JP2017213113A

JP2017213113A - 肌の透明感の評価方法

Info

Publication number: JP2017213113A
Application number: JP2016108069A
Authority: JP
Inventors: 敬二郎渡部; Keijiro Watabe; 桜井　哲人; Tetsuto Sakurai; 桜井　　哲人
Original assignee: Fancl Corp
Current assignee: Fancl Corp
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-12-07
Anticipated expiration: 2036-05-31
Also published as: JP6691824B2

Abstract

【課題】肌の透明感を客観的に評価する方法を提案する。【解決手段】肌表面からの波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の光の反射強度を測定し、観測領域における前記反射強度の平均値（Ｒａｖ）に基づいて、肌の透明感を評価する透明感評価方法。【選択図】図３

Description

本発明は、肌の透明感の評価方法に関する。

ヒトは肌を見た際、肌からの反射光の色度、明度、輝度、彩度などの情報を複合的に認識することで、透明感を感じている。透明感は、個人の主観や経験に左右される感覚であり、透明感を定量的に評価することは難しい。

被験者の肌を撮影した撮影画像を解析し、明るさ成分の代表値、色成分の代表値、明るさ成分の値が局所的に変化するマイナス因子の発生量、色成分の値が局所的に変化するマイナス因子の発生量のうち、少なくとも１つを第１の肌評価指標とし、明るさ成分の強度分布に基づく明るさ成分の変化の滑らかさ、色成分の強度分布に基づく色成分の変化の滑らかさのうち少なくとも１つを第２の肌評価指標とし、第１の肌評価指標と第２の肌評価指標を含む複数の評価指標を互いに組み合わせて肌の透明感に対する総合指標を算出することが提案されている（特許文献１：国際公開第２０１４／１９６５３２号）。
光コヒーレンストモグラフィにより、肌に照射されて肌内部から順次反射される測定光に対し、測定光が反射された肌の深さ位置に応じた光路長を移動する参照光を合波して干渉光を検出し、干渉光を検出して得られた干渉信号に基づいて、表皮から真皮の上層までの深さ範囲における深さに対する光の反射率のプロファイルを作成し、そのプロファイルに基づいて肌の透明感を評価することが提案されている（特許文献２：特開２０１４−０２３９１６号公報）。
被験者の肌に投射された線状又は点状の光が肌の表面及び内部で反射された反射光を肌上の照射位置から所定距離離れた肌領域から受光し、各所定距離に関して算出される反射光強度の分布値に基づいて肌の透明感を評価することが提案されている（特許文献３：特開２０１４−０３３９４４号公報）。

肌表面の撮影画像から各画素の色要素の強さのヒストグラムを得、（１）ヒストグラムの頻度の最大値（ａ）を、色要素の強さの最大値と最小値との差（ｂ）で除した値（ａ）／（ｂ）、又は（２）ヒストグラムの頻度（ｆ（ｘ））と色要素の強さ（ｘ）との積の和Σ（ｆ（ｘ）＊ｘ））を肌の透明感の指標とすることが提案されている（特許文献４：特開２０１４−０８７６４１号公報）。
肌を撮像し、各画素の輝度の特定の空間周波数帯域の変化量を用いて肌の透け感を評価することが提案されている（特許文献５：特開２０１４−２１７４５６号公報）。
「しっとり感」、「キメ感」、「ハリ感」、「つや感」、「白さ」、「肌色」、又は「色ムラ」から選択される２種以上の官能評価プロファイルを用いて皮膚透明感を鑑別することが提案されている（特許文献６：特開２０１０−０２２５４７号公報）。
皮膚表面にＰ偏光を入射させてＳ偏光成分の反射光を受光するとともに、皮膚表面にＳ反射光を入射させてＰ偏光成分の反射光を受光し、２つの反射光の反射率の合計に基づいて皮膚の透明感を評価することが提案されている（特許文献７：特開２００４−２１５９９１号公報）。
肌の凹凸を指標とし、肌の透明感を測定することが提案されている（特許文献８：特開２０００−１０２５２２号公報）。

国際公開第２０１４／１９６５３２号特開２０１４−０２３９１６号公報特開２０１４−０３３９４４号公報特開２０１４−０８７６４１号公報特開２０１４−２１７４５６号公報特開２０１０−０２２５４７号公報特開２００４−２１５９９１号公報特開２０００−１０２５２２号公報

肌の透明感を客観的に評価する方法を提案することを課題とする。

１．肌表面からの波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の光の反射強度を測定し、観測領域における前記反射強度の平均値（Ｒａｖ）に基づいて、肌の透明感を評価する透明感評価方法。
２．肌表面からの波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の光の反射強度を測定し、観測領域における前記反射強度の平均値（Ｒａｖ）と、観測領域における波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下のいずれかの波長を有する反射光の反射強度に基づいて下記式１で算出される高反射面積率（Ｓ）と下記式２で算出される円形度（Ｃ）のいずれか、または両方を説明変数として、
肌表面の目視スコア実測値を説明変数とする重回帰直線を求め、この重回帰直線に基づいて、肌の透明感を評価する透明感評価方法。
式１：高反射面積率＝（高強度面積／中強度面積）×１００
高強度面積：観測領域の反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からＡ％低い値（Ｒ_Ｍ
_ａｘ−Ａ％。Ａは１以上３以下の定数である。）の範囲内の反射強
度を有する領域の面積。
中強度面積：観測領域の反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からｎＡ％低い値（Ｒ
_Ｍａｘ−ｎＡ％。ｎは、１．３以上２．５以下の定数である。）の
範囲内の反射強度を有する領域の面積。
式２：円形度＝４π×（面積）／（外周長）^２
外周長：観測領域の反射強度からの最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からＢ％低い値（Ｒ_Ｍ
_ａｘ−Ｂ％。Ｂは、１以上７．５以下の定数である。）を有する点を結
んだ閉曲線の長さ。
面積：前記外周長に囲まれる領域の面積。

本発明者らは、透明感を定量的に評価するために、肌からの反射光をハイパースペクトルカメラにより各波長に分解し、ヒトが肌を見た際に感じる透明感と最も相関の高い波長を見出した。全波長の中で、藍色、及び青色の反射光の平均反射強度が、透明感の目視評価と最も高い相関があることがわかった。さらに、この反射光の反射強度を、画像処理により同一の強度を有する点を結んで等高線化して抽出した高反射面積率と円形度が、透明感の目視評価と相関があることを確認した。平均反射強度（Ｒａｖ）、高反射面積率（Ｓ）、円形度（Ｃ）を用いることにより、素肌の透明感を高い精度で評価できる。

顔全体の目視スコア実測値と、頬拡大部位の目視スコア実測値の相関グラフ。透明感パラメータを作成する画像の撮影に用いた装置。頬部位の画像の反射強度を等高線化した画像例。目視スコア実測値と重回帰式５より得られた理論値との相関グラフ。目視スコア実測値と重回帰式６より得られた理論値との相関グラフ。目視スコア実測値と重回帰式７より得られた理論値との相関グラフ。

本発明者らは、肌からの反射光のうち、４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長を有する藍色光、青色光が、肌の透明感と高い相関を有することを見出し、本発明を考案した。

以下、本発明の透明感評価方法を工程に沿って説明する。
（１）目視スコア実測値作成
まず、複数者の肌の画像を撮像装置で撮像し、この画像から、肌の透明感を専門判定者が総合的に数値化して目視スコア実測値を作成する。
撮像装置は、レンズ部と照光部とを備える。撮像した画像に影が生じると、反射光から算出する透明感パラメータに狂いが生じるため、レンズ部を取り囲むように面光源からなる照光部、または、複数の点光源からなる照光部を配置することが好ましい。
撮像箇所は、小じわ、しわ等が存在しない滑らかな部分が好ましく、例えば、頬、額等が挙げられる。また、反射光が強くなるテカリ（油脂）を拭き取り、女性の場合はメイク等を落としてから撮像する。

（２）透明感パラメータ算出
上記（１）と同一の複数者について、肌表面からの４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長を有する反射光の反射強度を測定し、観測領域における反射強度の平均値（以下、平均反射強度という。Ｒａｖ）を求める。なお、反射強度は、白色板の反射光を測定し、この白色板の反射強度を１００％とする。観測領域としては、上記（１）の撮像箇所を含む部分を観測する。また、上記（１）で撮像した画像データから、波長ごとの反射強度が求められる場合は、上記（１）で撮像した画像データを用いることができる。

反射強度を測定する反射光は、単一波長の光、または、複数波長の光であってもよい。複数波長の光を用いる場合は、観測領域における各波長の平均反射強度を用いる。

本発明は、この平均反射強度（Ｒａｖ）を、透明感パラメータとして用いることを特徴とする。透明感パラメータとしては、平均反射強度（Ｒａｖ）だけでもよいが、下記で詳述する高反射面積率（Ｓ）と円形度（Ｃ）のいずれか、または両方を用いることもできる。高反射面積率（Ｓ）と円形度（Ｃ）のいずれか、または両方を算出する際は、観測領域における反射光の反射強度をスムージング処理してから行うことが好ましい。

高反射面積率（Ｓ）は、観測領域における波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下のいずれかの波長を有する光の反射強度に基づいて下記式１で算出される値である。
式１：高反射面積率＝（高強度面積／中強度面積）×１００
高強度面積：観測領域の反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からＡ％低い値（Ｒ_Ｍ
_ａｘ−Ａ％。Ａは１以上３以下の定数である。）の範囲内の反射強
度を有する領域の面積。
中強度面積：観測領域の反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からｎＡ％低い値（Ｒ
_Ｍａｘ−ｎＡ％。ｎは、１．３以上２．５以下の定数である。）の
範囲内の反射強度を有する領域の面積。

すなわち、高反射面積率（Ｓ）とは、高い反射強度（Ｒ_Ｍａｘ−Ａ％。Ａは１以上３以下の定数である。）を有する領域の面積（高強度面積）が、より低い一定以上の反射強度（Ｒ_Ｍａｘ−ｎＡ％。ｎは、１．３以上２．５以下の定数である。）を有する領域の面積（中強度面積）に対する割合である。高反射面積率（Ｓ）が高いほど、観測領域において均一、かつ、強く反射する面積が広いことを意味する。

円形度（Ｃ）は、観測領域における波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下のいずれかの波長を有する光の反射強度に基づいて下記式２で算出される値である。
式２：円形度＝４π×（面積）／（外周長）^２
外周長：観測領域の反射強度からの最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からＢ％低い値（Ｒ_Ｍ
_ａｘ−Ｂ％。Ｂは、１以上７．５以下の定数である。）を有する点を結
んだ閉曲線の長さ。
面積：前記外周長に囲まれる領域の面積。

すなわち、円形度（Ｃ）とは、一定以上の反射強度（Ｒ_Ｍａｘ−Ｂ％。Ｂは、１以上７．５以下の定数である。）を有する領域が、どれだけ円形に近いかを表す。円形度が高いほど、反射光が滑らかに反射していることを意味する。定数Ｂの値は、２以上６以下であることがより好ましい。ここで、一定以上の反射強度を有する領域内に、低い反射強度を有する領域が存在する場合があるが、この反射強度が低い領域は、その存在を無視して円形度を算出する。

（３）回帰分析
（１）で求めた目視スコア実測値を目的変数、（２）で求めた透明感パラメータを説明変数とする回帰式を求める。
透明感パラメータとしては、少なくとも平均反射強度（Ｒａｖ）を用いる。透明感パラメータは、平均反射強度（Ｒａｖ）のみでもよいが、平均反射強度（Ｒａｖ）と高反射面積率（Ｓ）、または平均反射強度（Ｒａｖ）と円形度（Ｃ）を用いることが好ましく、平均反射強度（Ｒａｖ）と高反射面積率（Ｓ）と円形度（Ｃ）を用いることがより好ましい。透明感パラメータの数が増えるほど、肌の透明感とより高い相関関係を有する回帰式を作成することができる。

回帰式としては、例えば、平均反射強度（Ｒａｖ）のみを透明感パラメータとする場合は、下記式３、平均反射強度（Ｒａｖ）と高反射面積率（Ｓ）と円形度（Ｃ）を透明感パラメータとする場合は、下記式４で表される。
式３：目視スコア理論値＝α１×Ｒａｖ＋δ１
（但し、α１は係数、δ１は定数である。）
式４：目視スコア理論値＝α２×Ｒａｖ＋β２×Ｓ＋γ２×Ｃ＋δ２
（但し、α２、β２、γ２は係数、δ２は定数である。）

（４）被験者の透明感スコア理論値算出
撮像装置を用いて、被験者の肌画像を撮像する。この際、上記（２）透明感パラメータ算出と同一条件で撮像することが好ましい。
画像解析装置を用いて、上記（２）と同様にして、透明感パラメータ演算値を算出する。算出する透明感パラメータとしては、Ｒａｖに相当するＲａｖ１が含まれていればよく、必要に応じて、それぞれＳ、Ｃに相当するＳ１、Ｃ１を算出する。この画像解析装置は、予め、上記（３）回帰分析で算出した回帰式を記憶しており、この回帰式と、被験者の画像から求めた透明感パラメータ演算値とから、被験者の透明感を評価する透明感スコア理論値を算出することができる。

「実験１」目視スコア実測値作成
２０代から５０代の女性２７名（平均年齢３７．９才）について、メイクを落とした状態で、全顔を前面から皮膚画像装置（ＣａｎｆｉｅｌｄＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製装置名：ＶＩＳＩＡ−ＣＲ）を用いて撮影した。
撮影した画像を、上端は下まぶたの下、顔面中央側は鼻の際、下端は唇の上、顔面外側は顔の輪郭としてトリミングし、頬部位画像を作成した。顔全体写真と頬部位画像について、専門家７名による官能評価にて下記基準で１〜５点で採点し、その平均値を算出した。
５点：透明感がある
４点：透明感がややある
３点：ふつう
２点：透明感がやや無い
１点：透明感が無い

顔全体の目視スコア実測値と、頬拡大部位の目視スコア実測値の相関グラフを図１に示す。
相関係数は、０．８６８と大きく、顔全体の目視スコア実測値と、頬拡大部位の目視スコア実測値には相関があり、頬の透明感により、顔全体の透明感を評価できることが確かめられた。

「実験２」透明感パラメータ作成１
２−１．平均反射強度（Ｒａｖ）
実験１と同一の女性２７名について、全顔をハイパースペクトルカメラ（エバ・ジャパン株式会社製装置名：ＮＨ−３）を用いて正面から撮影し、４００ｎｍから７００ｎｍまで、５ｎｍ間隔で各波長における反射強度を有するハイパースペクトルデータを得た。撮影には、図２に示す装置を用い、光源には３波長型昼白色蛍光灯（東芝ライテック株式会社製商品名：ネオスリムＺＰＲＩＤＥ２０型２８ワット昼光色）を使用した。撮影は、顔面を指定の洗浄剤で洗浄し、水分を拭き取り、恒温恒湿室にて１５分間安静にした後に行った。また、同一装置を用いて、白色板（ＭＩＮＯＬＴＡＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮＰＬＡＴＥ）を撮影し、この白色板からの反射光の反射強度を１００％とした。

測定したハイパースペクトルデータから、実験１と同一の頬部位について、紫（４００〜４３０ｎｍ）、藍（４３５〜４５０ｎｍ）、青（４５５〜５００ｎｍ）、黄緑（５０５〜５１５ｎｍ）、緑（５２０〜５６５ｎｍ）、黄（５７０〜５９０ｎｍ）、橙（５９５〜６２０ｎｍ）、赤（６２５〜７００ｎｍ）、全波長（４００〜７００ｎｍ）の各波長帯における平均反射強度を求めた。反射強度は５ｎｍ間隔で測定し、各波長帯の各波長の平均反射強度を平均して、各波長帯の平均反射強度とした。頬部位の画像サイズは、トリミング領域の大きさにより差が有るが、およそ、横１５０画素×縦１８０画素である。

２−２．回帰分析
各波長帯ごとの反射強度と、実験１で求めた頬部分の目視スコア実測値との相関関係を求めた。結果を表１に示す。

藍色（４３５〜４５０ｎｍ）、および青色（４５５〜５００ｎｍ）の反射光が、目視スコア実測値と高い相関関係を有し、この範囲に含まれる波長を有する光の反射強度により、透明感を精度よく評価できることが示唆された。また、この二つの領域は、測定した全波長領域である可視光域（４００〜７００ｎｍ）よりも目視スコア実測値と相関が高く、目視で評価するよりも透明感を精度高く評価できることが示唆された。

さらに、４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下における５ｎｍ間隔の光の観測領域における平均反射強度と、実験１で求めた頬部分の目視スコア実測値との相関関係を求めた。結果を表２に示す。

４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長を有する光は、いずれも目視スコア実測値と高い相関関係を示し、４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長を有する反射光は、いずれも透明感の評価に好適であることが確かめられた。なお、４８０ｎｍ、４８５ｎｍの波長を有する光は、それぞれ相関係数が０．６５７、０．７０７と、他の波長の反射光に比べて相関係数が低かったが、その値は０．６以上であり、十分に高い相関関係を有していた。

「実験３」透明感パラメータ作成２
３−１．高反射面積率（Ｓ）、円形度（Ｃ）
実験２で撮影した頬部位の画像について、波長４７０ｎｍの光の反射強度をスムージング（１０×１０）し、反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ）を求めた。なお、Ｒ_Ｍａｘは、２０〜２８％の範囲内であった。

各画像について、画像解析計測ソフトウェア（三谷商事株式会社製商品名：ＷｉｎＲＯＯＦ）を用いて、反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ）から、２％間隔で同一の反射強度を結ぶ点を結び、いわゆる等高線を作成した。図３に、等高線を作成する画像処理を行った画像例を示す。図３は、右頬部位であり、画面右側に鼻が位置する。

最高反射強度から２％（Ｒ_Ｍａｘ−２％）の範囲内の反射強度を有する領域の面積（高強度面積）と、最高反射強度から４％（Ｒ_Ｍａｘ−４％）の範囲内の反射強度を有する領域の面積（中強度面積）を求め、高反射面積率（Ｓ＝（高強度面積／中強度面積）×１００）を算出した。図３に示す画像では、高反射面積率（Ｓ）は５３．８（％）である。

また、同一の画像解析ソフトを用いて、最高反射強度から４％低い反射強度（Ｒ_Ｍａｘ−４％）を有する点を結んだ閉曲線を作成し、この閉曲線の外周長とこの外周長に囲まれる領域の面積を求め、円形度（Ｃ）を算出した。図３に示す画像では、円形度（Ｃ）は０．７７である。

３−２．重回帰分析
以下では、平均反射強度（Ｒａｖ）として、青色（４５５ｎｍ以上５００ｎｍ以下）の反射光の値を用いた。
（１）ＲａｖとＳとを説明変数とする重回帰式
目視スコア実測値を目的変数、透明感パラメータである平均反射強度（Ｒａｖ）と高反射面積率（Ｓ）とを説明変数として重回帰分析を行い、下記式５で表される重回帰式５を得た。図４に、目視スコア実測値と、重回帰式５より得られた理論値との相関グラフを示す。重回帰式５の相関係数は０．８５５６であり、目視スコア実測値と高い相関関係を有していた。
式５：目視スコア理論値＝０．０３２０１×Ｒａｖ＋０．１８７８×Ｓ−１．４９７

（２）ＲａｖとＣとを説明変数とする重回帰式
上記（１）と同様にして、透明感パラメータである平均反射強度（Ｒａｖ）と円形度（Ｃ）とを説明変数として重回帰分析を行い、下記式６で表される重回帰式６を得た。図５に、目視スコア実測値と、重回帰式６より得られた理論値との相関グラフを示す。重回帰式６の相関係数は０．９１８７であり、目視スコア実測値と高い相関関係を有していた。
式６：目視スコア理論値＝０．２０３９×Ｒａｖ＋３．００４×Ｃ−２．３３９

（３）ＲａｖとＳとＣとを説明変数とする重回帰式
上記（１）と同様にして、透明感パラメータである平均反射強度（Ｒａｖ）と高反射面積率（Ｓ）と円形度（Ｃ）とを説明変数として重回帰分析を行い、下記式７で表される重回帰式７を得た。図６に、目視スコア実測値と、重回帰式７より得られた理論値との相関グラフを示す。重回帰式７の相関係数は０．９２３６であり、目視スコア実測値と非常に高い相関関係を有していた。
式７：目視スコア理論値＝０．１９４８×Ｒａｖ＋２．５４３×Ｓ＋０．００９３６４
×Ｃ−２．２５４

Claims

肌表面からの波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の光の反射強度を測定し、観測領域における前記反射強度の平均値（Ｒａｖ）に基づいて、肌の透明感を評価する透明感評価方法。
肌表面からの波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内の光の反射強度を測定し、観測領域における前記反射強度の平均値（Ｒａｖ）と、観測領域における波長４３５ｎｍ以上５００ｎｍ以下のいずれかの波長を有する反射光の反射強度に基づいて下記式１で算出される高反射面積率（Ｓ）と下記式２で算出される円形度（Ｃ）のいずれか、または両方を説明変数として、
肌表面の目視スコア実測値を説明変数とする重回帰直線を求め、この重回帰直線に基づいて、肌の透明感を評価する透明感評価方法。
式１：高反射面積率＝（高強度面積／中強度面積）×１００
高強度面積：観測領域の反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からＡ％低い値（Ｒ_Ｍ
_ａｘ−Ａ％。Ａは１以上３以下の定数である。）の範囲内の反射強
度を有する領域の面積。
中強度面積：観測領域の反射強度の最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からｎＡ％低い値（Ｒ _Ｍａｘ−ｎＡ％。ｎは、１．３以上２．５以下の定数である。）の
範囲内の反射強度を有する領域の面積。
式２：円形度＝４π×（面積）／（外周長）^２
外周長：観測領域の反射強度からの最大値（Ｒ_Ｍａｘ％）からＢ％低い値（Ｒ_Ｍ
_ａｘ−Ｂ％。Ｂは、１以上７．５以下の定数である。）を有する点を結
んだ閉曲線の長さ。
面積：前記外周長に囲まれる領域の面積。