领域的普通技术人员应当理解，本发明并不被限制于上面所示出和描述的具体内容。相反，本发明的范围包括上面所述各种特征的组合和再组合，及其本领域的普通技术人员在阅读了上述内容后能够想到的不落在现有技术范围内的各种变化和改进。

Claims (36)

1.一种改变头发颜色的方法，包括以下步骤：

(a)测量头发样本的初始反射光谱；以及

(b)分析第一多个因素对所述初始反射光谱的第一贡献，其中所述第一因素中的至少两个是自然头发因素。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一因素包括与真黑素相关的因素和与褐黑素相关的因素。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一因素包括与表皮层状态相关的因素。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

(c)基于假想的头发处理来计算新的反射光谱。

5.如权利要求4所述的方法，其中重复所述计算步骤，直到所述新的反射光谱和预期的反射光谱之间的差值基本上达到最小。

6.如权利要求4所述的方法，进一步包括以下步骤：

(d)将所述新的反射光谱转换为颜色坐标表示，其中重复所述计算步骤，直到所述颜色坐标表示和预期的颜色坐标表示之间的差值基本上达到最小。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

(c)基于第二反射光谱来计算头发处理。

8.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

(c)确定所述自然头发因素中的至少一个的所述第一贡献由于特定时间的漂白而导致的变化。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

(d)确定所述自然头发因素中的至少一个的所述第一贡献由于染色而导致的变化。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

(c)进行从由漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理。

11.一种改变头发颜色的方法，包括以下步骤：

(a)测量头发样本的初始反射光谱；

(b)分析多个因素对所述初始反射光谱的贡献；以及

(c)基于假想的头发处理来计算新的反射光谱。

12.如权利要求11所述的方法，其中重复所述计算步骤，直到所述新的反射光谱和预期的反射光谱之间的差值基本上达到最小。

13.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

将所述新的反射光谱转换为颜色坐标表示，

其中，重复所述计算步骤，直到所述颜色坐标表示和预期的颜色坐标表示之间的差值基本上达到最小。

14.如权利要求11所述的方法，其中，通过包括累计在所述假想头发处理之后所述因素的新的贡献在内的各个步骤来执行所述计算。

15.如权利要求11所述的方法，其中所述因素中的至少两个是自然头发因素。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述因素包括与真黑素相关的因素和与褐黑素相关的因素。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述因素包括与表皮层状态相关的因素。

18.如权利要求11所述的方法，其中所述假想头发处理包括从漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理。

19.如权利要求18所述的方法，其中利用多种染剂进行所述的染色。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述染剂包括自然头发因素染剂。

21.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：

(d)进行从由漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理。

22.一种改变头发颜色的方法，包括以下步骤：

(a)测量头发样本的初始反射光谱；

(b)分析多个因素对所述初始反射光谱的贡献；以及

(c)基于第二反射光谱计算头发处理。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述因素中的至少两个是自然头发因素。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述因素包括与真黑素相关的因素和与褐黑素相关的因素。

25.如权利要求23所述的方法，其中所述因素包括与表皮层状态相关的因素。

26.如权利要求22所述的方法，其中所述头发处理包括漂白和染色的至少其中一种。

27.如权利要求26所述的方法，其中利用多种染剂进行所述的染色。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述染剂包括自然头发因素染剂。

29.如权利要求22所述的方法，进一步包括以下步骤：

(e)进行从由漂白头发和头发染色构成的组中选择的至少一种处理。

30.一种制作具有与自然头发因素基本上相同的因素的自然头发因素染剂的方法，包括以下步骤：

(a)混合多种染剂以制作混合染剂；以及

(b)测量所述混合染剂的反射光谱，其中，执行所述混合，以使所述反射光谱与自然头发因素的基本上相同。

31.如权利要求30所述的方法，进一步包括以下步骤：

(c)利用所述混合染剂将头发染成自然发色。

32.一种测量样本的反射光谱的系统，包括

(a)光探测设备；

(b)邻近所述光探测设备布置的窗口，所述窗口被配置为与样本紧密接触；

(d)配置为向样本投射光的光源；以及

(e)光检测器，其被配置为分析从样本主要经由所述光探测设备反射的光，以生成该样本的反射光谱。

33.如权利要求32的系统，其中所述光探测设备是累计球。

34.一种测量头发的反射光谱的方法，包括

(a)将检测设备的至少一部分放置到附着的头发上；以及

(b)检测头发的反射光谱。

35.如权利要求34所述的方法，其中所述检测设备包括

(a)光探测设备；

(b)邻近所述光探测设备布置的窗口，所述窗口被配置为与头发紧密接触；

(c)配置为向头发投射光的光源；以及

(f)光检测器，其被配置为分析从头发主要经由所述光探测设备反射的光，以生成头发的反射光谱。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述光探测设备是累计球。

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