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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke von Haar, ein Verfahren zum Ermitteln der Dicke von Haar und ein Computerprogrammprodukt, welches ausgeführt ist, auf einer Recheneinheit ausgeführt zu werden.
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Es kann für einige kosmetische und nicht-therapeutische Behandlungen von menschlichem Haar, insbesondere Haupthaar, relevant sein, welche Dicke das zu behandelnde Haar hat. Als Dicke des Haares ist im Zusammenhang dieser Beschreibung insbesondere ein Durchmesser eines einzelnen Haares zu verstehen, wenn man davon ausgeht, dass ein einzelnes Haar einen runden oder kreisförmigen Querschnitt hat, was im Wesentlichen zutrifft.
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Um die Dicke von Haar zu bestimmen kann ein Haarbüschel einer Person abgeschnitten und einer Analyse zugeführt werden. Dies ermöglicht es, die Dicke der einzelnen Haare zu ermitteln und mit statistischen Verfahren eine Verteilung der Werte der Haardicke über einen Wertebereich anzugeben. Dieses Vorgehen erfordert jedoch, eine bestimmte Menge Haar, also eine Probe, zu entnehmen und der Analyse zuzuführen. Unter Umständen wird die Analyse an einem anderen Ort durchgeführt und erfordert schon durch den Transport der Haarprobe und die Rückmeldung des Ergebnisses eine nicht unerhebliche Dauer, bis die Ergebnisse der Analyse vorliegen und über das weitere Vorgehen in der Behandlung entschieden werden kann.
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Entsprechend ist es wünschenswert, benutzerfreundliche und effektive Herangehensweisen zum Ermitteln der Dicke von Haar bereitzustellen, welche das Ergebnis in kurzer Zeit und ohne invasiven Eingriff in das Haupthaar einer Person liefern.
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Es kann als Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren anzugeben, welche das Ermitteln der Dicke von Haar in kurzer Zeit ermöglichen, und zwar, ohne dass das Haar beschädigt oder zumindest teilweise abgeschnitten werden muss.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
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Gemäß einem Aspekt ist eine Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke von Haar angegeben. Die Vorrichtung weist eine Recheneinheit und eine Benutzeroberfläche auf. Die Recheneinheit weist einen Prozessor und einem lokalen Speicher auf, wobei der Prozessor mit dem lokalen Speicher so verbunden ist, dass der Prozessor Daten aus dem lokalen Speicher lesen und/oder in den lokalen Speicher schreiben kann. Die Benutzeroberfläche dient als Eingabeeinheit und/oder Ausgabeeinheit für eine Interaktion mit einem Benutzer. Die Recheneinheit weist ferner eine Bilddateneingangsschnittstelle zum Empfangen von Bilddaten eines Haarensembles bestehend aus mindestens einem einzelnen Haar, wobei die Bilddateneingangsschnittstelle mit dem Prozessor verbunden ist, und eine Benutzerschnittstelle, welche mit der Benutzeroberfläche und mit dem Prozessor verbunden ist, auf. Die Recheneinheit ist ausgeführt, die Bilddaten des Haarensembles zu verarbeiten und dabei ein Histogramm über die in dem Haarensemble vorkommenden Werte der Haardicke zu erstellen und das Histogramm an die Benutzerschnittstelle auszugeben.
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Die hier beschriebene Vorrichtung ermöglicht ein zerstörungsfreies Messen der Dicke von Haar, insbesondere von menschlichem Haupthaar. Dies bedeutet, dass das Haar nicht abgeschnitten werden muss, um eine Haardicke zu ermitteln. Die Vorrichtung und das damit durchgeführte Verfahren sind beispielsweise geeignet, einen Wirknachweise von Verfahren für die Haarverdickung zu führen oder für mechanistische Untersuchungen. Haarverdickung kann beispielsweise durchgeführt werden mit einem Quellverfahren, welches den Haarquerschnitt erweitern kann, oder mit Beschichtungen, z.B. Polymer-Beschichtungen. Mechanistische Untersuchungen können beispielsweise bei Kolorationen und insbesondere bei Dauerwellen genutzt werden, um auftretende Quell- und Schrumpfprozesse von Haaren zu beobachten. Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung sowie des dazugehörigen Verfahrens kann es ermöglicht werden, solche Quell- und Schrumpfprozesse während ihres Auftretens und ohne wesentliche zeitliche Verzögerung nicht-invasiv zu beobachten. Aus solchen Beobachtungen können Rückschlüsse auf die Wirkungsweise von Produkten gezogen werden. Diese Rückschlüsse können in der Vorrichtung gesammelt und für die Produktveränderung und Produktanpassung ausgewertet werden.
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Die Kenntnis der Haardicke des Haupthaars einer Person kann für diverse Maßnahmen an dem Haupthaar von Bedeutung sein. Diese Maßnahmen können insbesondere kosmetischer, nichttherapeutischer Natur sein. Von der Dicke des Haares kann es beispielsweise abhängen, welche Behandlungsmittel wie angewendet werden sollen, um das Haar nicht zu schädigen. Die hier beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, auf einfache Weise die Dicke des Haares zu bestimmen.
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Der Prozessor kann eine logische Schaltung enthalten, welche eine Vielzahl von Funktionen ausführen und nach Bedarf konfiguriert werden kann, um eine Reihe von Befehlen auszuführen. Diese Reihe von Befehlen wird typischerweise als Programm oder Software bezeichnet. Der Prozessor ein hart-verdrahteter Logik-Schaltkreis oder ein programmierbarer Logik-Schaltkreis sein, wie beispielsweise ein programmierbarer Prozessor, z.B. ein Mikroprozessor oder ein FPGA-Baustein (field programmable gate array, programmierbares Logikgatter). Der Prozessor kann jegliche Art von Computer-Programm, etwa ein Computer-Programm in Programmiercode für eine virtuelle Maschine (abgegrenzte Laufzeitumgebung, Virtual Machine), wie z.B. ein Java-Computer-Programm, ausführen.
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Der lokale Speicher kann ein flüchtiger oder permanenter Speicher sein, und insbesondere ein wiederbeschreibbarer und/oder auslesbarer Speicher. In dem lokalen Speicher können die Bilddaten gespeichert sein und für eine Verarbeitung ausgelesen werden. Die verarbeiteten Bilddaten können in modifizierter Form in dem lokalen Speicher abgelegt werden, zum Beispiel für weitergehende Verarbeitungsschritte.
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Die Benutzeroberfläche ist eine Anordnung zum Interagieren mit einem menschlichen Benutzer mit mindestens einer Eingabeeinheit (Tastatur, Maus, Mikrofon, Touchscreen) und/oder mindestens einer Ausgabeeinheit (Anzeigeeinheit, Display, Lautsprecher). Beispielsweise kann die Benutzeroberfläche ein berührungsempfindliches Display sein und der menschliche Benutzer kann direkt mit dem angezeigten Inhalt interagieren, indem eine bestimmte Fläche des Displays berührt wird.
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Über die Bilddateneingangsschnittstelle können Bilddaten eingelesen werden, beispielsweise aus einem Bilddatenspeicher oder unmittelbar von einer Bilderfassungseinheit. Es ist denkbar, dass ein Bilddatenspeicher mit einer Vielzahl von Bilddaten (einzelne Bilder von Haarensembles von einer oder mehreren Personen) bereitgestellt und an die Bilddateneingangsschnittstelle angeschlossen wird. Die Bilddaten werden dann eingelesen und zu jedem einzelnen Bild wird ein Histogramm über die Werte der Haardicke erstellt. Weiterhin ist denkbar, dass die Recheneinheit Metainformationen (Identifikationsdaten eines Bildes, um die abgebildete Person zu kennzeichnen, Aufnahmedatum, etc.) aus den einzelnen Bildern ausliest und zumindest einen Teil dieser Metainformationen in dem zugehörigen Histogramm anzeigt. Über die Metainformationen ist es möglich, mehrere einzelne Bilder derselben Person zuzuordnen und die Werte aus diesen Bildern in einem einzelnen Histogramm zusammenzufassen. Beispielsweise können mehrere Bilder unterschiedlicher Regionen des Haupthaars einer Person vorliegen und es kann wünschenswert sein, die Informationen aus all diesen Bildern in einem einzelnen Histogramm anzuzeigen, um einen Überblick über den Gesamtzustand des Haupthaars der betreffenden Person zu erhalten.
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Unter einem Haarensemble wie im Zusammenhang dieser Beschreibung erwähnt ist eine Bildaufnahme von einem oder mehreren einzelnen Haaren zu verstehen. Die Lage und Orientierung der Haare ist nicht zwingend relevant. Beispielsweise können die Haare vor einem hellen Hintergrund aufgenommen werden oder allgemein vor einem Hintergrund mit einer Farbe, welche sich von der Farbe der Haare abhebt. Blonde Haare können vor einem dunklen Hintergrund aufgenommen werden, hingegen dunkle Haare vor einem hellen Hintergrund aufgenommen werden. Dazu können die Haare an oder auf einem flächigen Element angeordnet sein und an der Oberfläche dieses flächigen Elements anliegen. Bevorzugt sind die einzelnen Haare so über diese Oberfläche verteilt, dass in den Bilddaten einzelne Haare identifiziert werden können.
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Es ist denkbar, dass die an der Oberfläche anliegenden Haare mit einem transparenten flächigen Element an die Oberfläche gedrückt werden, um zu erreichen, dass der Abstand der einzelnen Haare zu einer optischen Gruppe einer Bilderfassungseinheit, welche die Bilddaten erzeugt, gleichmäßig ist. Hierdurch können Verzerrungen in der Bildaufnahme reduziert oder vermieden werden, was letztlich die Genauigkeit der ermittelten Werte der Dicke der Haare erhöht.
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Die Haardicke kann in Bildpunkten oder in einer beliebigen Längeneinheit (z.B. in metrischen Einheiten) angegeben werden, soweit der Maßstab der Bildaufnahme bekannt ist. Der Maßstab der Bildaufnahme kann eine Zuordnung eines Bildpunktes zu der gewünschten Längeneinheit sein. Dabei entspricht die Haardicke einem Durchmesser eines einzelnen Haares, d.h. einer Ausdehnung eines Haares quer zur Längsrichtung in einer zweidimensionalen Aufnahme eines Haarensembles.
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Einzelne menschliche Kopfhaare bzw. Haupthaare haben in der Regel einen Durchmesser von 50 bis 100 µm. Die Bildaufnahme des Haarensembles kann beispielsweise einen Maßstab oder Auflösung von 5 µm pro Bildpunkt haben. In dem oben angegebenen Wertebereich für den Durchmesser entspricht diese Auflösung einer Genauigkeit von 5 % bis 10 % bezogen auf den Haardurchmesser.
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Die Benutzerschnittstelle gibt Signale an die Benutzeroberfläche aus und die Benutzeroberfläche wandelt diese Signale in von einem menschlichen Bediener verwertbare Informationen um, beispielsweise in Audiosignale oder Videosignale, insbesondere statische Bildsignale. Die Benutzerschnittstelle nimmt auch Eingaben eines menschlichen Bedieners entgegen und leitet diese Eingaben an den Prozessor weiter.
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Die Benutzeroberfläche kann beispielsweise die der Analyse zu Grunde liegenden Bilddaten und gleichzeitig oder anschließend das Histogramm der Werte der Haardicke.
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Das Histogramm über die in dem Haarensemble vorkommenden Werte der Haardicke zeigt an, welcher Wert wie häufig vorkommt. Die Häufigkeit kann dabei eine relative Häufigkeit sein, welche sich auf die Gesamtzahl der insgesamt ermittelten Werte der Haardicke bezieht.
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In anderen Worten ermöglicht es die hier beschriebene Vorrichtung, bildanalytische Verfahren zum Bestimmen der Dicke von Haaren zu verwenden. Die Vorrichtung benötigt als Eingabedaten lediglich ein Bild der Haupthaare einer Person in ausreichender Vergrößerung oder Auflösung. Ein solches Bild kann beispielsweise mit einem Digitalmikroskop erstellt werden.
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Als bildanalytisches Verfahren kann beispielsweise das Verfahren DiameterJ (https://imagej.net/DiameterJ) verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgeführt, über die Bilddateneingangsschnittstelle ein Graustufenbild zu empfangen und das Graustufenbild in ein Binärbild umzuwandeln, bevor das Histogramm über die in dem Haarensemble vorkommenden Werte der Haardicke erstellt wird.
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Ein Binärbild nimmt für jeden Bildpunkt genau einen Zustand von insgesamt zwei möglichen Zuständen ein. Beispielsweise kann jeder Bildpunkt entweder weiß oder schwarz sein. Dies hat den Vorteil, dass der Zustand der einzelnen Bildpunkte einfach identifiziert werden kann und die Bildpunkte eindeutig voneinander unterschieden werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgeführt, die Werte der Haardicke in dem Histogramm in Bildpunkten anzugeben.
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Für ein einzelnes Haar können mehrere Werte der Dicke ermittelt werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass ein einzelnes Haar in mehrere Längsabschnitte unterteilt wird, und für jeden Längsabschnitt ein wird für die Dicke ermittelt und angegeben wird. Auch wenn davon ausgegangen wird, dass ein einzelnes Haar über seine Länge eine im Wesentlichen gleiche Dicke hat (möglicherweise hat die Haarspitze oder ein Endabschnitt eines Haares eine geringere Dicke als die anderen Längsabschnitte), so kann dieser Ansatz die Anzahl der Messwerte erhöhen, um den Einfluss von Messfehlern oder Bildfehlern zu reduzieren.
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Wird der Durchmesser eines einzelnen Haares in Bildpunkten angegeben, so betrifft diese Angabe die Anzahl der Bildpunkte zwischen einem ersten Rand des Haares und dem gegenüberliegenden Rand des Haares. Zu diesem Zweck kann die Recheneinheit eine senkrechte Linie an einen Punkt des Randes des Haares legen und die Anzahl der Bildpunkte ermitteln, welche von dieser senkrechten Linie durchquert werden, bevor die senkrechte Linie den gegenüberliegenden Rand übertritt.
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Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, können bei diesem Ansatz schräg verlaufende Haare oder Längsabschnitte von Haaren aus der Betrachtung ausgenommen werden, weil es in diesem Fall dazu kommen kann, dass die senkrechte Linie auf Grund ihres ebenfalls schrägen Verlaufs eine signifikant erhöhte Anzahl von Bildpunkten schneidet, bevor die senkrechte Linie auf den gegenüberliegenden Rand trifft. Diese Überlegung trifft zu bei einem matrix-artigen Aufbau der Bilder mit waagerecht verlaufenden Zeilen und senkrecht verlaufenden Spalten von Bildpunkten.
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In dem Histogramm wird für jeden gemessenen Wert der Haardicke (zum Beispiel auf einer Skala mit einer Aufteilung von 5 µm, also 50 µm, 55 µm, 60 µm ... 100 µm) die Anzahl der zugehörigen Messungen aufgetragen. Hieraus ergibt sich dann die relative Häufigkeit jedes Wertes der Haardicke.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgeführt, einen Maßstab des Haarensembles in einer vorgebbaren Längeneinheit zu ermitteln und die Werte der Haardicke in die vorgebbare Längeneinheit umzurechnen und in dem Histogramm anzugeben.
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Der Maßstab kann beispielsweise ermittelt werden, indem ein Element (kann auch als Referenzelement bezeichnet werden) mit bekannten Dimensionen (Länge und/oder Breite) in das Haarensemble eingefügt wird, bevor die Bildaufnahme von dem Haarensemble angefertigt wird. Das Element kann beispielsweise stabförmig sein.
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Das Haarensemble kann beispielsweise für die Bildaufnahme auf ein flächiges Element mit einer hellen Oberfläche gelegt werden. Auf dieser Oberfläche kann ein dunkler Balken mit bekannter Breite abgebildet sein. Dieser Balken kann als Referenzelement dienen.
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Um das Referenzelement zu erkennen, kann es über die Benutzerschnittstelle von einem Benutzer in der Bildaufnahme des Haarensembles markiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Referenzelement ein optisch erkennbares und auswertbares Muster haben, um von der Recheneinheit automatisch erkannt zu werden. Dieses Muster könnte beispielsweise aus einer Vielzahl von hellen Bereichen in regelmäßigen Abständen entlang einer Längsrichtung des Referenzelements sein. Die hellen Bereiche können zusätzlich die gleiche Form haben, um ein automatisiertes Erkennen des Referenzelements zu erleichtern. Die hellen Bereiche können eine asymmetrische Form haben, um eine Lage oder Orientierung des Referenzelements erkennen zu können. Das Referenzelement kann Längsabschnitte mit unterschiedlicher Breite aufweisen. Ebenso ist es denkbar, dass die Breite des Referenzelements aus dem Abstand der hellen Bereiche entlang des Referenzelements ableitbar ist. So kann beispielsweise der Abstand der hellen Bereiche ein ganzzahliges Vielfaches der Breite des Referenzelements sein.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die hellen Bereiche des Referenzelements oben beispielhaft genannt sind und das die Breite des Referenzelements grundsätzlich aus einem Hell-DunkelMuster des Referenzelements ableitbar ist.
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Mit Hilfe des Referenzelements kann auch ermittelt werden, ob die Bildaufnahme des Haarensembles optisch verzerrt ist. Eine solche Verzerrung kann dann mittels der bekannten Dimensionen des Referenzelements auch ausgeglichen werden.
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Es ist denkbar, dass für eine Aufnahme eines Haarensembles zwei Referenzelemente genutzt werden, wovon eines horizontal verläuft und ein anderes vertikal verläuft, um Verzerrungen in beiden Richtungen erkennen und auch ausgleichen zu können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgeführt, die Bilddaten des Haarensembles auf der Benutzeroberfläche auszugeben, wobei die Benutzeroberfläche ausgeführt ist, eine Eingabe entgegenzunehmen, welche einen Bereich des Haarensembles kennzeichnet, und diese Eingabe an die Recheneinheit zu übertragen, wobei die Recheneinheit ferner ausgeführt ist, das Histogramm über die in dem Haarensemble vorkommenden Werte der Haardicke auf den in der Eingabe gekennzeichneten Bereich zu begrenzen.
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Damit ist es möglich, verschiedene Bereiche des Haarensembles einer Analyse der Haardicke zuzuführen. Beispielsweise kann die Bildaufnahme des Haarensembles einen bestimmten Längenabschnitt einzelner Haare abdecken oder sogar die gesamte Länge der einzelnen Haare. In dieser Ausführungsform ist es möglich, verschiedene Bereiche der Bildaufnahme getrennt voneinander zu analysieren. Beispielsweise können die Enden der Haare getrennt von einem Mittelabschnitt und auch getrennt von einem nahe der Kopfhaut befindlichen Abschnitt der Haare analysiert werden.
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Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass verschiedene Bildaufnahmen von verschiedenen Regionen des Haares erstellt und der Auswertung zugeführt werden, um Informationen über die Dicke der Haare in verschiedenen Bereichen zu erlangen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Recheneinheit ausgeführt, basierend auf dem Histogramm der Haardicke Behandlungsmittel und/oder Anwendungshinweise von Behandlungsmitteln für das Haar zu ermitteln und an die Benutzeroberfläche auszugeben.
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Basierend auf der ermittelten Haardicke können Behandlungsmittel und/oder Anwendungshinweise dieser Behandlungsmittel oder allgemein Anwendungshinweise von Behandlungsmitteln für das Haar ermittelt und einem Benutzer mit Hilfe der Benutzeroberfläche ausgegeben, beispielsweise angezeigt oder angesagt, werden. Manche Behandlungsmittel können für bestimmte Werte der Haardicke weniger empfehlenswert sein. Ebenso kann die Anwendung der Behandlungsmittel von den Werten der Haardicke abhängig sein.
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Unterschreitet die Haardicke einen bestimmten Wert, kann es vorteilhaft sein, dass dem Benutzer Behandlungsmittel und/oder Anwendungshinweise zur Erhöhung der Haardicke ausgegeben werden. Behandlungsmittel zur Erhöhung der Haardicke können vorteilhaft Inhaltsstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Xanthin-Verbindungen, Vitamin-B3-Verbindungen, Panthenol-Verbindungen und deren Mischung umfassen. Die Xanthin-Verbindung ist vorteilhaft aus Koffein-Xanthin, 1-Methyl-Xanthin, Theophyllin, Theobromin und deren Mischungen ausgewählt. Bevorzugt ist die Vitamin-B3-Verbindung aus Niacinamid und dessen Salzen, Nicotinsäure und deren Salzen, Nicotinylalkohol und dessen Salzen, Nicotinsäureestern, Nicotinylaminosäuren, Nicotinylestern von Carbonsäuren, Nicotinsäure-N-oxid, Niacinamid-N-oxid und deren Mischungen ausgewählt. Die Panthenol-Verbindung ist vorteilhaft aus D-Panthenol, DL-Panthenol, Panthenyltriacetat, Panthetin, Pantothein, Panthenylethylether und deren Mischungen ausgewählt.
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Es ist denkbar, dass dem Benutzer über die Benutzeroberfläche ein Fragenkatalog präsentiert wird, um neben den optisch erfassten Informationen über das Haar weitere relevante Informationen von dem Benutzer abzufragen. Diese weiteren Informationen können sich auf bisherige Haarpflege und Haarbehandlung beziehen, aber auch auf Alter, Geschlecht, Ethnizität sowie Lebens- und Ernährungsgewohnheiten. Diese weiteren Informationen können neben dem Histogramm über die Haardicke ebenfalls in die Ermittlung eines geeigneten Behandlungsmittels und/oder von Anwendungshinweisen einfließen.
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Die hier beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, auf das Haar einer Person abgestimmte Behandlungsmittel und/oder Anwendungshinweise auf einfache Weise zu bestimmen und einem Benutzer anzuzeigen.
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Informationen über die Behandlungsmittel und/oder Anwendungshinweise können in dem lokalen Speicher abgelegt sein und von der Recheneinheit in Abhängigkeit der Haardicke oder des Histogramms über die Haardicke einer Person ermittelt werden. Hierzu werden die Informationen über die Haardicke von dem Prozessor genutzt, um Behandlungsmittel und/oder Anwendungshinweise, welchen der ermittelten Haardicke zugeordnet sind oder hierfür geeignet sind, aus dem lokalen Speicher auszulesen.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die Informationen über die Behandlungsmittel und/oder Anwendungshinweise derselben zumindest teilweise in einem entfernten Speicher zur Verfügung gestellt werden. Dieser entfernte Speicher kann Bestandteil eines Servers oder einer Gruppe von Servern sein, welche über ein öffentliches oder privates Kommunikationsnetz erreichbar sind. Dieser Server oder diese Gruppe von Servern können auch als externe Recheneinheit bezeichnet werden und werden weiter unten beschrieben.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Benutzerschnittstelle ausgeführt, nach dem Ausgeben von Merkmalen eines Behandlungsmittels eine Eingabe von einem Nutzer entgegen zu nehmen und basierend auf dieser Eingabe eine Aktion betreffend das ausgegebene Behandlungsmittel zu veranlassen.
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Die Aktion kann sich beispielsweise darauf beziehen, dass dem Nutzer ein Behandlungsmittel zum Kauf angeboten wird und der Nutzer über eine Eingabe den Kauf in die Wege leiten kann. Neben dem Kauf von Behandlungsmitteln können dem Nutzer auch weitergehende Informationen zum käuflichen Erwerb angeboten werden. Diese weitergehenden Informationen können sich auf detailliertere Behandlungs- und Anwendungshinweise beziehen. Die Benutzerschnittstelle empfängt beispielsweise die Eingabe, dass der Nutzer das Behandlungsmittel erwerben möchte, speichert die Anfrage und/oder übermittelt die Anfrage an ein Handelsunternehmen, welches die Behandlungsmittel vertreibt. Der Nutzer wird durch das Computerprogramm aufgefordert seine persönlichen Daten (Adresse, Bankinformationen, Versendungspräferenz, etc.) über die Eingabeeinheit einzugeben. Alternativ kann dem Benutzer ausgegeben werden, wo, beispielsweise ein Drogeriemarkt, eine Apotheke, etc. in seiner Nähe, er das ausgegebene Behandlungsmittel vor Ort erwerben kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Recheneinheit und die Benutzeroberfläche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
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Die Recheneinheit und die Benutzeroberfläche können beispielsweise Teil eines Computers sein. Der Computer kann ein portables Nutzergerät sein, beispielsweise ein Smartphone, Phablet oder ein Tablet-Computer oder ein Laptop.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Recheneinheit eine Datenübertragungsschnittstelle auf, wobei die Datenübertragungsschnittstelle ausgeführt ist, Daten mit einer externen Recheneinheit über eine Übertragungsstrecke oder allgemein ein Datennetz auszutauschen.
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Dies kann dazu dienen, dass die Recheneinheit Bilddaten des Haarensembles vollständig oder teilweise an die externe Recheneinheit überträgt, damit die Bilddaten von der externen Recheneinheit analysiert werden. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die Analyse der Bilddaten hohe Rechenleistung erfordert, welche die (lokale) Recheneinheit nicht bereitstellen kann.
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Beispielsweise können die Bilddaten des Haarensembles unmittelbar nach Empfang durch die (lokale) Recheneinheit an die externe Recheneinheit übertragen werden. Es ist aber auch denkbar, dass nur die für eine Analyse relevanten Bilddaten an die externe Recheneinheit übertragen werden, beispielsweise nachdem ein Benutzer einen Bereich der Bilddaten auf der Benutzeroberfläche für die Analyse ausgewählt oder bestimmt hat.
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Die externe Recheneinheit kann räumlich entfernt von der Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke von Haar (auch: lokale Recheneinheit) angeordnet sein. Die lokale Recheneinheit kann über das Datennetz mit der externen Recheneinheit verbunden sein, d.h. in einer Kommunikationsverbindung stehen. Die externe Recheneinheit kann ein einzelner Computer oder Prozessor oder ein Verbund von Computern oder Prozessoren sein. In einem Rechner- oder Prozessorverbund kann die Rechenlast unter verschiedenen Gesichtspunkten auf die einzelnen Bestandteile des Verbunds verteilt werden.
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Dieser Rechnerverbund kann neben Rechenleistung auch Speicherkapazitäten für die Benutzer bereitstellen und von den Benutzern freigegebene oder gekennzeichnete Daten vorhalten. Damit kann der in der lokalen Recheneinheit benötigte Speicherplatz reduziert werden. Auch wird es dem Benutzer erleichtert, eine lokale Recheneinheit auszutauschen, weil lokal keine oder fast keine Daten gespeichert sind. Der Rechnerverbund kann als eine Gruppe von vermascht vernetzten Servern ausgestaltet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung wie hierin beschrieben weiterhin eine Bilderfassungseinheit auf. Die Bilderfassungseinheit ist ausgeführt, eine Bildaufnahme eines Haarensembles zu erstellen. Weiterhin ist die Bilderfassungseinheit mit der Bilddateneingangsschnittstelle gekoppelt, um die Bildaufnahme des Haarensembles an den Prozessor zu übertragen.
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Die Bilddateneingangsschnittstelle kann eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation zwischen der Recheneinheit und der Bilderfassungseinheit ermöglichen. Beispielsweise kann die Bilderfassungseinheit über eine sogenannte USB-Schnittstelle (universal serial bus) mit der Recheneinheit gekoppelt sein oder über ein drahtloses Kommunikationsprotokoll aus der Gruppe der IEEE 802.11 (WiFi, wireless LAN) oder IEEE 802.15 (wireless personal area network, Nahbereichsnetzwerke) .
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Ebenso können in einem weiteren Beispiel für die Anbindung der Bilderfassungseinheit an die Recheneinheit Protokolle verwendet werden, die gemäß den Grundsätzen vermaschter Netze (mesh network) arbeiten. Beispielsweise kann für die Datenübertragung und für die Anbindung der Bilderfassungseinheit an die Recheneinheit das Thread-Protokoll verwendet werden, welches auf IPv6 aufsetzt. Das Thread-Protokoll wird insbesondere eingesetzt, um automatisierte oder teilautomatisierte Geräte miteinander zu verbinden.
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Die Bilderfassungseinheit kann in einem Beispiel auf die Recheneinheit strukturell aufgesteckt werden, oder umgekehrt die Recheneinheit auf die Bilderfassungseinheit aufgesteckt werden oder damit verbunden werden. Dies bedeutet, dass die Bilderfassungseinheit mechanisch an der Recheneinheit oder einem Gehäuse der Recheneinheit befestigt wird oder umgekehrt. Beispielsweise kann dies durch eine werkzeuglose Montage über eine reversible Verbindung erfolgen. In der aufgesteckten Position kann die Bilderfassungseinheit mit einer lösbaren kraftschlüssigen oder formschlüssigen Verbindung relativ zu der Recheneinheit gehalten werden. Die Schnittstellen zwischen Bilderfassungseinheit und Recheneinheit können so angeordnet sein, dass in der aufgesteckten Position eine elektrische Verbindung zwischen Bilderfassungseinheit und Recheneinheit automatisch hergestellt oder aufgebaut wird. Alternativ können Recheneinheit und Bilderfassungseinheit strukturell voneinander getrennt sein, wobei eine Datenverbindung wie oben beschrieben zwischen den beiden aufgebaut ist. Die Bilderfassungseinheit kann beispielsweise einen Mikroskop-Aufsatz für Smartphones, beispielsweise das Scrona µPeek, umfassen.
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Die Recheneinheit kann eine Anwendung (oder ein Programm) ausführen, welche Daten von der Bilderfassungseinheit erhält oder abfragt. Die erhaltenen oder abgefragten Daten werden in der Anwendung verwertet, um einen oder mehrere Ausgabewerte zu ermitteln, d.h. Bilddaten eines Haarensembles anzuzeigen und/oder ein zugehöriges Histogramm zu ermitteln und anzuzeigen. Die Daten werden von der Anwendung gemäß der hierin beschriebenen Ansätze verarbeitet und/oder ausgewertet.
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Um die Anwendung auszuführen, können Prozessoren (und einer oder mehrere Speicherbausteine) der Recheneinheit verwendet werden. Die Recheneinheit kann aber auch ausgeführt sein, Rechenschritte für das Ausführen der Anwendung auszulagern. So kann die Anwendung beispielsweise die von der Bilderfassungseinheit erhaltenen oder abgefragten Daten an eine externe Recheneinheit übertragen. Bevor die Daten an die externe Recheneinheit übertragen werden, können sie einer Vorverarbeitung zugeführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin eine Bezugsfläche auf, wobei die Bezugsfläche über ein Halteelement mit der Bilderfassungseinheit gekoppelt ist und wobei die Bezugsfläche zum Ablegen eines Haarensembles ausgeführt ist.
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Bevorzugt ist die Bezugsfläche relativ zu der Bilderfassungseinheit beweglich, um einen Abstand zwischen Bezugsfläche und Bilderfassungseinheit einstellen zu können. Hierzu kann das Halteelement ein Gelenk oder ein sonstiges Einstellelement aufweisen.
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Die Bezugsfläche stellt die oben bereits beschriebene Referenzfläche dar. Auf der Bezugsfläche kann ein Referenzelement abgebildet sein, um einen Maßstab in dem erfassten Bild zu ermitteln.
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Es ist denkbar, dass auf der Bezugsfläche ein vertikaler Balken und/oder ein horizontaler Balken mit vorgegebener Breite und/oder Länge abgebildet ist. Wird eine Bildaufnahme von einem Haarensemble angefertigt, kann es hilfreich sein, wenn die Referenzelemente nicht von Haaren bedeckt sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Verwendung einer hierin beschriebenen Vorrichtung zum Ermitteln einer Dicke von Haar angegeben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Ermitteln einer Dicke von Haar mit einer Recheneinheit angegeben. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Auslesen einer Bildaufnahme eines Haarensembles; Zuführen der Bildaufnahme an die Recheneinheit; Umwandeln der Bildaufnahme in ein Binärbild; Ermitteln von Werten der Haardicke in dem Binärbild; Erstellen eines Histogramms über die Werte der Haardicke; Ausgeben des Histogramms an eine Benutzeroberfläche.
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Das Verfahren entspricht im Wesentlichen den Funktionen der hierin beschriebenen Vorrichtung. Daher gelten die oben und im Folgenden dargelegten Erläuterungen mit Bezug zu der Vorrichtung in gleicher Weise für das Verfahren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Übertragen der Bildaufnahme an eine externe Recheneinheit, wobei die Schritte des Umwandelns der Bildaufnahme in ein Binärbild und des Ermittelns von Werten der Haardicke in dem Binärbild zumindest teilweise von der externen Recheneinheit ausgeführt werden und die Ergebnisse dieser Schritte zurück an die Recheneinheit übertragen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Ermitteln eines Behandlungsmittels und/oder von Anwendungshinweisen von Behandlungsmitteln basierend auf dem Histogramm über die Werte der Haardicke, und Ausgeben des Behandlungsmittels und/oder der Anwendungshinweise.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Werte der Haardicke in dem Binärbild in Bildpunkten und/oder in einer vorgebbaren Längeneinheit ermittelt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt angegeben, welches ausgeführt ist, einen Prozessor einer Recheneinheit anzuweisen, die Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Prozessor ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke von Haar gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 ein Graustufenbild eines Haarensembles;
- 3 ein Binärbild des Graustufenbildes aus 2;
- 4 ein Beispiel für ein Histogramm der Dicke von Haar;
- 5 eine schematische Darstellung eines Computerprogrammprodukts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 7 eine beispielhafte Bildaufnahme eines Haares in einem Bildpunktefeld einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der vorliegenden Anmeldung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder funktionale oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche sowie Äquivalente hiervon definiert.
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1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Bestimmen der Haardicke. Die Vorrichtung 10 weist eine Recheneinheit 101 Benutzeroberfläche 110 auf. Die Recheneinheit 100 und die Benutzeroberfläche 110 können in einem gemeinsamen Gehäuse 90 angeordnet sein. Die Vorrichtung 10 kann optional eine Bilderfassungseinheit 120 sowie eine Bezugsfläche 125, welche mittels eines Halteelementes 123 mit der Bilderfassungseinheit 120 gekoppelt ist.
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Die Recheneinheit 100 ist ausgeführt, aus Bilddaten eines Haarensembles die Haardicke der abgebildeten Haare zu ermitteln. Die Bilddaten werden von der Bilderfassungseinheit 120 bereitgestellt. Alternativ können die Bilddaten auch aus einem Bilddatenspeicher ausgelesen werden.
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Das Halteelement 123 kann ausgeführt sein, einen Abstand zwischen der Bilderfassungseinheit 120 und der Bezugsfläche 125 anzupassen, so dass ein an der Bezugsfläche 125 anliegendes Haarensemble optisch erfasst werden kann.
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Die Recheneinheit 100 weist auf: einen Prozessor 102, einen lokalen Speicher 104, eine Bilddateneingangsschnittstelle 106, eine Benutzerschnittstelle 107 und eine Datenübertragungsschnittstelle 108. Die Bilddateneingangsschnittstelle 106 wird genutzt, um eine Verbindung zwischen der Recheneinheit 100 und der Bilderfassungseinheit 120 herzustellen, so dass Bilddaten von der Bilderfassungseinheit 120 an die Recheneinheit 100 übertragen werden können. Insbesondere werden die Bilddaten an den Prozessor 102 übertragen und der Prozessor 102 ist ausgeführt, bildanalytische Verfahren auszuführen, um den Bilddaten die geforderten Informationen zu entnehmen.
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Der Prozessor 102 kann auf den lokalen Speicher 104 zugreifen, um die Ergebnisse der bildanalytischen Verfahren abzulegen und/oder Informationen aus dem lokalen Speicher auszulesen.
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Der Prozessor 102 kann die Bilddaten über die Benutzerschnittstelle 107 an die Benutzeroberfläche 110 ausgeben und einem menschlichen Bediener der Vorrichtung 10 visuell präsentieren. Die Benutzeroberfläche 110 weist Ausgabeeinheiten und Eingabeeinheiten auf, um die Interaktion mit dem Bediener zu ermöglichen. Der Bediener kann in präsentierten Bilddaten eine Auswahl vornehmen oder andere Eingaben tätigen, um die von dem Prozessor 102 ausgeführten bildanalytischen Verfahren zu steuern oder zu beeinflussen.
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Der Prozessor 102 kann über die Datenübertragungsschnittstelle 108 und eine entsprechende Übertragungsstrecke 135 mit einer externen Recheneinheit 130 verbunden sein. Die externe Recheneinheit 130 kann Teil eines Netzwerkes 140 sein oder über das Netzwerk 140 erreichbar sein. Bei dem Netzwerk 140 kann es sich um ein privates oder öffentliches Weitverkehrs-Datennetz handeln. Die Übertragungsstrecke 135 kann dazu dienen, Daten zwischen der Recheneinheit 100 und der externen Recheneinheit 130 auszutauschen. Beispielsweise ist es möglich, die angesprochenen bildanalytischen Verfahren zumindest teilweise von der externen Recheneinheit 130 ausführen zu lassen und die Ergebnisse an die Recheneinheit 100 zu übertragen.
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Die von der Recheneinheit 100 ausgehenden Datenverbindungen 109, 119, 135 zu der Benutzeroberfläche 110, der Bilderfassungseinheit 120 und der externen Recheneinheit 130 können drahtlos oder drahtgebunden oder als Kombination von drahtlosen oder drahtgebundenen Abschnitten ausgestaltet sein.
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Die Datenverbindungen 109, 119, 135 können eine unidirektionale oder bidirektionale Datenübertragung zwischen den verbundenen Einheiten ermöglichen. So liefert die Bilderfassungseinheit 120 Bilddaten betreffend das erfasste Haarensemble an die Recheneinheit 100, wohingegen die Recheneinheit 100 Steuerbefehle an die Bilderfassungseinheit 120 liefern kann, wobei die Steuerbefehle vorgeben, wie die Bilderfassungseinheit 120 arbeitet. Im Falle einer unidirektionalen Datenverbindungen 119, welche lediglich eine Datenübertragung von der Bilderfassungseinheit 120 an die Recheneinheit 100 ermöglicht, können Steuerparameter über Eingabeelemente (Knöpfe, Schalter, Drehregler, etc., nicht gezeigt) an der Bilderfassungseinheit 120 vorgegeben werden. Die Bilderfassungseinheit 120 weist gegebenenfalls Anzeigeelemente (nicht gezeigt) auf, welche einen Status der Bilderfassungseinheit oder die eingestellten Steuerparameter anzeigen. Alternativ kann die Bilderfassungseinheit 120 die eingestellten Steuerparameter auch an die Recheneinheit 100 übertragen, wo diese wahlweise angezeigt werden können.
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Die Recheneinheit 100 weist einen Prozessor 102 und einen lokalen Speicher 104 auf. Die Recheneinheit 100 empfängt Signale betreffend Merkmale des untersuchten Haarensembles und ermittelt basierend auf diesen Merkmalen eine Empfehlung betreffend eine nicht-therapeutische Behandlung des Haarensembles. Die nicht-therapeutische Behandlung kann Empfehlungen zu Behandlungsmitteln und/oder Behandlungshinweisen oder Anwendungshinweisen für den jeweils untersuchten Oberflächenbereich enthalten. Behandlungshinweise und Anwendungshinweise werden im Kontext dieser Beschreibung als Synonyme verwendet und beziehen sich auf Hinweise für die nicht-therapeutische Behandlung des in den Bilddaten angezeigten Haarensembles unter Verwendung von ausgewählten Behandlungsmitteln oder auch ohne eine Verwendung von Behandlungsmitteln. Behandlungshinweise können insbesondere die Anwendung eines Behandlungsmittels enthalten, oder auch von dem Nutzer vorzunehmende oder zu unterlassende Maßnahmen. So können die Behandlungshinweise beispielsweise einen Hinweis auf erwünschtes oder unerwünschtes Verhalten nach der Anwendung eines Behandlungsmittels enthalten. Zum Ermitteln einer zu empfehlenden nicht-therapeutischen Behandlung können die erfassten Merkmale des untersuchten Haarensembles mit Anwendungsgebieten, Wirkungen und Anwendungshinweisen von Behandlungsmitteln und/oder Behandlungshinweisen abgeglichen werden. Informationen über die Behandlungsmittel und/oder Behandlungshinweise können in dem lokalen Speicher 104 hinterlegt sein.
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Der lokale Speicher 104 kann außerhalb und räumlich getrennt von der Recheneinheit 100 existieren. Die Recheneinheit 100 kann über eine Datenverbindung auf den lokalen Speicher 104 zugreifen und Informationen über die dort hinterlegten Behandlungsmittel und/oder Behandlungshinweise abrufen. Diese abgerufenen Informationen werden durch die Recheneinheit 100 mit den erfassten Merkmalen des untersuchten Haarensembles abgeglichen, um zutreffende Empfehlungen für die nicht-therapeutische Behandlung des untersuchten Haarensembles zu ermitteln. In anderen Worten bedeutet das, dass der lokale Speicher 104 unter Verwendung der ermittelten Merkmale des Haarensembles abgefragt wird. Aus dem lokalen Speicher kann zunächst eine Vielzahl von hinterlegten Informationen abgerufen werden, um diese dann unter Verwendung der ermittelten Merkmale des Haarensembles und ggf. von Behandlungszielen danach zu filtern, welche der Behandlungsmittel und/oder Behandlungshinweise einschlägig sind. Hierzu können die Daten aus dem lokalen Speicher in einen flüchtigen Arbeitsspeicher der Recheneinheit 100 geladen werden. Alternativ können aber bereits beim Abrufen der Informationen aus dem lokalen Speicher die ermittelten Merkmale des Haarensembles herangezogen werden, um nur die einschlägigen Informationen aus dem lokalen Speicher abzurufen. Für die Zwecke dieser Beschreibung können diese beiden Varianten als in ihrer Wirkung gleichwertig verstanden werden. Unter dem Begriff der Merkmale des Haarensembles ist insbesondere das Histogramm über die Werte der Dicke der Haare zu verstehen.
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Die Benutzeroberfläche 110 kann eine Eingabeeinheit und eine Ausgabeeinheit (nicht gezeigt) aufweisen. Die Eingabeeinheit ermöglicht es einem Nutzer, Parameter für die Arbeitsweise und Konfiguration der Recheneinheit 100, der Bilderfassungseinheit 120 und/oder der Benutzeroberfläche 110 vorzugeben. Die Eingabeeinheit kann Informationen über verschiedene Schnittstellen aufnehmen: eine Tastatur, eine Maus, ein berührungsempfindliches Display oder über ein Mikrofon (sog. Sprachsteuerung). Es ist denkbar, dass jegliche Schnittstelle genutzt wird, über welche ein menschlicher Nutzer mit einer Recheneinheit kommunizieren und Daten eingeben oder übergeben kann. Die Ausgabeeinheit kann ein Display oder eine sonstige Anzeigeeinheit sein, welche einem Nutzer visuelle Informationen ausgibt. Auch kann die Ausgabeeinheit über einen Lautsprecher verfügen, über welchen akustische Informationen ausgegeben werden können. Visuelle Informationen können auf einer berührungsempfindlichen Ausgabeeinheit ausgegeben werden, so dass die Ausgabeeinheit es auch ermöglicht, dass ein Nutzer hierüber Eingaben vornehmen kann.
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In einem Beispiel ist die Recheneinheit 100 ausgeführt, Informationen von einem Nutzer abzufragen und diese Informationen beim Abfragen des lokalen Speichers 104 zusätzlich zu berücksichtigen, um von dem lokalen Speicher 104 Merkmale von Behandlungsmitteln zur nicht-therapeutischen Behandlung des Haarensembles gemäß den abgefragten Informationen zu erhalten.
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Die abgefragten Informationen können mittels eines vorgegebenen Fragenkatalogs erfasst werden, bei welchem einer Aussage durch den Nutzer mehr oder weniger Gewicht beigemessen wird oder auch aus einer von mehreren möglichen Antworten ausgewählt wird. Der vorgegebene Fragenkatalog kann sich insbesondere mit Alter, Geschlecht, Ethnizität sowie den Lebensgewohnheiten und außergewöhnlichen Belastungen des Nutzers befassen, zum Beispiel Ernährungsgewohnheiten, Dauer und Qualität des Schlafs, Trinkmenge, Art der Getränke, Verwendung von Genussmitteln (beispielsweise Nikotin, Alkohol), beruflichen Aktivitäten und Freizeitaktivitäten (viel Zeit außerhalb von Gebäuden bei jeglicher Witterung, Aufenthalt in den Bergen, Besuch eines Solariums). Auch können die abgefragten Informationen sich auf eine gewünschte oder zu erreichende Eigenschaft des Haarensembles oder des Haares des Nutzers beziehen.
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2 zeigt ein stark vergrößertes Graustufenbild 200 eines Haarensembles des Haupthaares eines Menschen. Eine Vielzahl von einzelnen Haaren 205 ist hierin abgebildet. Der Maßstab 210 dieser Bildaufnahme ist ebenfalls angegeben. Aus dieser Bildaufnahme kann die Dicke der einzelnen Haare ermittelt werden. Es ist denkbar, dass für ein einzelnes Haar mehrere Werte für die Dicke ermittelt werden, wobei diese Werte sich auf unterschiedliche Längsabschnitte des einzelnen Haares beziehen.
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Neben den einzelnen Haaren 205 ist ein Referenzelement 215 gezeigt. Das Referenzelement 215 hat bekannte Ausmaße, so dass der Maßstab des Bildes hierüber ermittelt werden kann. Die Verwendung des Referenzelements 215 ist optional. Der Maßstab kann auch anders ermittelt werden.
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Aus dem Graustufenbild der 2 wird ein Binärbild erzeugt, in welchem jedem einzelnen Bild. Einer von insgesamt zwei möglichen Zuständen zugewiesen ist. Ein solches Binärbild ist in 3 gezeigt.
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Das Binärbild besteht aus einer Vielzahl von Bildpunkten (wird im Detail mit Bezug zu 7 gezeigt und erläutert). Aus dem Wert der einzelnen Bildpunkte und der Anzahl von nebeneinanderliegenden Bildpunkten des gleichen Wertes kann die Dicke eines Haares an einer bestimmten Stelle ermittelt werden. Hierzu kann es notwendig sein, weitergehende bildanalytische Ansätze anzuwenden, um eine Längsrichtung eines Haares zu ermitteln und die Dicke quer oder senkrecht zu der Längsrichtung des Haares zu bestimmen.
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4 zeigt ein Histogramm 400. In diesem Histogramm wird die Häufigkeit oder das Vorkommen eines bestimmten Wertes für die Dicke der Haare angezeigt. In dem Beispiel der 4 wird als Wert für die Haardicke die Anzahl der Bildpunkte genutzt. Ist die Auflösung der Bildaufnahme (Bildpunkt/Längeneinheit) bekannt, kann aus der Anzahl der Bildpunkte auf die Dicke geschlossen werden.
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Beispielsweise kann die Auflösung einer solchen Bildaufnahme 5 µm pro Bildpunkt betragen. Aus dem Histogramm der 4 ergibt sich eine starke Häufung der Werte für die Haardicke im unteren Fünftel der Werteskala zwischen 0 und 255 Bildpunkten und eine starke Abnahme des Vorkommens der Werte bis geringfügig über die Hälfte der Werteskala.
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5 zeigt ein Computerprogrammprodukt 500. Das Computerprogrammprodukt 500 ist ausgeführt, den Prozessor 102 der Recheneinheit 100 anzuweisen, die hierin beschriebenen Funktionen oder Verfahrensschritte auszuführen.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 600 zum Ermitteln einer Dicke von Haar mit einer Recheneinheit. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Auslesen (610) einer Bildaufnahme eines Haarensembles; Zuführen (620) der Bildaufnahme an die Recheneinheit; Umwandeln (630) der Bildaufnahme in ein Binärbild; Ermitteln (640) von Werten der Haardicke in dem Binärbild; Erstellen (650) eines Histogramms über die Werte der Haardicke; und Ausgeben (660) des Histogramms an eine Benutzeroberfläche.
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Im Wesentlichen entspricht das Verfahren 600 sowie seine Schritte den mit Bezug zu der Vorrichtung 10 beschriebenen Funktionen. An dieser Stelle wird auf die Beschreibung der Vorrichtung verwiesen.
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Das Verfahren kann auch weitere Schritte aufweisen, welche analog zu den Funktionen der Vorrichtung 10 ausgestaltet sind.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Bildes 700 mit einem stark vergrößert dargestellten Haar 710. Das Bild 700 besteht aus einem Bildpunktefeld 720 mit einzelnen Bildpunkten 725. Die Bildpunkte 725 sind gleich groß und in Zeilen und Spalten angeordnet.
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Das Haar 710 verläuft zunächst von links oben nach rechts unten, knickt dann so ab, dass es etwa ab halber Höhe des Bildpunktefeldes 720 nahezu senkrecht nach unten verläuft. Eine Mittelachse 712 des Haares 710 ist gestrichelt eingezeichnet.
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Um die Dicke des Haares 710 zu ermitteln, kann die Anzahl der Bildpunkte ermittelt werden, welche zwischen dem linken Rand und dem rechten Rand des Haares 710 liegen. Beispielsweise kann hierzu an verschiedenen Positionen eine Linie in das Bild gelegt werden, wobei diese Linie die Mittelachse 712 senkrecht schneidet. Nun kann die Anzahl der Bildpunkte ermittelt werden, durch welche die Linie von dem linken Rand bis zu dem rechten Rand verläuft. In 7 ist dies beispielhaft an zwei Positionen gemacht, und es sind die Linien 714 und 716 eingezeichnet sowie die von diesen Linien durchlaufenen Bildpunkte durch eine Schraffur markiert.
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Die Linie 714 schneidet sechs Bildpunkte und verläuft schräg zu den Zeilen des Bildpunktefeldes 720. Die Linie 716 hingegen schneidet fünf Bildpunkte und verläuft in etwa waagerecht, d.h. parallel zu den Zeilen des Bildpunktefeldes 720. Es ist aus dieser Darstellung ersichtlich, dass der Verlauf eines einzelnen Haares 710 durch das Bildpunktefeld einen Einfluss auf die Messgenauigkeit haben kann. Dies kann auch als Quantisierungsungenauigkeit bezeichnet werden und liegt daran, dass in einem Binärbild ein Bildpunkt nur genau einen Zustand einnehmen kann. Auf Grund dieser Effekte kann es ratsam sein, für das Bestimmen der Haardicke solche Längsabschnitte eines einzelnen Haares heranzuziehen, welche im Wesentlichen senkrecht oder waagerecht in dem Bildpunktefeld 720 verlaufen oder einen vorgebbaren Betrag eines Winkels zwischen der Mittelachse 712 und einer Zeile oder einer Spalte des Bildpunktefeldes 720 nicht überschreiten, beispielsweise 10° bis 15°. Als Dicke eines Haares ist dabei die Ausdehnung quer zu der Mittelachse 712 oder Längsrichtung eines Haares zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung zum Bestimmen der Haardicke
- 90
- Gehäuse
- 100
- Recheneinheit
- 102
- Prozessor
- 104
- lokaler Speicher
- 106
- Bilddateneingangsschnittstelle
- 107
- Benutzerschnittstelle
- 108
- Datenübertragungsschnittstelle
- 109
- Datenverbindung
- 110
- Benutzeroberfläche, Eingabe- und Ausgabeeinheit
- 119
- Datenverbindung
- 120
- Bilderfassungseinheit
- 123
- Halteelement
- 125
- Bezugsfläche
- 130
- externe Recheneinheit
- 135
- Übertragungsstrecke
- 140
- Netzwerk
- 200
- Graustufenbild
- 205
- einzelnes Haar
- 210
- Maßstab
- 215
- Referenzelement
- 220
- Binärbild
- 400
- Histogramm
- 500
- Computerprogrammprodukt
- 600
- Verfahren
- 610-650
- Verfahrensschritte
- 700
- Bild
- 710
- Haar
- 712
- Mittelachse
- 714,716
- Durchmesser
- 720
- Bildpunktefeld
- 725
- Bildpunkt
