CN215900742U - 一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备，包括：用于出射对皮肤组织的待照射区域进行照射处理的光的发光装置，用于获取待照射区域的目标图像的图像采集装置，牵引装置，牵引驱动装置和控制系统；待照射区域中包括待照射的目标组织；牵引装置与发光装置连接，发光装置能够在牵引装置的带动下相对于待照射区域移动；牵引驱动装置与牵引装置驱动连接，用于为牵引装置的运动提供驱动力；图像采集装置、发光装置和牵引驱动装置分别与控制系统通信连接；在牵引驱动装置基于第一照射路径对应的第一目标驱动参数对牵引装置进行驱动时，发光装置在牵引装置的带动下沿第一照射路径移动。本公开能够在提高能量密度的同时有效降低设备生产成本。

Description

一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备

技术领域

本公开涉及医美技术领域，尤其涉及一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备。

背景技术

目前光照射设备被广泛应用于皮肤医美领域，如用于皮肤消融、嫩肤、祛痘、祛斑和脱毛等医美领域。传统的家用光照射设备主要采用能够大面积出光的方式进行皮肤组织的光照射处理，但大面积出光的方式会导致照射能量密度较低和散热压力较高，为解决该问题，现有技术中采用布设具有多个照射单元的光源结构，并采用分时点亮的方式进行皮肤组织的光照射处理，以降低散热需求和提高能量密度，然而该设备需要设置大量照射单元和复杂电路设计，生产成本较高。因此，需要提供一种改进的皮肤组织光照射设备，以解决上述现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本公开提供了一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备，所述设备包括用于出射对皮肤组织的待照射区域进行照射处理的光的发光装置，用于获取所述待照射区域的目标图像的图像采集装置，牵引装置，牵引驱动装置和控制系统；其中，所述待照射区域中包括待照射的目标组织；所述牵引装置与所述发光装置连接，所述发光装置能够在所述牵引装置的带动下相对于所述待照射区域移动；

所述牵引驱动装置与所述牵引装置驱动连接，用于为所述牵引装置的运动提供驱动力；所述图像采集装置、所述发光装置和所述牵引驱动装置分别与所述控制系统通信连接；在所述牵引驱动装置基于第一照射路径对应的第一目标驱动参数对所述牵引装置进行驱动时，所述发光装置在所述牵引装置的带动下沿所述第一照射路径移动；所述第一照射路径为所述控制系统根据所述目标图像生成的、遍历所述待照射的目标组织的路径。

本公开提供的用于表面组织处理的牵引式光照射设备具有如下技术效果：

本公开的用于表面组织处理的牵引式光照射设备的图像采集装置能够获取待照射区域的目标图像，控制系统能够基于该目标图像生成照射路径和对应的驱动参数，且控制系统通过控制牵引驱动装置的驱动参数，对牵引装置进行驱动，以带动发光装置沿第一照射路径行进和进行皮肤组织的照射处理，在有效提高单位能量密度、减少单位时间内光源能耗、降低散热需求的同时，能够降低发光装置中照射单元的设置数量，有效降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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它附图。

图1是本公开实施例提供的一种皮肤组织光照射设备的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一种皮肤组织光照射设备的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的另一种皮肤组织光照射设备的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的另一种皮肤组织光照射设备的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的一种第一照射路径；

图6是本公开实施例提供的另一种第一照射路径；

图7是本公开实施例提供的另一种第一照射路径；

图8是本公开实施例提供的另一种第一照射路径；

图9是图8中所示的第一照射路径的另一示例。

图中：100-图像采集装置，200-发光装置，310-牵引线，320-滑轮，330-支撑筒，410-牵引驱动电机，500-待照射区域，600-支撑架。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下参照附图对实施例进行说明，请参考图1-4，本公开实施例提供一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备，设备包括用于出射对皮肤组织的待照射区域500进行照射处理的光的发光装置200，用于获取待照射区域500的目标图像的图像采集装置100，牵引装置，牵引驱动装置和控制系统；其中，待照射区域500中包括待照射的目标组织；牵引装置与发光装置200连接，发光装置200能够在牵引装置的带动下相对于待照射区域500移动；牵引驱动装置与牵引装置驱动连接，用于为牵引装置的运动提供驱动力；图像采集装置100、发光装置200和牵引驱动装置分别与控制系统通信连接；在牵引驱动装置基于第一照射路径对应的第一目标驱动参数对牵引装置进行驱动时，发光装置200在牵引装置的带动下沿第一照射路径移动；第一照射路径为控制系统根据目标图像生成的、遍历待照射的目标组织的路径。

本公开实施例中，控制系统用于根据目标图像生成遍历待照射区域500中的目标组织的第一照射路径和第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以使发光装置200在牵引装置的带动下沿第一照射路径移动；以及，控制发光装置200在沿第一照射路径移动时，对待照射区域内的目标组织进行照射处理。

本公开实施例中，光照射设备具有空腔，发光装置200能够在该空腔中运动。发光装置200可以包括光源，光源可以包括激光光源、发光二极管光源(Light Emitting Diode,LED)、强脉冲光源(Intense Pulsed Light,IPL)和垂直共振腔面射型激光光源(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)中的一种或几种。进一步地，发光装置200还可以包括光学机构，用于对光源出射的光线进行调节，包括但不限于收光、光线准直、出射方向调节和出射强度调节等，以使光源照射于目标表面组织的光束为平行光束或聚焦光束。

本公开实施例中，发光装置200设置在牵引装置上，能够随牵引装置的运动而在设备空腔内运动，进而改变与待照射区域500的相对位置，需要说明的是，在一次的照射任务中，待照射区域500相对于设备整体的位置大致不会发生变化。而牵引驱动装置与牵引装置相连接，能够为牵引装置的运动提供驱动力。在一些实施例中，牵引驱动装置可以包括牵引驱动电机410。

本公开实施例中，控制系统用于控制设备整体的运行，包括但不限于接收图像采集装置100获取的目标图像和对目标图像进行处理，控制发光装置200中光源的照射强度、发光面积、照射单元的开闭和光学机构参数调整，生成用于控制牵引驱动装置的驱动参数及控制牵引驱动装置对牵引装置的驱动等。

本公开实施例中，待照射的目标组织可以包括但不限于毛囊、皮肤斑、痤疮和疤痕等。具体地，目标图像可以是包括二维信息的平面图像，也可以是包括三维信息的深度图像。当待照射区域500的面积小于等于图像采集装置100一次成像的视场范围时，可以通过图像采集装置100的一次成像得到目标图像。在一些情况下，也可以通过图像采集装置100对大于其视场范围的待照射区域500，进行分区多次成像，将分区多次成像得到的各图像进行图像拼接处理，得到目标图像。在分区多次成像过程中，通过设置预设重合位移量，使相邻两次拍摄所得到的图像具有预设范围的重合区域，在进行图像拼接处理时，基于相机拍摄图像时的位姿和位置信息对相邻两次拍摄所得到的图像进行相似度计算，确定两张图像间的重叠区域，然后根据该重叠区域对两张图像进行拼接，进而基于相类似的方式完成整张图像的拼接处理，得到目标图像。

本公开实施例中，第一照射路径可以是基于相机坐标系建立的行进路径，也可以是基于光照射设备的预设的世界坐标系建立的行进路径，针对后一种情况，需要根据相机坐标系与世界坐标系间的预设映射关系进行坐标转换，以生成基于世界坐标系的第一照射路径。进一步地，控制系统生成第一照射路径对应的第一目标驱动参数，进而使牵引驱动装置驱动牵引装置的运动，以令设置在牵引装置上的发光装置200沿第一照射路径移动和对目标组织进行照射处理，在该过程中，发光装置200的光源可以处于常亮状态，或者基于预设的照射方式开启和关闭，以实现第一照射路径中目标组织的遍历照射。需要说明的是，发光装置200的移动可以指发光装置200整体移动，或者是发光装置200中部分组件的移动，例如光源的移动，或者光源与光学机构的移动。

综上，本公开的用于表面组织处理的牵引式光照射设备的图像采集装置能够获取待照射区域的目标图像，控制系统能够基于该目标图像生成照射路径和对应的驱动参数，且控制系统通过控制牵引驱动装置的驱动参数，对牵引装置进行驱动，以带动发光装置沿第一照射路径行进和进行皮肤组织的照射处理，在有效提高单位能量密度、减少单位时间内光源能耗、降低散热需求的同时，能够降低发光装置中照射单元的设置数量，有效降低生产成本。

基于上述部分或全部实施方式，本公开实施例中，请参考图1-4，牵引装置包括与发光装置200相连接的牵引线310；牵引线310能够在牵引驱动装置的驱动作用下对发光装置200施加牵引力，以使发光装置200相对于待照射区域500移动。

在一些实施例中，牵引装置包括至少三根牵引线310，至少三根牵引线310分别与发光装置200连接，并能够对所述发光装置200施加不同方向的牵引力；在牵引驱动装置的驱动作用下，能够改变部分或全部的、至少三根牵引线310对发光装置200施加的牵引力，以使发光装置200相对于待照射区域500移动。

在实际应用中，发光装置200固定连接在各牵引线310的一端，各牵引线310对发光装置200施加不同方向的牵引力。在一些情况下，各牵引线310分别从不同的方向上与发光装置200连接。在牵引驱动装置不提供驱动力的情况下，各牵引线310对发光装置200不同方向上施加的牵引力达到平衡状态，使发光装置200固定在某一位置；在牵引驱动装置对牵引装置进行驱动时，施加在发光装置200各方向上的牵引力会产生变化且不再处于平衡状态，使得发光装置200在设备的空腔内移动，实现相对于待照射区域500的移动，这里的相对于待照射区域500移动可以为在待照射区域500上方的某一平面内平移，或者还可以相对于待照射区域500的三维移动。

在一些实施例中，牵引线310的一端可以直接与牵引驱动装置相连接，牵引线310的另一端与发光装置200相连接。

在另一些实施例中，牵引装置还包括滑轮320，牵引线310的一端穿过滑轮320后与牵引驱动装置相连接，牵引线310的另一端与发光装置200相连接。

在实际应用中，牵引线310与滑轮320一一对应设置，各牵引线310的远离发光装置200的一端穿过滑轮320与牵引驱动装置连接，如与牵引驱动电机410连接，以传导驱动力。在牵引驱动装置提供驱动力的情况下，各牵引线310能够在滑轮320上移动，以使各滑轮320至发光装置200间的牵引线310长度伸长或缩短，进而使发光装置200在设备的空腔内移动。

在一些实施例中，牵引装置还包括线辊，线辊与牵引线310一一对应设置，牵引线310的穿过滑轮320的一端缠绕在线辊上后与牵引驱动装置相连接。

在实际应用中，线辊可以设置在牵引驱动装置和滑轮320之间，牵引线310穿过滑轮320后绕设在线辊上，最终与牵引驱动装置连接。

在另一些实施例中，牵引装置也可以不设置线辊，牵引装置包括第一滑轮320和第二滑轮320，第一滑轮320和第二滑轮320分别固定在设备内的不同位置，牵引线310的一端穿过第一滑轮320和第二滑轮320后与牵引驱动装置连接，牵引驱动装置中设置有绕线组件。

可以理解的，牵引装置固定在设备内。在一些情况下，设备还包括支撑架600，滑轮320固定设置在支撑架600上，以使牵引装置固定在设备内，并易于控制牵引线310的移动。在另一些情况下，滑轮320也可以直接固定在设备的外壳内壁上，或者固定在牵引装置中，如牵引装置的支撑筒330上。

在一些实施例中，设备可以仅包括一个发光装置200，请参考图1-2，相应的，牵引装置包括一组牵引线310，一组牵引线310包括至少三根牵引线310。在另一些实施例中，设备包括两个或两个以上的发光装置200，相应的，牵引装置包括两组或两组以上牵引线310，一组牵引线310包括至少三根牵引线310；一组牵引线310与一个发光装置200相连接。

进一步地，在一些实施例中，请参考图3-4，各发光装置200在空间上分层设置，各发光装置200各自与待照射区域500间的纵向距离不同。需要说明的是，这里的纵向是指发光装置200出射的光线方向，或者是指与待照射区域500所在的平面相垂直的方向，如图中的z方向。在牵引驱动装置的驱动作用下，各发光装置200能够在各自相连的牵引线310的牵引力下，在各自所处的分层空间内移动。具体地，各发光装置200在纵向上分层设置，相应的，各牵引线组错位分布，以实现各发光装置200的分层移动，避免各组牵引线310和/或各发光装置200在运动时的碰撞。

进一步地，在另一些实施例中，各发光装置200的移动范围分别覆盖不同的平面区域。需要说明的是，这里的平面是指大致与待照射区域500所在平面相平行的平面。在牵引驱动装置的驱动作用下，各发光装置200能够在各自相连的牵引线310的牵引力下，在各自所处的区域范围内移动。具体地，各发光装置200在平面内相邻分布设置，相应的，各牵引线组错位分布，以实现各发光装置200的分区移动，避免各组牵引线310和/或各发光装置200在运动时的碰撞。

基于上述部分或全部实施方式，本公开实施例中，控制系统包括图像识别装置、路径规划装置和控制装置；图像识别装置和路径规划装置分别与控制装置通信连接。其中，图像识别装置用于基于目标组织的先验特征对目标图像进行目标组织特征识别，得到待照射区域500中的目标组织对应的第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息；第一待照射点集合的特征信息包括第一待照射点位置信息；路径规划装置用于根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划，得到遍历第一待照射点集合中的各第一待照射点的第一照射路径；控制装置用于基于第一照射路径、第一待照射点位置信息、牵引装置运行参数和牵引驱动装置运行参数生成第一目标驱动参数；和用于基于第一目标驱动参数控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动并基于第一待照射点位置信息控制发光装置200的开闭，以使发光装置200在牵引装置的带动下沿第一照射路径移动并对各第一待照射点进行遍历照射处理。

本公开实施例中，目标组织的先验特征可以基于目标组织的类别确定，针对特定的目标组织，该先验特征可以是现有技术中常规使用的组织特征。举例来说，当目标组织为毛囊时，上述先验特征可以包括毛囊边缘特征及中心点特征等，如包括但不限于毛囊内是否含毛发、毛囊区域色素分布和毛囊形状等。

在实际应用中，待照射点集合为需要进行照射处理的待照射点的集合，待照射点可以与目标组织一一对应，一个目标组织也可以对应于多个待照射点或一个待照射点对应于多个目标组织，例如当目标组织为毛囊时，一个待照射点可以对应于一个毛囊，或一个待照射点对应于多个毛囊。需要说明的是，目标组织与待照射点的对应关系可以根据目标组织的特征和属性确定，待照射点的面积、待照射点间的距离等可以基于光斑尺寸和设备扫描步长等参数确定。

在实际应用中，第一待照射点位置信息包括第一待照射点集合中各第一待照射点各自的坐标信息，当目标图像为二维图像时，该坐标信息为二维坐标，基于该二维坐标生成的第一照射路径包括二维信息，相应的，基于第一目标驱动参数能够控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以使发光装置200在牵引装置的带动下在平面内沿第一照射路径移动。当目标图像为三维图像时，该坐标信息为三维坐标，在一些情况下，基于该三维坐标生成的第一照射路径可以仅包括二维运动信息，相应的，基于第一目标驱动参数能够控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以使发光装置200在牵引装置的带动下在平面内沿第一照射路径移动。或者在另一些情况下，第一照射路径可以包括三维信息，发光装置200能够在牵引驱动装置的驱动作用下，由牵引装置带动，在立体空间内沿第一照射路径移动，既能够在平面内移动，也可以在纵向上移动。或者在另一些情况下，第一照射路径可以包括三维信息，基于第一目标驱动参数对牵引驱动装置的控制，发光装置200在平面内沿第一照射路径移动，同时控制装置能够根据第一照射路径和第一待照射点位置信息调节发光装置200的发光强度，以光强变化补偿和适应纵向位置变化，如当某第一待照射点与待照射区域500间的纵向距离大于前一第一待照射点与待照射区域500间的纵向距离，可以增强发光装置200的发光光强，以补偿该纵向距离的增加。

在实际应用中，可以预先对发光装置200的扫描步长点位置和控制系统用于驱动牵引驱动装置的驱动参数进行标定，以生成扫描步长点位置与驱动参数间的对应关系，进而可以根据该对应关系控制光源的移动。

在一些实施例中，基于目标组织的先验特征对目标图像进行目标组织特征识别，得到待照射区域500中的目标组织对应的第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息可以具体包括：调用图像分割算法对目标图像进行目标组织图像分割，得到目标图像中的各目标组织区域和各目标组织区域的特征信息。根据目标组织的先验特征检验各目标组织区域是否有效，将检测结果为是的目标组织区域确定为有效目标组织区域。在实际应用中，可以采用先验特征网络对个目标组织区域进行有效性检验。然后，根据目标组织与待照射点的对应关系和检测结果为是的目标组织区域对应的特征信息，生成第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息。

在一个实施例中，目标组织为毛囊，相应的，毛囊与待照射点的对应关系为一一对应或一个待照射点对应多个毛囊，则第一待照射点集合中第一待照射点的数量取决于目标图像中识别到的毛囊区域数量和毛囊分布。

需要说明的是，也可以采用训练好的图像分割模型进行目标组织图像分割，不同的目标组织可以对应不同的机器学习模型。或者，也可以基于角点检测算法等对目标图像进行目标组织特征识别，得到目标图像中的各目标组织区域和各目标组织区域的特征信息。在一些情况下，目标组织为毛囊时，相应的毛囊分割模型可以是基于边缘检测算子(如一阶梯度算子、二阶梯度算子)构建的分割模型，也可是基于深度CNN网络构建的分割模型(包括但不限于U-Net、Mask-RCNN等)，相应的，上述先验特征网络可与上述毛囊分割模型融合，通过先验知识，约束毛囊集合的生成，即约束第一待照射点集合的生成。

在一些实施例中，当目标组织与待照射点一一对应时，第一待照射点位置信息为基于目标组织中心点计算得到的中心点位置信息，如毛囊中心点位置信息。

在一些实施例中，图像识别装置还用于在基于目标组织的先验特征对目标图像进行目标组织特征识别之前，对目标图像的预处理，该预处理可以具体包括图像增强，举例来说，可以采用灰度图直方图均衡化等进行图像增强，例如频域增强或几何尺度增强等。需要说明的是，图像增强方法不限于上述描述，可以是其它能够实现本公开的目标组织特征识别的图像增强方法，本公开在此不做限制。进一步地，目标图像的预处理还可以包括但不限于图像降噪、图像旋转、尺寸调整、图像非均匀校正或灰度归一化等。

在实际应用中，路径规划装置根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划的方法可以具体包括：根据第一待照射点位置信息确定第一待照射点集合中的待照射起点。基于发光装置200的扫描参数信息和第一待照射点位置信息，生成自待照射起点起始的、迂回式遍历扫描第一待照射点的行进路线。然后，将迂回式遍历扫描第一待照射点的行进路线作为第一照射路径。

在一些实施例中，可以根据发光装置200的初始化位置信息和第一待照射点位置信息确定待照射起点；具体地，基于第一待照射点位置信息确定目标图像的各拐角对应的第一待照射点；计算各拐角对应的第一待照射点与初始化位置信息对应的初始化位置间的距离；将与初始化位置间的距离最小的拐角对应的第一待照射点的位置作为待照射起点。在一些情况下，可以默认目标图像左上方的拐角对应的第一待照射点的位置为待照射起点。

在另一些实施例中，可以基于预先设置的默认起始位置和第一待照射点位置信息确定待照射起点；具体地，可以将与默认起始位置间的距离最小的第一待照射点位置作为待照射起点。具体地，默认起始位置可以例如为目标图像中任一组相邻边界的交点。

在一些实施例中，扫描参数信息可以包括发光装置200的光源的预设初始扫描方向，第一照射路径为自待照射起点起始的、沿预设初始扫描方向迂回式逐行或迂回式逐列扫描的行进路线。请参考图5，图5示出了一个实施例中的第一照射路径，图中方框区域为目标图像的图像区域，图中的各点为第一待照射点，图中的箭头方向表征预设扫描方向，相应的，第一照射路径如图中连接各点的连线所示。

进一步地，在另一些实施例中，第一照射路径为自待照射起点起始的、沿预设初始扫描方向迂回式隔行扫描的行进路线，举例来说，相邻扫描行间可以包括一行或一行以上的第一待照射点。如此，在实现第一待照射点的遍历照射的同时，增加相邻扫描行间的间距，以降低使用者痛感。

在一些实施例中，扫描参数信息还可以包括发光装置200的扫描步长信息；相应的，基于上述的遍历路径规划方法，上述的基于第一照射路径、第一待照射点位置信息、牵引装置运行参数和牵引驱动装置运行参数生成第一目标驱动参数可以具体包括：1)根据待照射起点和扫描步长信息确定发光装置200在第一照射路径上的各扫描步长点。2)根据第一待照射点位置信息检测各扫描步长点各自预设范围内的第一待照射点数量。3)若检测到预设范围内的第一待照射点数量大于预设数量，标记对应的扫描步长点为第一照射路径上的目标扫描点。4)根据各目标扫描点的位置信息和上述标定得到的扫描步长点与驱动参数间的对应关系生成第一目标驱动参数。

进一步地，根据基于第一目标驱动参数控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以使牵引装置带动发光装置200的光源的移动，在光源沿第一照射路径移动时，光源可以是常亮状态或高频闪烁状态，沿第一照射路径匀速行进，或者在行进至各第一待照射点时停顿预设照射时长，以进行目标组织照射。或者，可以控制光源在无第一待照射点的位置为关闭状态，在行进至各第一待照射点时开启并照射预设时长。在实际应用中，可以根据检索到的目标扫描点预先生成第一照射路径上各扫描步长点的光源通断标志，从而控制光源的通断。具体地，将目标扫描点标记为光源通电标志位。在一些实施例中，预设数量可以为1。通过控制光源的移动，能够使发光装置200出射的光束以扫描步长为单位沿第一照射路径移动，在该移动过程中，通过预先生成的光源通断标志控制发光装置200中光源的开启和关闭，以实现第一待照射点的定点照射。

在实际应用中，路径规划装置根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划的方法还可以具有另外一种方式，具体可以包括：根据第一待照射点位置信息确定第一待照射点集合中的待照射起点。基于第一待照射点位置信息标记待照射区域500中的非照射区域；非照射区域为不具有第一待照射点且对应的皮肤面积大于预设面积的区域。基于发光装置200的扫描参数信息和第一待照射点位置信息，生成自待照射起点起始的、迂回式遍历扫描第一待照射点且沿非照射区域边界绕行的行进路线。然后，将迂回式遍历扫描第一待照射点且沿非照射区域边界绕行的行进路线作为第一照射路径。

在一些实施例中，可以对非照射区域和需照射区域进行编码，如非照射区域的编码为0，需照射区域的编码为1。请参考图6，图6示出了一个实施例中的第一照射路径，图中方框区域为目标图像的图像区域，灰色矩形区域表征非照射区域，该区域内不包括待照射的目标组织，图中的各点为第一待照射点，第一照射路径如图中连接各点的连线所示，图6中的箭头表征发光装置200的扫描行进方向。

在一些实施例中，扫描参数信息可以包括发光装置200的预设初始扫描方向，第一照射路径为自待照射起点起始的、沿预设初始扫描方向迂回式逐行或迂回式逐列扫描的、且沿非照射区域边界绕行的行进路线。具体地，相邻扫描行或相邻扫描列间的间距可以是扫描步长，也可以是根据相邻两行或两列的第一待照射点间的间距确定的距离，例如等于相邻两行或两列的第一待照射点间的间距。

在实际应用中，路径规划装置根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划的方法还可以具有另外一种方式，具体可以包括：根据第一待照射点位置信息确定第一待照射点集合中的各第一待照射起点。调用遍历搜索算法，根据第一待照射点位置信息对第一待照射点集合中的各第一待照射点进行最短距离计算，并基于最短距离计算结果标记各第一待照射点的照射序列。然后，根据各第一待照射点的照射序列生成第一照射路径。

在一些实施例中，遍历搜索算法可以包括但不限于Dijkstra算法、SPFA算法、Floyd算法和Johnson算法等。

在一些实施例中，通过遍历搜索算法对各第一待照射点进行最短距离计算，并基于最短距离计算结果对生成的各第一待照射点进行编码，进而根据编码生成照射序列。

在一个实施例中，根据第一待照射点位置信息，默认待照射起点为目标图像左上方的第一个第一待照射点位置。用于计算最短距离的遍历搜索算法的表达式可以为：

Lm＝gm+hm+fm (一)

其中，Lm为路径估计函数，gm为第一待照射点m(节点m)到待照射起点的距离；hm为节点m到待照射终点的最小距离估计，其中fm表征约束函数，无约束条件时，fm＝0；默认情况下，第一照射路径限定为逐行扫描模式(或逐列)，fm与对应第一待照射点位置m(x,y)的纵轴位置强相关(如等价于毛囊位置坐标中的纵轴位置)，通过计算当前节点与下一节点之间的纵轴距离来限定发光装置200出射的光线近似逐行扫描。

具体地，建立待照射起点到其它各第一待照射点的距离信息，通过一个距离参数(如distance[n-1])记录完成一次遍历时各节点间的距离，计算出最短距离，并通过一个编码(如scan_node[n-1])标记有效的遍历位置。基于上述公式(一)计算待照射起点到当前节点m的距离估计函数Lm，从待照射起点开始计算每个节点的L值，并选择最优L值，将存储该L值(如存入scan_node)，然后搜索下一节点。重复迭代上述计算过程，在迭代过程中，除去已完成的节点，从剩余节点中搜寻距离最小，直到下一节点成为新的目标点，最终完成遍历搜索过程，基于上述编码生成照射序列。请参考图7，图7示出了一个实施例中的第一照射路径，图中虚线方框区域为目标图像的图像区域，图中的各点为第一待照射点，第一照射路径如图中连接各点的连线所示，箭头表征扫描方向或行进方向，该实施例中，基于数字1-9对各第一特征点进行编码标记，数字1表征待照射起点，数字9表征待照射终点。当仅包括一个发光装置200时，控制发光装置200出射的光线自待照射起点基于照射序列顺序执行照射任务，至完成待照射终点的照射处理。

进一步地，在另一实施例中，在各第一待照射点的照射序列中，相邻的第一待照射点间的距离大于等于预设距离。实际使用过程中，对相邻的待照射点进行连续照射时，两个连续照射的待照射点太近时，存在同一皮肤区域过度照射的风险，因此需要限定连续两个待照射点的距离，即一个节点至相邻的下一节点间的距离不能小于预设距离Th。

在一种情况下，可以默认待照射起点为目标图像左上方的第一个第一待照射点位置，用于计算最短距离的遍历搜索算法的表达式同上述公式(一)。不同的是，上述约束条件函数中的fm＝am+bm，其中，am为扫描方式的约束函数(例如逐行或逐列)，bm为最小距离代价函数，bm最简洁的表达方式为:

上述约束函数计算量最小，可较好满足照射处理过程中的实时性需求，为满足更高精准的边界约束条件，约束系数a可基于反sigmoid函数确定。

具体地，基于与前述生成照射序列实施例中相类似的计算方式，对加入约束条件fm的距离估计函数Lm进行遍历搜索计算，得到在扫描顺序上相邻的第一待照射点间距离大于等于预设距离Th的第一照射路径。同样以图7中各第一待照射点为例，基于本实施例的计算方法得到的第一照射路径(如图8所示)。

具体地，当包括两个或两个以上发光装置200时，多个发光装置200可以协同照射同一待照射区域500中的目标组织，举例来说，当包括两个发光装置200时，请参考图9，一个发光装置200可以从待照射起点1开始基于第一照射路径和照射序列，按图9中箭头的扫描方向进行顺序照射处理，另一发光装置200可以从待照射终点9开始基于第一照射路径，按图中箭头的逆方向和照射序列的逆序进行逆序照射处理，如此，完成各第一待照射点的协同照射。相应的，前文中各第一照射路径均可采用相类似的方式，调度多个发光装置200进行协同照射处理。

基于上述部分或全部实施方式，本公开实施例中，控制系统还用于将待照射区域500分割为多个待照射子区域；相应的，第一照射路径包括各待照射子区域各自对应的第一照射子路径，第一目标驱动参数包括各第一照射子路径各自对应的第一子目标驱动参数；控制系统还用于根据各第一子目标驱动参数对牵引装置进行驱动，以使两个或两个以上发光装置200在牵引装置的带动下遍历各第一照射子路径，并对各第一待照射点进行照射处理。举例来说，请参考图3和图4，可以将待照射区域500分割为多个待照射子区域，例如平分为四个方形区域等，牵引驱动装置基于各待照射子区域各自对应的第一子目标驱动参数对牵引装置施加驱动力，进而是各发光装置200分别在各待照射子区域中沿对应的第一照射子路径进行迂回式移动，并完成各待照射子区域中目标组织的遍历照射处理。

在实际应用中，基于上述各种路径规划方式，可以将生成的第一照射路径分割为多个第一照射子路径和生成相应的第一子目标驱动参数。当第一照射子路径的数量大于发光装置200数量时，可以根据发光装置200执行各第一照射子路径任务的结束时间生成空闲光源队列，基于空闲光源队列对空闲光源进行调度，以对个第一照射子路径中的待照射点进行照射处理。

基于上述部分或全部实施方式，本公开实施例中，图像采集装置100还用于获取已照射区域的待评估图像；待照射区域500包括已照射区域。图像识别装置还用于：基于目标组织的先验特征和皮肤健康状态的先验特征对待评估图像进行目标组织特征识别和皮肤健康评估，得到已照射区域中的残留目标组织对应的第二待照射点集合和第二待照射点集合的特征信息；第二待照射点集合的特征信息包括第二待照射点位置信息和残留目标组织的健康评估结果。路径规划装置还用于：根据第二待照射点位置信息和健康评估结果进行遍历路径规划，得到遍历第二待照射点集合中需重复照射的第二待照射点的第二照射路径。控制装置还用于：基于第二照射路径、第二待照射点位置信息、牵引装置运行参数和牵引驱动装置运行参数生成第二目标驱动参数；基于第二目标驱动参数控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以使发光装置200在牵引装置的带动下沿第二照射路径移动；以及，基于第二待照射点位置信息控制发光装置200的开闭，以使发光装置200对需重复照射的第二待照射点进行遍历照射处理。

在实际应用中，已照射区域可以与待照射区域500完全重叠，也可以为待照射区域500内的某一区域；待评估图像可以在对应待照射区域500的照射处理过程中获取，也可以是在对应待照射区域500的第一次照射处理完成后获取。需要说明的是，待评估图像的获取方式与目标图像的获取方式相类似。

在实际应用中，第二待照射点集合和第二待照射点集合的特征信息与前述的第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息的获取方式相类似，不同之处在于，第二待照射点集合的特征信息还包括残留目标组织的健康评估结果。皮肤健康状态的先验特征可以包括红肿特征或创口特征等，基于该皮肤健康状态的先验特征可以确定已照射区域的健康评估结果，如确定是否存在红肿和红肿位置等。

在实际应用中，根据健康评估状况和第二待照射点位置信息判断各第二待照射点是否满足被照射条件，若判断结果为是，将满足被照射条件的第二待照射点作为用于生成第二照射路径的第二目标照射点，基于各第二目标照射点的位置信息，根据前述的第二照射路径的生成方式，生成第二照射路径。具体地，被照射条件包括，第二待照射点周围的预设范围内是否存在创伤区，如红肿区或创口区，若存在，则确定第二待照射点不满足被照射条件。

在实际应用中，第二目标驱动参数的生成方式与第一目标驱动参数相类似，在此不再赘述。

在一些情况下，皮肤组织需要相隔一段时间后进行状态评估，以确定目标组织是否达到预设的照射处理效果，例如在脱毛场景下，评估被照射处理过的毛囊是否失活。然而，相隔一段时间后，同一皮肤区域的皮肤状态和特征可能会产生比较大的变化，单独通过图像特征匹配的方法对照射前后的图像不能很好的进行匹配，进而不能进行精准的照射效果评估。为了完成已处理区域的定位，图像识别装置还用于：对待评估图像和目标图像进行图像匹配，得到目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域。基于第一待照射点集合的特征信息，确定第一待照射点集合中的相匹配的图像区域对应的第一目标照射点和第一目标照射点的特征信息。然后，提取第一目标照射点的特征信息和第二待照射点集合的特征信息间的差异信息，并根据差异信息生成已照射区域的照射评估结果。

在实际应用中，差异信息可以包括达到预设照射效果的照射点位置和照射点数量，如失活毛囊对应的待照射点位置和数量，以及照射处理后，皮肤中的创伤区面积、位置和数量，例如，由照射处理引起的红肿区域、面积和数量等。根据上述信息可以生成包括照射处理完成度和健康状态评估等信息的照射评估结果。在一些实施例中，可以显示该照射评估结果，改善用户体验。

在一些情况下，还可以在第一次照射处理前进行皮肤区域状态的初始评估，进而可以通过比对初始评估结果和照射处理后的评估结果，得到照射效果评估结果。相应的，图像采集装置100在获取待照射区域500的目标图像之前还可以用于：获取包括待照射区域500和待照射区域500周围的肢体特征区域的第一评估图像。

在实际应用中，第一评估图像对应的皮肤区域面积大于目标图像对应的皮肤区域面积。肢体特征区域可以例如为肢体关节等具有明显的、易识别特征的肢体区域，如手肘、腕关节、踝关节等，也可以是如黑色素痣等的特异性特征。第一评估图像可以通过多次拍摄拼接而成，也可以是通过一次成像得到的。

相应的，图像采集装置100在获取已照射区域的待评估图像之前还可以用于：获取包括已照射区域和肢体特征区域的第二评估图像。在实际应用中，第二评估图像与第一评估图像对应于大致相同的皮肤区域，至少包括与第一评估图像相同的两处或两处以上的肢体特征区域。

进一步地，上述对待评估图像和目标图像进行图像匹配，得到目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域包括：获取肢体特征区域在第一评估图像中的位置信息、肢体特征区域在第二评估图像中的位置信息、目标图像在第一评估图像中的位置信息和待评估图像在第二评估图像中的位置信息。基于肢体特征区域在第一评估图像中的位置信息和肢体特征区域在第二评估图像的位置信息，构建第一评估图像和第二评估图像间图像对应关系。然后，根据目标图像在第一评估图像中的位置信息、待评估图像在第二评估图像中的位置信息和图像对应关系，对待评估图像和目标图像进行图像匹配，得到目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域。

在实际应用中，通过对第一评估图像和第二评估图像进行图像配准，能够确定待评估图像和目标图像间的位置对应关系，进而确定目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域。进一步地，为使相匹配的图像区域的定位更加精准，还可以进一步对目标图像中的相匹配的图像区域和待评估图像进行图像配准，以校正前述确定的相匹配的图像区域，进而更准确的定位第一目标照射点和确定对应的特征信息。

综上，本公开的用于表面组织处理的牵引式光照射设备的图像采集装置能够获取待照射区域的目标图像，控制系统能够基于该目标图像生成照射路径和对应的驱动参数，且控制系统通过控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以带动发光装置沿第一照射路径行进和进行皮肤组织的照射处理，在有效提高单位能量密度、减少单位时间内光源能耗、降低散热需求的同时，能够降低发光装置中照射单元的设置数量，有效降低生产成本。

实施例1

请参考图1和图2，本实施例提供一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备，设备包括：图像采集装置100，用于获取皮肤组织的待照射区域500的目标图像，待照射区域500中包括待照射的目标组织；发光装置200，用于出射对待照射区域500进行照射处理的光；牵引装置，与发光装置200连接，发光装置200能够在牵引装置的带动下相对于待照射区域500移动；牵引驱动装置，与牵引装置连接，用于为牵引装置的运动提供驱动力；和，控制系统，用于根据目标图像生成遍历待照射区域500中的目标组织的第一照射路径和第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以使发光装置200在牵引装置的带动下沿第一照射路径移动；以及，控制发光装置200在沿第一照射路径移动时，对待照射区域500内的目标组织进行照射处理。

如图1-2所示，图像采集装置100设置在设备的顶部，与设备的出光区域或待照射区域500相对设置。设备包括一个发光装置200，发光装置200包括一个光源，牵引装置包括三根分别连接在光源不同方向的牵引线310，以对光源施加不同方向的牵引力。牵引装置还包括滑轮320、线辊(未图示)和支撑筒330，设备还包括支撑架600，支撑筒330的两端分别与上下两组支撑架600相连接，以增加结构稳定性。滑轮320设置在支撑筒330的上部，牵引线310的一端连接在光源上，另一端从支撑筒330的顶端进入，穿过滑轮320后绕设在线辊上，然后与牵引驱动装置连接。本实施例中，牵引驱动装置可以包括牵引驱动电机410，牵引驱动电机410与牵引线310一一对应设置，牵引驱动电机410固定设置在支撑筒330的底部。控制系统基于第一目标驱动参数控制各牵引驱动电机410对各自连接的牵引装置进行驱动，以使各线辊转动以延长或缩短各滑轮320与光源间的牵引线310长度，进而改变光源在设备空腔内的位置，并使光源在空腔内沿第一照射路径行进。

当目标图像为二维图像时，第一照射路径包括的各第一待照射点的位置信息为二维坐标信息，光源能够在牵引线310的牵引作用下，在待照射区域500上方的某一平面内移动并进行照射。

当目标图像为三维图像时，第一照射路径包括的各第一待照射点的位置信息为三维坐标信息，光源能够在牵引线310的牵引作用下，在待照射区域500上方的某一平面内移动和进行照射，并通过改变光源出射光线的照射强度来补偿光源与待照射区域500间的纵向距离变化。或者，光源能够在牵引线310的牵引作用下，在待照射区域500上方的空间内进行三维方向上的移动，以到达各第一待照射点的实际坐标位置。

在一些情况下，设备可以不包括支撑架600，请参考图2，滑轮320固定设置在支撑筒330的顶端，牵引线310穿过滑轮320后进入支撑筒330并绕设在线辊上，如此，能够简化设备内部结构。

此外，本实施例的设备中的控制系统结构、照射处理方式等基于前述相关部分内容设置，在此不再赘述。

实施例2

请参考图3和图4，本实施例提供一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备，设备包括：图像采集装置100，用于获取皮肤组织的待照射区域500的目标图像，待照射区域500中包括待照射的目标组织；发光装置200，用于出射对待照射区域500进行照射处理的光；牵引装置，与发光装置200连接，发光装置200能够在牵引装置的带动下相对于待照射区域500移动；牵引驱动装置，与牵引装置连接，用于为牵引装置的运动提供驱动力；和，控制系统，用于根据目标图像生成遍历待照射区域500中的目标组织的第一照射路径和第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制牵引驱动装置对牵引装置进行驱动，以使发光装置200在牵引装置的带动下沿第一照射路径移动；以及，控制发光装置200在沿第一照射路径移动时，对待照射区域内的目标组织进行照射处理。

需要说明的是，本实施例基于上述实施例1，光照射设备的结构与连接方式与实施例1的相类似之处在此不再赘述，本实施例的方案与实施例1不同之处如下：

如图3所示，设备包括两个发光装置200，每个发光装置200包括一个光源，牵引装置包括两组分别由三根牵引线310构成的牵引线组，以及对应的两组支撑筒330(每组三个)，和两组牵引驱动装置(每组三个牵引驱动电机410)。相应的，两个光源在空间上沿纵向(z方向)分层设置，各光源各自与待照射区域500间的纵向距离不同。两组支撑筒330在设备内错开布置，优选地，一组设置在三角形的顶点处，另一组设置在各边的中部。

本实施例中，牵引驱动装置可以包括牵引驱动电机410，牵引驱动电机410与牵引线310一一对应设置，牵引驱动电机410固定设置在支撑筒330的底部。控制系统基于第一目标驱动参数控制各牵引驱动电机410对各自连接的牵引装置部分进行驱动，以使各线辊转动以延长或缩短各滑轮320与光源间的牵引线310长度，进而改变光源在设备空腔内的位置，并使光源在空腔内沿第一照射路径行进。

在一些情况下，控制系统可以基于目标图像将待照射区域500分割为两个或两个以上的待照射子区域，并生成各待照射子区域各自的第一照射子路径和第一目标子驱动参数，然后基于各第一目标子驱动参数分别控制两组牵引驱动装置和牵引装置，以调度两个光源分别遍历各第一照射子路径及完成各待照射点的照射处理。在另一些情况下，控制系统也可以基于目标图像直接生成第一照射路径，然后调度两个光源分别沿以不同位置为起点沿第一照射路径行进，至两个光源共同完成第一照射路径中各待照射点的遍历照射。举例来说，请参考图5-6，可以调度一个光源以目标图像左上角为照射起点，以箭头方向为扫描方向沿第一照射路径行进并对途经的待照射点进行照射处理，另一光源以目标图像右下角为照射起点，以箭头方向的反方向为扫描方向沿第一照射路径行进并对途经的待照射点进行照射处理。或者，请参考图9，可以调度两个光源分别以待照射点1和待照射点9为起点，协同完成第一照射路径的遍历照射。

此外，本实施例的设备中的控制系统结构、照射处理方式等基于前述相关部分内容设置，在此不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、服务器和存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于表面组织处理的牵引式光照射设备，其特征在于，所述设备包括用于出射对皮肤组织的待照射区域(500)进行照射处理的光的发光装置(200)，用于获取所述待照射区域(500)的目标图像的图像采集装置(100)，牵引装置，牵引驱动装置和控制系统；其中，所述待照射区域(500)中包括待照射的目标组织；所述牵引装置与所述发光装置(200)连接，所述发光装置(200)能够在所述牵引装置的带动下相对于所述待照射区域(500)移动；

所述牵引驱动装置与所述牵引装置驱动连接，用于为所述牵引装置的运动提供驱动力；所述图像采集装置(100)、所述发光装置(200)和所述牵引驱动装置分别与所述控制系统通信连接；在所述牵引驱动装置基于第一照射路径对应的第一目标驱动参数对所述牵引装置进行驱动时，所述发光装置(200)在所述牵引装置的带动下沿所述第一照射路径移动；所述第一照射路径为所述控制系统根据所述目标图像生成的、遍历所述待照射的目标组织的路径。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述牵引装置包括与所述发光装置(200)相连接的牵引线(310)；

所述牵引线(310)能够在所述牵引驱动装置的驱动作用下对所述发光装置(200)施加牵引力，以使所述发光装置(200)相对于所述待照射区域(500)移动。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述牵引装置包括至少三根牵引线(310)，所述至少三根牵引线(310)分别与所述发光装置(200)连接，并能够对所述发光装置(200)施加不同方向的牵引力。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述牵引驱动装置的驱动作用能够改变部分或全部的、所述至少三根牵引线(310)对所述发光装置(200)施加的牵引力，以使所述发光装置(200)相对于所述待照射区域(500)移动。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述牵引装置还包括滑轮(320)，所述牵引线(310)的一端穿过所述滑轮(320)后与所述牵引驱动装置相连接，所述牵引线(310)的另一端与所述发光装置(200)相连接。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述牵引装置还包括线辊，所述线辊与所述牵引线(310)一一对应设置，所述牵引线(310)的穿过所述滑轮(320)的一端缠绕在所述线辊上后与所述牵引驱动装置相连接。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括支撑架(600)，所述滑轮(320)固定设置在所述支撑架(600)上。

8.根据权利要求1-7中任一所述的设备，其特征在于，所述牵引装置包括两组或两组以上牵引线(310)，一组牵引线(310)包括至少三根牵引线(310)；相应的，一组牵引线(310)与一个发光装置(200)相连接。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，各发光装置(200)在空间上分层设置，各发光装置(200)各自与所述待照射区域(500)间的纵向距离不同；在所述牵引驱动装置的驱动作用下，所述各发光装置(200)能够在各自相连的牵引线(310)的牵引力下，在各自所处的分层空间内移动；

和/或，各发光装置(200)的移动范围分别覆盖不同的平面区域，在所述牵引驱动装置的驱动作用下，各发光装置(200)能够在各自相连的牵引线(310)的牵引力下，在各自所处的区域范围内移动。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制系统包括图像识别装置、路径规划装置和控制装置；所述图像识别装置和所述路径规划装置分别与所述控制装置通信连接。

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