JP5254790B2 - ヒトの皮膚の視覚的魅力を改善するために、反射変性剤を塗布するためのシステムおよび方法 - Google Patents
ヒトの皮膚の視覚的魅力を改善するために、反射変性剤を塗布するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、出願人らにより2005年8月12日に出願された米国仮出願第60/708,118号の利益を主張する。
本発明は、ヒトの皮膚に、その視覚的魅力を改善するために、染料または顔料等の1つ以上の反射変性剤を選択的且つ正確に塗布するための、自動コンピュータ制御方法に関する。
(従来の化粧品技術およびそれらの不利点)
皮膚の外観を変性させるための先行技術の手法は、自然な日焼け、人工的な日焼け、および化粧品の意図的な塗布を含む。これらの先行技術の手法のそれぞれには制限がある。
本発明によって、これらの必要性およびその他の必要性に取り組む。以下の説明では、限定としてではなく例示として本発明を記載する。
以下の説明の詳細は、本発明を明瞭に説明するために提示するものである。しかしながら、本発明の概念はこれらの特定の詳細に限定されるものでないことが、当業者には明らかであろう。一般に公知の要素は、本発明の限定としてではなく例示として、明瞭化のためにブロック図内にも示されている。さらに、プロセスの順序、それらの番号が付されたシーケンス、およびそれらのラベルは、本発明を限定するものとしてではなく、説明を明瞭にするために提示されるものである。
・ステップ900−皮膚の領域を複数のフレキセルに割り当てるステップ
・ステップ910−複数のフレキセルのそれぞれの、少なくとも1つの光学的属性を測定するステップ
・ステップ920−フレキセルの光学的属性から、少なくとも1つの視覚的魅力に影響を及ぼす測定された皮膚特性を決定するステップ
・ステップ930−皮膚特性の望ましい状態を決定するステップ
・ステップ940−測定された皮膚特性を、皮膚特性の望ましい状態に近似するよう変性させるために、特定のフレキセルに少なくとも1つの反射変性剤を塗布するステップ
(皮膚の領域を複数のフレキセルに割り当てる)
本特許明細書において、「フレキセル」という用語は、皮膚の小さな画素状領域として定義される。本特許出願において、「皮膚」という用語は、人体の表面上にある皮膚だけでなく、より広く、美容的に改善され得るあらゆるヒトの特徴、例えば爪および毛髪をいうためにも使用される。フレキセルは、雀斑またはその他の皮膚の特徴のごく小さい部分に対応し得るか、または、特殊な特徴を有さない皮膚のエリアに対応し得る。したがって、フレキセルは、独立した座標系よりもむしろ皮膚をいう。
(スキャン)
図1に示すように、一実施形態において、スキャナ220を備える塗布デバイスは、スキャナ220が、複数のフレキセルのそれぞれの1つの光学的属性(反射率等)に関するデータを電子的に記録できるように、皮膚のエリア302全体を動かされる。例えば、皮膚のエリア302は顔であり得る。
一実施形態において、十分なスキャンがいつ達成されたかを示すために、音、光、または振動等、1つ以上の警告手段が使用され得る。警告手段は、RMAを塗布している間の進捗、完了度、およびエラー状態を表すインジケータとして使用される、ホワイトノイズへの音量およびトーン変調を含むサウンドインジケータを備え得る。
一実施形態において、スキャナ220は、筐体内に既知の構成で配置されたセンサと4つのLED光源とを備える。LED光源は一般に、各光源について少なくとも1つの光学的特性の感知を可能にする方法で、それぞれオン/オフされる。一例において、1秒あたり120、つまり各光から30のキャプチャが行われ、皮膚に関する大量のデータを迅速に提供する。次いで、当該データが使用され、様々な波長における反射率特性と皮膚の表面形状との両方を決定し得る。一実施形態において、キャプチャ画像は、有効性のために平均化され得る。
スキャンされたデータは、
・皮膚からの反射率
・センサに対する皮膚の位置および皮膚の特徴
に関する情報を含む。
反射率は、皮膚の反射を測定したものであり、その照度とは無関係である。照度は、どの程度の量の光が皮膚に到達するかを測定したものである。光読み出し(light reading)は、表面トポロジ読み出しとは無関係である。
アルベドは、オブジェクトの表面からの、入射光の反射率のパーセンテージである。電子スキャンの場合、アルベドは皮膚のスキャンされたエリアのRBG値である。本特許出願書類において、「実際のアルベド(actual albedo)」という用語は補正前に観測されたアルベドを意味し、「目標アルベド(aim albedo)」という用語は、皮膚のエリアの外観を改善するための、当該皮膚のエリアの所望の反射率をいう。一例において、目標アルベドは、全体的な平滑化、特異的な特徴改善、および芸術的戦略を含む1つ以上の補正戦略から決定される。
照度は、オブジェクトの表面の単位面積に達する入射光であり、表面に対する入射光の角度の関数である。
一例において、皮膚の領域をスキャンすることで得られたフレキセルデータは、以下のように表され得る。
[(xs,ys,zs,αS,βS,γs),
(Xf,yf,Zf,αf,βf,γf),
{(refl)A,(refl)N,(refl)S,(refl)E,(refl)W}]i
項{(refl)A,(refl)N,(refl)S,(refl)E,(refl)W}は、周囲照明条件下のものと、4つの光源(LED等)のそれぞれについてのフレキセルiを表す反射データを表し、考察を容易にするため、4つの光源は適宜、北(N)−南(S)−東(E)−西(W)と表される。3つの光源等、その他の数の光源を使用することもできるが、4つの光源であると計算が簡易化される。上記(refl)は、反射率測定のための1つ以上のデータポイントを表す。波長の反射率測定は、当該波長の定数、照度、およびアルベドの積である。
反射率=k*照度*アルベド
例えば、
反射率(赤色)=k(赤色)*照度(赤色)*アルベド(赤色)
定数は、レンズの速度、カメラまたはセンサの感度、カラーフィルタの伝送特性、アナログ増幅器のゲイン、ソフトウェアによって適用されるデジタルゲイン、およびその他の要因を含むいくつかの要因によって決まる。通常、カメラの補正定数または較正がこれらの効果を補正する際に、定数kが測定され補正される。当該定数の値は、一般に較正中に決定され得、このときLEDからの照射は一定であると仮定され、当該仮定に基づいてアルベドが計算される。
(センサまたは座標系に対するフレキセル位置)
項(xf,yf,zf,αf,βf,γf)は、センサからフレキセルiまでの距離を表し得、基準座標系に対するフレキセルの絶対位置および配向であり得る。一例において、フレキセルからスキャナまでの距離の決定は、2ステップで行われることができる。第一のステップは、皮膚からのセンサの一定高さ等、ほぼ機械ベースの測定であり得る。第二のステップは、微調整を提供するための、光学的な一次導関数測定であり得る。一例において、微調整は表面からの角度を測定することによって計算される。別の例において、微調整は、2つの光源を使用して、センサによる検出のために2つの基準点または格子を送出することによって行われ得る。
一実施形態において、センサは、ヘルメットまたは固定ブースに、センサ位置が当該ヘルメットまたはブースと相対的に決定され得る方式で付着され得る。
より微細な位置合わせのために、光学的手段が使用され得る。例えば、皮膚のz成分の一次導関数は、プローブからの多重光およびシェーディングによって、シェーディングから得られ得る。一次導関数は、表面の角度を測定したものを提供し得る。
2本の直交軸に対するフレキセルの傾斜を決定することにより、フレキセルの配向を決定し得る。フレキセルおよびその隣接物の配向は、皮膚の実際の局所的な表面テクスチャを示す。本発明の一態様は、局所的な反射特性および局所的な表面テクスチャの両方を測定し補償するための能力である。
図40A〜Bは、本発明の一実施形態で使用され得る光源の構成を示す。この実施形態においては、一組の4つの光源−LEDN、LEDS、LEDE、およびLEDW−が使用される。これらの光源は、菱形構成で置かれ、この場合センサはLEDレイアウトの中心に位置付けられる。この構成は、表面形状を計算するための数学的解析を簡易化する。
一実施形態において、平均照度の概念を用いることが有用である。平均照度は、特定の表面に達する光の平均角度および拡散である。これは、一般にどのようにして表面の不規則性がシェーディングされるかを定義する。例えば、全身の平均照度は頭上からのものであり、頭の一般的な配向は垂直であるため、頬の瘤では一般に底部にシェーディングが付けられる。海辺にいる子供の場合、平均(averageまたはmean)照度を与えるために太陽の角度と身体の角度の両方を統合すると、平均的な光は終日にわたって「頭」上からであるため、一般に瘤の底部は日焼けしにくい。時折、光は平均値から反転される。例としては、下から顔に光を当てることが挙げられる。しかしながら、これは多くの場合奇妙さを与え、時に不吉に見えるが、規則を証明する例外である。平均照度の欠陥を補正することにより、平均して最良の補正が実行される。
フレキセルを表すデータ表現の例を以下に示す。
[(xs,ys,zs,αs,βs,γs)],
(xf,yf,zf,αf,βf,γf),
{(refl)A,(refl)N,(refl)S,(refl)E,(refl)W}]
この例において、(xs,ys,zs,αs,βs,γs)および(xf,yf,zf,αf,βf,γf)は、スキャナセンサおよびフレキセルの、座標系に対する位置および角度配向を表す。
いくつかの実施形態において、データ処理の効率は、JPEG等の様々な圧縮方法によって改善され得る。
(特徴マッピングによるもの)
皮膚のエリア302におけるプローブの位置を追跡するため、および、特定の特徴に適切な改善を決定するために、コンピュータゲーム等の分野の当業者には既知である、特徴認識のためのコンピュータマッピングが使用され得る。
一実施形態において、骨格関節が基準点となるように、骨格モデルの周囲にマップが構築される。この例において、関節が位置付けられ、棒線画が構成され、当該棒線画の周囲に3Dメッシュが構築される。マップは、コンピュータ環境のメモリ内にあるヒトの骨格構造を表す所定のモデルと相対的である。
一実施形態において、マップは、人体の所定のモデルに対して相対的である。
一実施形態において、マップは、骨格モデルまたはマネキンモデル等、所定のモデルを覆う皮膚の動きに対して相対的である。
その他の実施形態において、化学マーカーは、マップの作成を支援するためにスキャン中に皮膚のエリアに塗布され、皮膚のエリア302を持つマップのその後の追跡を可能にすることができる。例えば、紫外光の下では可視であるが従来の照明下では不可視であるドット等の紫外線マーカーが使用され得る。
様々な実施形態において、スキャンおよび補正は単一または複数パスにおいて達成され得る。例えば、第一のパスは被験者を知るために実行され得、第二以降のパスはさらなるデータを入手するために実行され得る。複数パスは、異なる角度で皮膚を観測することによって体毛の効果を補償するための機会を提供する。
本発明の一実施形態において、スキャナおよびインクジェットプリンタを備える塗布デバイスは、皮膚のエリア上に単一パスを作る。当該デバイスは皮膚をスキャンし、魅力的でない特性を識別し、皮膚をより魅力的にする改善を計算し、それらの改善を実現するため、皮膚にRMAを迅速に塗布する。
さらなる実施形態において、望ましい改善のためのスキャンおよびRMA塗布を改善する度に、塗布デバイスは皮膚上に複数パスを作る。
追跡プロセスの一例において、まず大まかな位置が決定され、続いてより正確な位置が確立される。第一のアプローチにおいて、位置の大まかな推定は、移動した距離および方向を算定するための、プローブに近接するジンバルの使用によって、開始点から維持され得る。別のアプローチにおいて、大まかな位置は、機械的プローブまたは計測器から決定され得る。別のアプローチにおいて、大まかな位置は、シェーディングデータの一次導関数を使用することにより、数学的に推定され得る。
マップの生成による1つの利点は、初回の画像と第二回の画像とを比較することにより、反射率または表面形状における変化が決定され得ることである。これらの変化は、ある人物の健康における変化を表す場合もあるし、RMAの「タッチアップ」が必要なエリアを表す場合もある。
パターン認識は、スキャンされた皮膚のエリア302の特徴を識別するために使用され得る。
(反射率とトポロジ)
特徴識別は、スキャンされたデータ内で決定されたパターンに基づくものであり得、皮膚のエリアの反射パターンおよび表面トポロジの両方と関係があり得る。このデータの数学的パターン解析により、改善技術から利益を得ることができる特定の魅力的でない特徴を識別することが可能になる。以下で説明するように、そのような特徴は一般に、より若い皮膚のより規則的で左右対称の遺伝的パターンと比較して、不規則または非対称の、加齢によるパターンまたは損傷によるパターンによって特徴付けることができる。
短い距離では、ヒトの目は立体知覚によって奥行きを知覚する。しかしながら、数フィートである一般的なヒトの相互作用の範囲において、目はヒトの皮膚の反射率に基づいて当該皮膚の奥行きを知覚する。皮膚の隣接するエリア間におけるシェーディングの差異は、皮膚の表面からの高度または深度を表す表面テクスチャとして知覚される。その知覚の例として、図45は、Photoshop(登録商標)で作成されたテキスト文字「RICK」を示している。平面文字の原画像から、当該ソフトウェアによって疑似陰影を作成したものである。ヒトの目は、光源が左上に位置し、テキストが隆起した形状であるためにシェーディングが作成されていると想定することによって、反射率における差異を解釈する。
スキャンされたデータから識別され得る、皮膚における魅力的でない特徴のいくつかの例は、以下の通りである。
・ニキビ
・老斑/日焼けによる損傷
・痣
・瘤
・セルライト
・淡斑
・圧痕
・傷
・損傷した雀斑
・シワ
識別され得るその他の魅力的でない特徴は、時間と共に薄くなったボディペイントおよび刺青等、皮膚に追加された、または、たるみもしくはシワ等、皮膚自体のパターンを変更することによって変形された、人工的なパターンと関係がある。これらの特徴は識別され、その後、それらの外観をリフレッシュするまたは改善するためのRMAの塗布によってリフレッシュされることができる。
(単一スペクトル帯域内の加齢による雀斑のパターン)
例えば、自然な雀斑は、直径約2mmで鋭角的であり、図22Bに示されるパターン442を有する。例えば日焼けによる損傷によって引き起こされる、加齢による雀斑は、図22Aに示すパターン446を有する。
スキャンされた画像をRGB帯域等の複数のスペクトル帯域に分けることにより、魅力的でない特徴のパターンをより一層明瞭に識別することができる。例えば、図25は、若い皮膚のエリアに関する、RGB帯域内の魅力的でない特徴のパターンの汎用グラフであり、経験的に観測された以下の一般的パターンを示す。
・傷460
・日焼けによる損傷でできた雀斑468
・静脈瘤476
・新しい青痣484
・古い黄色い痣492
これらの魅力的でない特徴のそれぞれを表すRGBパターンのセットは、極めて明確なものであるため、特徴認識によって検出可能である。例えば、傷460は、その他の特徴と異なり、3つの帯域462、464、および466の中で最も高い周波数範囲におけるパターンを示す。雀斑468は、静脈瘤482、青痣490、および黄色い痣498の青色帯域パターンよりも、青色帯域474内の低周波により深く落下する。青痣484は、黄色い痣の赤色パターン494および緑色パターン496よりも、赤色パターン486および緑色パターン488内でより大きく落下する。黄色い痣の青色パターン498は、青痣の青色パターン490よりも深く落下する。
特徴識別に基づくマッピングは、反射率および表面トポロジに基づいて、マッピングに対する改善のための大幅に増大された性能を追加することができる。
・皮膚表面全体上にレジスタを維持する。
・平均照度を使用して3Dから淡/濃へ転換し、美的増強にプラスまたはマイナスとなるようなプリントについての淡/濃属性を含む。
・よりピンク色の頬
白色の上に赤色というのは魅力的でないが、例えばピンク色の頬のように、大きな白色のエリア上に赤色のランダムパターンであれば、魅力的となり得ることに留意されたい。
・赤みの少ない鼻
・より高くなった頬骨
・より赤い唇
・瞼へのアイシャドウ効果
・アイライナー
・よりシャープな顎のライン
・より濃い眉
・曲線的な眉
・より深い笑窪
・より盛り上がった胸
(特殊な状態を補償する手段)
(体毛を補償する)
一実施形態において、体毛の存在は、当該毛を様々な方向に配向するよう試みながら複数パス内の画像を撮ることによって補償され得る。配向は、スキャナと関連付けられた櫛型デバイスによって達成され得る。その他の実施形態において、皮膚に対して毛を立たせるために、静電荷が使用され得る。
(魅力の原理)
本発明は、魅力の一般的原理500を用いるものであり、当該原理の例を図11に示す。これらの原理は、多くの人々が魅力的であると感じ、したがって人間の挙動における傾向を表す、属性の観測に基づくものである。
・観測502−若く見える皮膚は、老けて見える皮膚よりも魅力的である。
魅力の1つの属性は、性的魅力である。
・観測504−若く見える皮膚は、均一性を有する。若く見える皮膚は遺伝暗号に近いため、若く見える皮膚は老けて見える皮膚の属性よりも均一で反復可能な属性を有する。この点は、ヒトの特徴における対称性は、非対称性よりもヒトの目により魅力的となる傾向がある、という一般的原理と一致している。例えば、日焼けが魅力的なのは、皮膚を黒くするからでなく、空間周波数を安定させ、皮膚をより均一にするからである。
・観測506−若く見える皮膚は、多様な均一パターンを有する。皮膚の外観における何らかの多様性、例えば、若く見える皮膚における遺伝的に見える雀斑は、魅力的になり得る。若く見える皮膚における多様性は、老けて見える皮膚における多様性よりも空間周波数のパターンが規則的である。例えば、遺伝的な雀斑は、加齢、日焼けによる損傷等によって引き起こされるよりランダムなマークよりも、空間周波数のパターンが規則的である。
・観測508−若く見える皮膚は、老けて見える皮膚のものよりも短い波長の光周波数を持つ特徴を有する。
・観測510−老けて見える皮膚は、ランダム変動を有する。
・観測512−老けて見える皮膚は、より長い波長を持つ特徴を有する。
老けて見える皮膚は、老斑、シワ、および傷等のランダム効果を表す、より長い波長を持つ特徴を有する傾向がある。
・観測514−上方からの光は、魅力を改善するために最も有用である。上方からの光として定義される平均的な照明は、目がそれに慣れていることから、ヒトの皮膚における魅力を改善するために最も有用である。
・観測516−図12に示すように、上方から光を当てると、表面テクスチャの変動400を持つエリアは、上により淡い部分404を、下により濃い部分406を有する。主要な光源402が上方からのものである場合、瘤、傷、またはシワ等の表面テクスチャの変動400を持つエリアは、上により淡い部分404を、下により濃い部分406を有する。このように、表面テクスチャの変動400を持つエリアは、このパターンによって識別され得る。
本発明は、魅力の原理に基づいて、美または魅力に関するヒトの知覚におけるいくつかの要因に対処するものである。
一実施形態において、皮膚の反射率は、通常平均的な光によって照射された際に皮膚のシェーディングを補償するように変性される。これは、皮膚の粗さの知覚を和らげるまたは解消する。当該効果は、日焼けにおいて実現されるものと同様である。
一実施形態において、特徴をより均一に見せるために、皮膚のエリアの一部に染料が意図的に追加される。例えば、雀斑は、不規則に見える年配の雀斑ではなく均一な若々しい雀斑の外観を有するよう、より鋭角的でより均一に見えるようにできる。
左右対称でない特徴を強調しないために、全体的に黒くする戦略が使用され得る。
強調のためのもう1つの一般的原理は、皮膚のいくつかの特性、特に色に関するものが、周囲の要素による効果を考えて設計されている場合に、より魅力的と見なされるということである。例えば、日中よりも夜、または、青色のドレスよりも赤色のドレスに調和するためには、異なる色およびシェーディングがより望ましい場合がある。
望ましい効果を作成する場合に周辺環境を配慮することは、例えば、以下のものについての異なる改善につながる。
・夜対昼
・衣類および宝飾品類の色およびスタイル
・海辺、森林、または職場のような環境
・ユーザの目の色
(皮膚特性の望ましい状態を決定する手段)
補正のためのアプローチは、純粋数学的技術および人工知能技術を含む。対照的に、芸術的なアプローチはより直観的であり、定量的ではない。
・数学的
・人工知能
・芸術的
(数学的手段)
数学的技術は、中間周波数の一部を除去するため、および、非対称の低周波の一部を除去するためのフィルタリングを含む。純粋数学的技術のもう1つの例は、皮膚をより均一に見せるため、画像と逆にプリントすることである。この処置は、空間周波数によって変動することができ、一般に、中間周波数において均一性を有することが好ましい。低周波補正は、皮膚のより大きいエリアの補正では、よりAIまたは芸術ベースであってよい。
フレキセルの色値がその隣接物の平均色値で置換されている場合等、一実施形態において、ローパスフィルタが実行され得る。
人工知能技術は、特定の皮膚の特徴を検出し、補正戦略を選択するための、エキスパートシステムを含む。一実施形態において、皮膚の特徴は、特徴の位置を識別するためのレジストリまたはマップと相関している。レジストリは、薄くなった、または変形したボディペインティングおよび刺青を改善することを可能にする。
AI技術の別の態様は、特徴識別のための、および、実際の特徴を理想的な特徴と比較するための、特徴ライブラリの使用である。
(コンピュータ制御)
一実施形態において、人間の観測者は、美的改善を達成するために、コンピュータ画面、キーボード、およびマウス等、スキャンされたエリアの知覚された深度においてさらなる変調を行うための手段を任意で使用することができる。メイクアップアーティストまたは顧客は、塗布前に改善を試みるための制御を介して、コンピュータ画面と相互作用することができる。
一実施形態において、皮膚の領域をタッチアップするために、従来の化粧品が使用される。調整のほとんどは自動的に適用されるため、必要とされる化粧品の量は大幅に削減される。
・より滑らかな皮膚
・より鮮明な雀斑
・日焼け
(高度な特徴マッピングによる望ましい改善)
・ビューティマーク
より黒く見えるホクロおよびより深く見える笑窪等
・金色の腕毛
女性は、黒い皮膚と金色の腕毛を望んでいるかもしれない。一実施形態において、望ましい効果を作成するため、毛にRMAが塗布され得る。別の実施形態において、望ましい効果を作成するため、毛の周囲の皮膚にRMAが塗布され得る。
・より目立つ特徴
胸、頬骨、目、膝、および唇等、いくつかの特徴の下に、高度感によってそれらを強調するために黒化を使用することもできる。
(より滑らかな皮膚)
より強く望ましい特徴を除去することなく平滑化を達成するために、スキャンされたデータを空間周波数帯域に分割してよい。2mm〜12mmの空間周波数において、例えば10%のピークツーピーク反射を下回る弱い波は減衰され得るが、より強い波は留保され得る。1/2〜2mmの範囲では、より高い閾値で減衰が行われることができ、1/2mmを下回る空間周波数の波は留保され得る。12〜25mmの範囲では、限られた制御下で同閾値が適用され得る。
雀斑は、自然な均一性を示す低周波を残すことにより、改善または鮮明化されることができる。魅力的でない不規則性を示す高周波を取り消すために、染料が塗布され得る。
一実施形態において、RGB帯域等の複数のスペクトル帯域内で識別されたパターンを改善するために有効な技術が用いられ得る。例えば、上述のように、図25は、すべて若い皮膚にある、傷460、加齢による雀斑468、静脈瘤476、青痣484、黄色い痣492について、RGBパターンを示す。以下の技術は、上述のように、平滑化するために皮膚全体が中間周波数で黒くされている場合に有効である。
傷460を改善するために、マゼンタおよびイエローであって、シアンを多く含まないRMAが傷に塗布され得る。これにより、青白く見える傷460に赤色を追加する。
静脈瘤476を改善するために、静脈瘤476の周囲のエリアに、黒くするRMAが少量追加され得る。
加齢による雀斑468を改善するために、当該雀斑468のエリアに、黒くするRMAが少量追加され得る。
青痣を改善するために、全体的な黒化中に少量のシアンRMAが追加され得る。
黄色い痣を改善するために、全体的な黒化中に少量のイエローRMAが追加され得る。
(反射変性剤(RMA)の種類)
本発明は、以下を含む様々な反射変性剤(RMA)を利用する。
・アナリン
・食品着色料
・UV
・透明な染料
・透明なインク
・顔料
・酸化剤
・日焼け剤
・漂白剤
・化学変化剤
例えば、染料は光を反射しないが、主として光を吸収することによって作用して、皮膚の反射率を変更する。
一実施形態において、RMAは、スキャンおよびプリントをほとんど同時に行い、皮膚の上に複数パスを作ることによって皮膚に塗布され得る。いくつかの利点は、複数パス塗布を使用することに起因する。当業者には公知であるように、複数パスによって画像をディザリングするまたはぼかすことが可能になるため、マイクロレジストレーションの問題が削減され得る。例えば、複数パス塗布は、皮膚に対する毛の効果を取り除くのに有用である。
物質は、「流量制御」デバイスを用いて塗布され得る。これらの流量制御デバイスは一般に、物質の個々の液滴が制御される「ドロップ制御技術」、または「非ドロップ制御技術」として特徴付けられる。
美的目的のために、知覚される改善の一方向における小さな変化は、知覚される非常に大きい改善をもたらす場合が多い。ヒトは、画像または画像の一部における差異を、強度の差異の二乗の関数として知覚することができる。これは、力は電圧もしくは電流等の強度の直接測定の、または、電磁波における磁気もしくは静電等の電界強度の二乗である、という共通理解において見られる。一般には平方根に基づいてそれらの正味効果に二乗として追加させる、無相関の源の間における位相整合のランダム性によって、統計的にこれを導くこともできる。例えば、第一の画像が、第一の強度の注意を逸らさせる、望ましくない特性を有し、第二の画像が半分(1/2)のみの強度の当該注意を逸らさせる特性を有する場合、ヒトの目には、第二の画像が約四分の一(1/4)の当該注意を逸らさせる特性による損傷を有するように見えることになる。これは、本発明において外観における実質的な改善を可能にする要因の1つである。染料は、ヒトの皮膚の部分間における強度の差異を削減する方式で、意図的且つ正確に塗布され得る。穏やかにではあっても、皮膚の欠点を削減することにより、「外観」は実質的に改善され得る。三色とは対照的に単色が、または高解像度プリントとは対照的に中解像度プリントが、または欠陥の全補正とは対照的に部分補正が、視覚的に実質的な補正を提供する理由はこれである。
(実施例−皮膚のマップを生成する)
この例は、皮膚のマップを生成し、当該マップを解析して補正計画を生成し、当該補正計画を実行するための、1つの方法を実証するものである。
この例において、初回に皮膚をスキャンして収集されたデータから、皮膚のマップが生成される。
フレキセルを表すデータ表現の例を、以下に示す。
[(xs,ys,zs,αs,βs,γs),
(xf,yf,zf,αf,βf,γf),
{(refl)A,(refl)N,(refl)S,(refl)E,(refl)W}]
この例において、(xs,ys,zs,αs,βs,γs)および(xf,yf,zf,αf,βf,γf)は、スキャナセンサおよびフレキセルの、座標系に対する位置および角度配向を表す。
データ要素(xf,yf,zf,αf,βf,γf)は、センサからフレキセルまでの距離を表すものであってもよいし、基準座標系に対するフレキセルの絶対位置および配向であってもよい。一例において、フレキセルからスキャナまでの距離の決定は、2ステップで行われることができる。第一のステップは、皮膚からのセンサの一定高さ等、ほぼ機械ベースの測定であってよい。第二のステップは、微調整を提供するための、光学的な一次導関数測定であってよい。一例において、微調整は表面からの角度を測定することによって計算される。別の実施形態において、微調整は、2つの光源を使用して、センサによる検出のために2つの基準点または格子を送出することによって行われることができる。
データ要素{(refl)A,(refl)N,(refl)S,(refl)E,(refl)W}は、周囲照明条件下のものと、LED等、4つの光源のそれぞれについてのフレキセルを表す反射データを表し、考察を容易にするため、当該データを適宜、北(N)−南(S)−東(E)−西(W)と表す。3つの源等、その他の数の光源を使用することもできるが、4つの光源であると計算が簡易化される。(refl)は、反射率測定のための1つ以上のデータポイントを表す。
2本の直交軸に対するフレキセルの傾斜を決定することにより、フレキセルの配向を決定することができる。フレキセルおよびその隣接物の配向は、皮膚の実際の局所的な表面テクスチャを示すものである。本発明の一態様は、局所的な反射特性および局所的な表面テクスチャの両方を測定し補償するための能力である。
フレキセルの傾斜は、北測定結果と南測定結果とを比較することによって決定され得る。これら測定結果の間の差異は、北−南軸に沿ったフレキセルの傾斜に関連している。東測定結果と西測定結果との間の差異は、東−西軸に沿ったフレキセルの傾斜に関連している。
フレキセルからのデータを表す理想的なデータ表現を以下に示す。データストレージ要件を削減するために、様々な圧縮方法が使用され得る。この例においては、データを登録してマップを作成する方法を実証するために、各データ要素を完全セットとして示す。
フレキセルデータ[(x,y,z)
NS傾斜,
EW傾斜,
(R,G,B視覚色のアルベド),
取得時間]i
(x,y,z)は、座標系に対するフレキセルの位置を表す。
NS(南北)傾斜は、EW(東西)軸に対するフレキセルの傾斜を表す。EW傾斜は、NS軸に対するフレキセルの傾斜を表す。
第二のステップは、複数のフレキセルからのデータの意味を把握することである。
当該例のこの部分は、衛星または空中写真から地表面をマッピングする際の問題に類似している。空中写真の場合、実際の地表面を反映するよう画像を適切に重ね合わせるために、多数の写真が、わずかに拡大縮小、回転、および/または変換される。続いて、適切に重ね合わせられた画像から、マップを生成することができる。
この例においては、フレキセルまたはフレキセルの群をマップ上の位置と関連付けることが望ましい。例えば、フレキセルは顔の一部であってよく、マップは顔の理想的なマップである。
・初回に皮膚のマップを生成すること
・当該マップを解析して補正計画を生成すること
によって行われる。
本発明の実施形態を説明するために、ヒトの皮膚の下記エリアの改善プロセス用の例を以下に示す。
・顔
・脚
・胸
(顔を改善する)
(顔における望ましくない特性と望ましい特性)
図13は、いくつかの特性を持つヒト顔面235を表す。
・淡斑408
・雀斑410
・傷等の不均一性412
図14は、本発明によって使用され、上述したスキャンプロセスに起因する、図13に示す顔の2D表面マップ232の表現を示す。この図14中の2D表面マップ232は、パターン認識によって識別され得る、上記で列挙した特性を留める。
・淡斑408
・雀斑410
・傷等の不均一性412
顔の形状をキャプチャするために、2D表面マップ232は一般に奥行きの表現を含むことに留意されたい。
図31のステップ606に示し以下で説明するように、一実施形態において、塗布アルゴリズム230は、特性の識別を可能にするために、スキャンされた画像を空間周波数帯域に入れる。
図16中の最上部の帯域は、2D表面マップ232の実際の「アルベド」を表す。実際のアルベドグラフにおける上昇は、淡斑408を識別するものである。同グラフにおける深い急落は、傷等の不均一性412を識別するものである。また、不規則なセクションは、雀斑410を識別するものである。
2D表面マップ232の実際の照度(シェーディング)も、空間周波数帯域によってグラフ化している。
図15は、パターン認識により、
・毛髪422
・眉424
・目426
・頬骨428
・鼻430
・口432
・顎434
等、スキャンされた2D表面マップ232内の特徴も識別できることを示す。
塗布アルゴリズム230は、皮膚のエリア302において、例えば図3に示すもののような塗布デバイス246の位置を追跡するためのパターン認識を使用することもできる。
塗布アルゴリズム230は、マッピングされた身体的特徴を、図2に示す特徴ライブラリ274中の理想的な特徴と比較し、当該比較を使用して、特徴を変性させることができる。例えば、塗布アルゴリズム230は、望ましくはより高くなった理想的な頬骨と一致させるために、頬骨428の下のエリアを黒くすることができる。
皮膚のエリア302をスキャンすることにより、実際の深度が提供される。
一実施形態において、目標深度は、実際の深度のみの低い空間周波数であり得る。しかしながら、美学は、さらなる数学的または手動の入力によってさらに彫りを深くすることを指図し得る。目標深度は、知覚された深度またはテクスチャに対する照度の効果を包含し、入射光の量および角度に関連する。
一実施形態において、平滑化を達成するための目標深度を決定するために、1/2インチ〜1インチ(12.7〜25.4mm)の波長でローパスフィルタが実行され得る。
実際の深度および目標深度の両方が、深度の一次導関数、つまり勾配として、表面角度に転換される。続いて表面角度は、ゲームまたはアニメーショングラフィック等のアプリケーションにおける3Dモデリングでよく理解されるように、表面の照度に転換される。一般に、想定される照射角度および拡散は、ヒトの皮膚に達する平均的な光である。
目標反射率はここでも、単純に実際の反射率のローパスバージョンとして、アルゴリズミによって導かれ得る。しかしながら、数学的または手動の入力によって、さらなる美的属性が追加され得る。
実際のアルベドは、上述したように、塗布デバイスのセンサによって決定される。
目標アルベドは、上記で説明した補正の原理によって決定される。
一実施形態において、人間の観測者は、美的改善を達成するために、コンピュータ画面、キーボード、およびマウス等、スキャンされたエリアの実際の深さにおいてさらなる変調を行うための手段を任意で使用し得る。
図17は、図13に描かれた顔面235の外観の、RMAの塗布による改善の例を示す。図13に示されている淡斑408および不均一性412は、図17では除去されている。しかしながら、雀斑410は、多様性の魅力的なパターンとして図17中に留保されている。
(単一パス)
十分な演算能力があるため、塗布デバイス246は、データをスキャンすることおよびRMA264を塗布することの両方のために、皮膚のエリア302全体にわたって1つのパスを作るだけでよいであろう。
図21に示す任意の顔料パス1 368および任意の顔料パス2 370は、エリアを明るく見せるために、それらのエリアにおいて実行され得ることに留意されたい。そのような場合、陰性染料372ではなく、白色等の淡色の顔料が使用され得る。その他の実施形態において、皮膚を明るくするために、淡い顔料を塗布するよりもむしろ、漂白剤または酸化剤が使用され得る。この例において、吹き出物または静脈等の暗斑は、顔料の塗布によって明るくされる。
一実施形態において、ユーザは、皮膚のエリア302上で塗布デバイス246を何度も移動させる。続いて、塗布システムは継続的にスキャンし、各パスの後に新しい2D表面マップ233を作成し、当該2D表面マップ233を継続的に使用して、皮膚のエリア302のランドスケープを識別、および各パスによって新しいプリント可能な改善画像234を計算し、RMA264の一部のみ、例えばRMA246の10%〜20%を、各パスに塗布する。複数パスの使用は、このようにして、塗布システム200にRMA264の部分塗布を行わせ、当該塗布の結果を見せ、次いでさらなる改善のために別の部分塗布を行わせる。これらのパスの連続は、望ましい結果の精度を確実に増大させることができる。また、複数パスにおけるRMA264の塗布は、筋状になる可能性を削減し、有効性をより高めるために塗布と塗布の間でRMA264を乾燥させる。
本発明のいくつかの例において、エリア上に塗布器の複数パスを作ることが望ましい。一般的な場合、塗布器がその後のパス内のエリアに交差すると、いくつかのフレキセルが初めて見えることになり、他のフレキセルは前の第一のパスを有しており、さらに他のフレキセルは前2つのパス等を有していることになる。各フレキセルが何度通過したかを追跡することが望ましく、その結果、この情報は望ましい量のRMAを塗布するための制御アルゴリズムに含まれ得る。
図46は、一実施形態において、ヒト顔面を含む皮膚のエリア等のオブジェクトを視覚的に改善するための、本発明の一実施形態の一般的なプロセスを示す。「目が見ているもの380」は、皮膚のエリア302についてスキャンされたデータを表す。光学的観点から、このデータは以下を含む。
・アルベドG1−皮膚のエリア302の表面からの反射率の程度
・照度G3−皮膚のエリア302の照度G3の程度
・深度G5−スキャナまたはその他の基準点から測定されている皮膚の部分までの距離
・測定されている皮膚の部分の「傾斜」または配向。この配向は、隣接する皮膚のエリアからの情報と組み合わせると、皮膚の表面形状を表す。
・目標アルベドG2−皮膚のエリア302の表面からの反射率の、より魅力的な程度
・目標照度G4−皮膚のエリア302の照度G3の、より魅力的な程度
・目標深度G6−スキャナまたはその他の基準点から測定されている皮膚の部分までの、知覚される望ましい距離。注:一実施形態において、適用される補正は、皮膚の局所的エリアの知覚された反射率を受けて染料の混合および量が決定されるような透明な染料の混合物であり、これは、実際の反射率および表面形状の両方に関連する。このように、補正により、望ましいRMAを塗布して実際の反射率を補償し、シェーディングを適用して表面特徴を隠す、または改善する。
図33は、一実施形態において、本発明の改善技術を達成するためのプロセスにおけるステップを示す。
・図33のステップ7100−パターン認識を使用して、スキャンされたエリアの身体的特徴をマッピングする
・図33のステップ7200−スキャンされたエリアの実際の深度を決定する
・図33のステップ7300−スキャンされたエリアの目標深度を決定する
・図33のステップ7400−スキャンされたエリアの実際の照度を決定する
・図33のステップ7500−スキャンされたエリアの目標照度を決定する
・図33のステップ7600−スキャンされたエリアの実際のアルベドを決定する
・図33のステップ7700−スキャンされたエリアの目標アルベドを決定する
図34は、図33のステップ7300を達成するためのプロセスにおけるステップを示す。
・図34のステップ7310−ローパスフィルタを実行する
・図34のステップ7320−マッピングされた身体的特徴を、特徴ライブラリ274中の理想的な特徴と比較する
・図34のステップ7330−パターン認識を使用して、望ましい特性を保持する
・図34のステップ7340−美的目標を適用する
図35は、図33のステップ7500を達成するためのプロセスにおけるステップを示す。
・図35のステップ7510−ローパスフィルタの微分を実行する
・図35のステップ7520−美的目標を適用する
(脚を改善する)
(2D脚における望ましくない特性と望ましい特性)
図18は、以下の望ましくない特性および望ましい特性をもつヒト脚237の説明図を示す。
・セルライト414
・自然な色差416
・静脈瘤418
・老斑420
脚237に改善をプリントするために使用され得るプリント可能な改善画像234を表すものを含む、これらの特性を表すスペクトル帯域も示されている。説明を簡易化するために、2D皮膚マップは、皮膚の表面全体にわたる点線を辿った1Dグラフとして描かれている。
転換された目標角度 *目標反射率
転換された実際の角度 実際の反射率
ここで、「転換された目標角度」は、平均照度を想定して標準的な照度に転換された目標角度であり、「転換された実際の角度」は、平均照度を想定して標準的な照度に転換された実際の角度である。これは、プリント可能な改善画像234として示される目標修正を提供する。別々の目標修正は、プリントする各色、一般に赤色、緑色、および青色について、シアン、マゼンタ、およびイエローの順で導かれ得る。
・セルライト414
・静脈瘤418
老斑420
しかしながら、膝頭の3D品質を可視にする役割を果たす、望ましい自然な色差416は、残っている。
図20は、差異346を決定することにより、平均照度340下において、実際の3D表面342からの胸239の知覚を美的目標344に変更する例を示す。この差異を近づけるためにRMAを塗布することにより、胸の知覚される外観を変化させることになる。
図37は、皮膚のための単純な平滑化の例を表す。腕のエリア等、皮膚のエリアは、ステップ900において複数のフレキセルに分けられる。ステップ910において、フレキセルの少なくとも1つの光学的属性が決定される。当該光学的特性は、Riとして表される。視覚的特性の各範囲に塗布するための反射変性剤の量を提供するルックアップテーブルがある。ステップ930において、当該ルックアップテーブルから塗布されるRMAの量が決定される。ステップ940において、望ましい量のRMAを塗布し、それによって皮膚のエリアの外観を変更する。この単一パスの例では、皮膚のマッピングを必要としない。
図38は、皮膚の複数パス平滑化を表す。同図において、反射変性剤の一連の塗布により、望ましい反射率Rdに近くなる。ステップ900において、実際の初期反射率はRaと決定され、当該値は、第一のパスにおいて塗布されるRMAの第一の量Q1を提供する。RMAの第一の量Qiの塗布は、反射率をRaからRiに変更する。第二のパスにおいて、Riは、塗布されるRMAの第二の量(Q2)を決定するためにルックアップテーブル内で使用される。第二の量が塗布されると、反射率がR2に変更される。第三のパスにおいて、R2は、RMAの第三の量(Q3)を決定するために使用される。結果として生じる反射率R3は、望ましい反射率に近い。パスの数は3に限定されるものではなく、その数より多くても少なくてもよい。
図39は、顔面マップの例を表す。この例において、顔の皮膚は、上述のように複数のフレキセルに割り当てられる。フレキセル位置が決定および特定され、個別のフレキセルを表す位置データがあるように記録されることを除き、上述と同様にステップ910において光学的属性が測定される。個別のフレキセルを表すデータは、センサ位置と、フレキセルの位置と、1つ以上の光学的属性とを含む。光学的属性は、ステップ920において、フレキセルの反射率、位置、および配向を決定するために使用され得る。その結果、各フレキセルは実際の反射率等の初期特性を有する。フレキセルは、望ましい反射率、および1つ以上のパスにおいて塗布されるRMAの量等、望ましい最終特性も有する。RMAの量は、ステップ940において決定される。望ましい反射率は、皮膚の平滑化、中間周波数特性を除去するためのフィルタリング、特徴認識および特徴改善、ならびに一般的な芸術的スキーム等の改善戦略から決定される。RMAの望ましい量は、望ましい反射率と実際の反射率との間の差異から決定される。
図40Aは、センサおよびLED配置の概略である。この例において、センサは、北、南、東、および西と表される4つのLEDの軸に沿って設置される。
図41は、単純な特徴認識アプローチを示す。特定のフレキセル「m」およびその隣接するフレキセルを示すフレキセルマップが表されている。各フレキセルのデータは一般に、フレキセルの時間、位置、反射率、および配向を含む。図の反射特徴の部分において実証されているように、情報はグラフを用いて表されることができる。ステップ910において、光学的属性を測定するために、皮膚をスキャンする。ステップ920において、スキャンから、反射率等の視覚的特性を決定する。ステップ921において、観察者によって知覚されるような実際の視覚的特性を提供するために、顔面マップを生成する。ステップ922において、特定の被験者についての局所的特徴およびパラメータを識別するために、フレキセルデータをレビューする。パラメータの例は、当該被験者における読み出しの範囲であり、当該範囲は正規化またはその他のデータ操作において使用され得る。ステップ924において、改善戦略を適用する。ステップ925において、改善マップが提供される。当該改善マップは、その視覚的特性を変更するために、特定のフレキセルに塗布するRMAの量を含む。
図43は、単純な芸術的戦略の一例を表す。顔面のフレキセルマップが生成されると、様々なシェーディング戦略または全体的な広範囲の戦略が外観に提供され得る。例えば、1つの戦略は、淡色の目と淡色の頬、または淡色の目と濃色の頬、または濃色の目と淡色の頬、または濃色の目と濃色の頬等、顔面の上部または下部にある白色または黒色のエリアの選択を伴う。これらの一般的なシェーディング戦略のぞれぞれは、特定の被験者に極めて独特の外見を提供し、被験者の特定の顔の造作、または、当該人物の特定の活動または目的のいずれを表すのにも適切となり得る。この例において、全体的なシェーディング戦略のうち1つが選択され、当該全体的なシェーディング戦略は、上述した中間周波数除去および特定の特徴改善等のフィルタリング戦略と共に適用される。これらの戦略の組み合わせにより、これらのアプローチの複合物である、顔面の望ましい改善マップが提供されるため、組み合わせた方式で補正が適用される。
(化粧品のための動作環境)
図1は、皮膚のエリア302にRMA264を塗布するために使用される本発明の一実施形態を示す。下記でさらに詳細に説明する以下の要素を備える塗布システム200を、関係者が組み立てる。
・コンピュータ環境100−例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ、または携帯型コンピュータデバイス
・スキャナ220−皮膚のエリア302の属性に関するデータを電子的にスキャンする
・塗布の手段240−例えば、インク等のRMA264を塗布するために使用され得るプリンタ
コンピュータ環境200は、以下をさらに含む。
・塗布アルゴリズム230
・ストレージ250−不揮発性データストレージであってよい
・塗布マップ232−皮膚のエリア302への塗布命令を提供するために、塗布アルゴリズム230によって作成される
・プリント可能な改善画像234−皮膚のエリア302への塗布命令のセットである
(Loosely Coupledシステム)
実施形態において、塗布システム200の要素は、離散ユニットを備え得、内部接続を含み得るリンク142および144を介して接続されていてよい。例えば、図2は、皮膚のエリア302への塗布のために疎接続された要素の実施形態を示す。スキャナ220と、プリンタ241と、コンピュータ環境100とは、ネットワーク130ならびにリンク142、144、および146上で通信を行っている。ネットワーク130は、インターネット、プライベートLAN(ローカルエリアネットワーク)、無線ネットワーク、TCP/IP(伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル)ネットワーク、またはその他の通信システムを含んでよく、ゲートウェイ、ルータ、およびスイッチ等の複数の要素を含んでよい。リンク142、144、および146は、ネットワーク130に使用されている技術と互換性がある。
図3は、塗布デバイス246が、容器262から皮膚のエリア302にRMA264を塗布するためにスキャナ220およびインクジェットプリンタ242を備える、一実施形態を示す。塗布デバイス246もネットワーク130上で通信を行っている。
図4は、RMA264がマゼンタ265、イエロー266、およびシアン267のRMAを含み得る、一実施形態を示す。その他の実施形態において、RMA264は、黒色または茶色および白色を追加で含み得る。
塗布デバイス246は、図3に示す携帯型スキャナ220と携帯型インクジェットプリンタ242とを備える。この例において、当該デバイスは、皮膚から1/8インチ〜1/4インチ(3.2〜6.4mm)等の均一な高さに当該デバイスを保持するために、チップまたはカップ等の高さ決定手段を有する。プローブの高度は、数ミリメートル以内の誤差であればよい。当該デバイスは、鏡または2つのカメラを使用する。デバイスは、顔面の150平方インチ(1000平方cm)を覆うために、一般に10のパスを作り、プロセスを完了するために必要な時間は、電気髭剃りに必要な時間に相当する。当該デバイスの長さは、2インチ(50mm)未満である。
一実施形態において、携帯型スキャナ220は、スキャンされる皮膚のエリア302の表面に軽く触れるエリアアレイを備える。別の実施形態において、携帯型スキャナは、スキャンされている皮膚の付近の皮膚に触れることなく移動される。スキャン中、センサ内の白色LED光源が光り、皮膚のエリア302に対して、上方からの光と定義されている通常光を適用する。LEDがオン/オフの場合の測定が行われ、光源の寄与を決定するために、2つの測定の差異を減算する。
一実施形態において、インクジェットプリンタ242は、0.001インチの解像度を持つインクジェットプリンタと、RMA264を保持することができる容器262とを備える。一実施形態において、RMA246は透明な染料を含むが、その他の実施形態においては、インクまたはその他の有用な化学物質を含む。一実施形態において、FDA(アメリカ食品医薬品局)に認可されたRMAが用いられる。図4に示すように、RMA264は、以下の色の剤を含んでよい:マゼンタ265、イエロー266、およびシアン267。黒色、茶色、および白色等、さらなる色を含んでもよい。これらの色は、インクジェットプリンタ242がヒトの皮膚のエリアにおいて任意の色を作成することを可能にすることができる。
上述したように、皮膚のエリア302に対するスキャナ220およびプリンタ241の位置を追跡するために、機械的または電子的な登録手段270が使用される。一実施形態において、登録手段270は、加速度および傾斜を測定する加速度計と、三次元におけるオブジェクトの回転を測定し当該回転を制御するジンバルとを備えてよく、これらも塗布デバイス246内に含まれ得る。これらのデバイスは、動きおよび位置決めの制御を支援し、塗布デバイス246の正しい反射角度を維持する。
図5に示すように、本発明の別の実施形態は、材料を皮膚に塗布するための複数の要素を備え、外部ネットワークを必要としない、携帯型塗布デバイス260である。携帯型塗布デバイス260の一実施形態では、皮膚のエリア302にインク248を塗布するためにインクジェットプリンタ242を使用する。
本発明の一態様は、ヒトの皮膚から画像データを取得し操作することである。一実施形態において、第一のステップは身体の一部のマップを生成するために使用され、当該マップは後に染料を選択的に塗布する特定の計画を生成するために使用される。本発明の一実施形態は、携帯型スキャンデバイスを使用してマップを生成するためのデータを取得することと、携帯型スキャンデバイスを携帯型プリントデバイスと組み合わせて使用して皮膚の領域に染料を選択的に塗布することとである。図30は、ネットワーク上での通信デバイスおよび曲面を持つ携帯型塗布デバイスを介して、材料を皮膚に塗布するために用いられ得る、本発明の実施形態を示す。
曲面は、例えば、中にヒト顔面を挿入することができるマスクまたはヘルメットと、当該顔面の周りを回る塗布デバイス(スキャナ/プリンタ)とを含み得る。そのような曲面を使用する場合、塗布デバイスがその顔面上における位置および皮膚からの距離を計算することができるように、人工知能およびマッピングによる特徴認識が必要となる。
本発明の別の実施形態は、顔または全身等の皮膚の領域をスキャンするために、ブースまたはワークステーションを使用することである。
図29は、吸取紙を備える塗布デバイス246を用いた一実施形態を示す。当該吸収紙は、上述したように、皮膚のエリア302からほぼ適切な距離を維持するためのカップ280を備える。単一パスまたは複数パスにおける吸収紙塗布デバイス246を皮膚のエリア302全体にわたって移動させる代わりに、ユーザは吸収紙塗布デバイス246を皮膚の小エリア上に置いてそれをそこで一時的に保持し、当該小エリアにおけるスキャン、解析、およびRMAの塗布を達成し、その後、吸収紙塗布デバイス246を隣の小エリアに移動させる。
図40A〜Bは、反射率および皮膚の配向データを取得するための、LEDおよびセンサのサンプルレイアウトである。
図6は、一実施形態において、塗布システム200を用いるためのプロセスを示す。このプロセスは、下記で詳細に説明する以下の高レベルのステップを含む。
・図6のステップ1000−属性を決定するための皮膚のエリア302のスキャンに基づいて塗布システム200を組み立て、決定された属性と一致するように、またはそれに反して、レジスタ内の皮膚の当該エリア302にRMA264を塗布する
・図6のステップ2000−皮膚のエリア302をスキャンする
・図6のステップ3000−塗布アルゴリズム230を用いてスキャンされたデータを解析する
・図6のステップ4000−塗布アルゴリズム230を用いてプリント可能な改善画像234を作成する
・図6のステップ5000−プリント可能な改善画像234を使用して、皮膚のエリア302にRMA264を塗布する
・図6のステップ5002−任意でステップ2000から5000を繰り返す
(塗布システムを組み立てる)
図7は、一実施形態において、図6に示すステップ1000−塗布システム200を組み立てるステップ−を表すプロセスを示す。当該プロセスは、下記で説明する以下のステップを含む。
・図7のステップ1010−塗布アルゴリズム230を提供する
・図7のステップ1020−コンピュータ環境100において塗布アルゴリズム230を提供する
・図7のステップ1030−コンピュータ環境においてストレージ250を提供する
・図7のステップ1040−皮膚のエリア302をスキャンする手段220を統合する
・図7のステップ1050−RMA264の塗布手段240を統合する
(塗布アルゴリズムを提供する)
1人以上のプログラマが、一実施形態において、図6に概説し上記で説明した本発明の要素およびプロセスを制御する塗布アルゴリズム230を作成する。塗布アルゴリズム230が作成された後、当該アルゴリズムは、図1に示すように少なくとも1つのコンピュータ環境100において使用され得、塗布システム200のその他の要素と統合され得る。例えば、一実施形態において、塗布アルゴリズム230は、サーバを備えるコンピュータ環境100にロードされ得る。コンピュータ環境100は、スキャナ220からのスキャンされたデータ等のデータを格納することができる不揮発性ストレージ250を装備し得る。
・スキャンによって皮膚の画素レベルマッピングを調整することと、
・特徴認識を提供すること、もしくは、画像改善戦略の手動選択を受け入れることと、
・プリント可能な改善画像234を作成することと、
・所定の改善を実現するために、物質の画素レベル塗布を調整することと
である。
塗布アルゴリズム230の主要な機能は、材料300の第一段階のエリアについてスキャンされたデータを解析して当該エリア300の属性の3D塗布マップ232を作成することであり、そのためには材料300の第二段階の塗布が有用となり得る。この機能の要部分は、材料の第二段階の塗布を、材料の第一段階の当該エリアが持つ属性に従って材料のレジスタ内に入れるべきか、またはそれらの属性に反してレジスタに入れるべきかを、塗布アルゴリズム230が各スキャン点で決定することである。この判定は、材料300の第一段階のエリアに何が有用となり利点となり得るかに関するアルゴリズム内の命令に基づくものである。
・図31のステップ602−スキャナ220によってスキャンを開始する
塗布デバイス246をオンにして皮膚のエリア302上を移動させると、スキャナ220がスキャンを開始する。
・図31のステップ604−スキャンされたデータをコンピュータ環境100へ送る
塗布デバイス246は、そのスキャンされたデータを、リンク144、ネットワーク130、およびリンク142を介してコンピュータ環境100へ伝送する。
・図31のステップ606−スキャンされたデータをストレージ250に格納する
・図31のステップ608−スキャンされたデータを空間周波数帯域に入れる
(プリント可能な改善画像を作成する)
本発明の化粧品の実施形態の目的は、観測者に、ある人物を、実際よりも若く知覚させるために、ヒトの視覚システムの特性を理解し活用することである。これは、画素レベルで実行されるカムフラージュの形と見なされ得る。この目的を達成するための本発明の技術は、皮膚の罹患エリアの細部をすべて一掃するものではなく、皮膚のエリアを本物らしくする、重大な、望ましい細部を留めるものであることに留意することが重要である。この目的を達成するために、本発明は、RMA264の適切な塗布を行うためのプリント可能な改善画像234を作成するために、以下で説明する洗練された技術を使用する。
図10は、コンピュータモデルおよびゲームで用いる既知の技術によって、3Dヒト顔面235が、どのように当該顔面233の2D表面マップにマッピングされ得るかの例を示す。この2Dマッピングでは、小域(制限)的にすべての表面が平面であり、「ベース」を表す剃刀モデルを作成している。
例えば、パターン認識は、目を識別するために使用され得る。
例えば、RMAを潜在的に刺激することによって改善されない目を特定することが望ましい場合がある。
例えば、目は、計算から除外され得る。
本発明によって用いられる改善技術を、以下で詳細に説明する。
図32に示すように、所定の改善を実現するためにRMA264の画素レベル塗布を調整することは、以下のステップによって実現され得る。
・図32のステップ6060−プリント可能な改善画像234を塗布デバイス246へ送る
・図32のステップ6070−インクジェットプリンタ242を使用して、プリント可能な改善画像234にRMA264を塗布する
(実施形態の動作)
本発明の動作は、図3に示す塗布デバイス246およびコンピュータ環境100を参照して説明され得る。
ユーザは、スキャナ220がデータを記録し得るように、皮膚のエリア302全体にわたって塗布デバイス246を移動させる。例えば、皮膚のエリア302はユーザの顔であってよい。スキャナ220は、ネットワーク130を介して、スキャンされたデータをコンピュータ環境100に送り、ここで当該データはストレージ250に格納される。
塗布アルゴリズム230は、格納されているデータを空間周波数帯域に入れ、皮膚のエリア302のランドスケープおよびRMA264の塗布が必要な寸法を決定するために、パターン認識を使用してそれらを解析する。
塗布アルゴリズム230は、2D表面マップ233に基づいて、プリント可能な改善画像243の作成も行う。
塗布アルゴリズム230は、容器264から皮膚のエリア302にRMA264を塗布するようインクジェットプリンタ242をトリガする塗布デバイス246へ、ネットワーク130を介してプリント可能な改善画像234を送る。インクジェットプリンタ242は、皮膚のエリア302の異なる部分に望ましい結果を作成するために、異なる量および混合のRMA264を画素レベルで塗布し、塗布を極めて正確なものにする。
上述したように、十分な演算能力があるため、塗布デバイス246は、データをスキャンすることおよびRMA264を塗布することの両方のために、皮膚のエリア302全体にわたって1つのパスを作るだけでよいであろう。
ハンドヘルドシステムにおいて、デバイスは、吸い取られる、または皮膚全体にわたって移動されることができるよう、電気剃刀またはパウダーパフのサイズであってよい。デバイスは、皮膚外観の全体的な平滑化を提供するための単一パスモードで、または、各パス上において比較的小さな補正を提供するために皮膚の各エリア上にあるいくつかのパスが使用される複数パスモードで、使用され得る。システムは、動作が完了したことを示すトーン等のフィードバック手段を含み得る。
図26は、ハンドヘルドスキャナを示す。この例において、スキャナ筐体は、プリンタヘッド等の塗布デバイスが皮膚に対してほぼ既知の距離および配向で維持されるように、皮膚に触れる。
ヘルメットモードは、スキャンおよび塗布デバイスが指定の限定移動経路を有する、備え付けシステムの例である。備え付けシステムは、座標基準点、ガイドストリップ、および可動プローブを含み得る。
例えば、ユーザは、自身の顔の上で塗布デバイス246を移動させ、顔の魅力を改善するためのメイクアップの形としてRMA264を塗布させることが可能である。これらのRMAは、美しいホクロ等の望ましい細部は留めながら、皮膚のトーンアップまで行う透明な染料、またはインク、または顔料を含み、頬に赤みを帯びた色を加え、皮膚の不具合および傷を隠して、ヒトの目に対する皮膚の魅力を大幅に改善する。一般に、一実施形態において、ユーザは、目および口を閉じて、それらがRMA264に曝露されるのを防止し得る。別の実施形態において、システムは、目等の敏感なエリアを認識し、それらの敏感なエリアにRMA264を、塗布しないように自身を制限するために、特徴識別を使用し得る。
2D表面マップ233および当該顔を表すプリント可能な改善画像234が格納されると、それらを繰り返し使用して、例えば迅速な日常の化粧品タッチアップ用の塗布デバイス246で、顔にRMA264を迅速に塗布し得る。
・顔のメイクアップ
SPS15のサンブロック等、日焼け止めローションの成分が追加され得る。例えば、母親は月に一度、外観および日射し避けの両方のため、子供にスプレーし得る。
・口紅
・アイライナー
・眉のメイクアップおよび整形
・日焼け
・マニキュア
・疑似ナイロンストッキング
・刺青および特殊デザイン−永久的なものおよび一時的なもの
・例えばハロウィン用の顔面マスク
・ボディペイント
・メッシュを入れた髪
・カムフラージュ
例えば、皮膚のエリアの属性をカムフラージュし、皮膚のエリアの底部にあるエリアを明るくし、頂面上のエリアを黒くすることであり、これは、上方からの光によって、自然な、ひいては予期されるパターンを反転させるからである。
・重度外傷のメイクアップ
例えば、メイクアップは、化学療法または放射線療法によって顔の毛を失った癌患者の眉をシミュレートするために塗布され得る。
この実施形態において、先行技術のデバイスを超える、改善された外観を作成する人工的な日焼けを提供するためのデバイスが提供される。
日光または日焼けブース内の光に皮膚を曝露させることによる自然な日焼けは、人々が魅力を増大させるために使用する、よくある手法である。自然な日焼けは、皮膚の外観を平滑化する傾向があり、これによって皮膚はより若々しく見える。例えば、老斑、瘤、シワ、およびニキビ痕等の魅力的でない不具合は一般に、年齢を重ねるとともに人々の皮膚に現れる。ヒトの目は、皮膚のエリアの淡/濃におけるコントラストを作成するため、これらの不具合を知覚し、皮膚をより不規則且つ滑らかさが少ないように見せる。老斑は一般に、その周囲のエリアよりも濃い。瘤は、太陽がその人物の上方から照らす場合の自然な照明条件において、その下に影を投げ掛けることが多い。シワは、皮膚にある陥凹した谷のようなものであるため、光に曝露されることは少なく、その周囲の表面よりも濃い外観を有する。ニキビ痕も同様に濃いエリアである。
対照的に、本発明は、自然な日焼けをシミュレートするために、フレキセルにおけるスキャンされた空間周波数の特定の範囲を対象とした改善を行う。これにより、魅力を改善するために、茶色またはメラニン色等の単色のRMAを塗布して、いくつかの空間周波数にあるパターンを変化させ、その他の周波数にあるパターンを留める。例えば、暖色のエリア、若く見える雀斑、およびビューティマークを留めながら、皮膚の選択的なエリアを黒くすることによってエリア間の濃淡のコントラストを削減するために、RMAが塗布され得る。一般に、RMAは、選択された淡色エリアを黒くするために、スキャンによって得られたデータとは逆に塗布される。スキャンされたデータは、その反射率およびそのトポグラフィを識別するために解析され、それらはいずれも、どのフレキセルを黒くすべきかを正確に決定するために有用なものである。表面テクスチャのシェーディングを識別するために、皮膚上にある特徴の表面角度が、ゲームにおいて行われるようにして決定される。
本発明は、図12に示す表面テクスチャの変動400を持つ、例えば極小の瘤を表す、極めて小さいエリアを識別し得る。本発明は、光源に対する表面角度のおかげでより多くの照射を受けているためにより明るく見える、瘤400のより明るく見えるエリア404にインクまたは染料を塗布し、瘤の下の、陰になったより暗く見える部分406を黒くしないでままにし得る。これにより、瘤の次元に関連する明暗のコントラストを削減し、皮膚をより滑らかに見せる。
皮膚における、場合によっては何十万もの瘤およびその他の小さな不規則性に対して、特異的な画素レベルの改善を同様に行うことにより、皮膚の平滑性の全体的な視覚的知覚は大幅に改善される。例えば、シワの周囲のより明るいエリアを黒くし、陰になっているため既に黒く見えている傾向があるシワ内の陥凹エリアは黒くしないでおき、それによってシワをカムフラージュすることができる。
本発明の疑似日焼けは、インクもしくは染料、または化学的に変化させる黒化剤、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー等の複数の色の代わりに1つの色で日焼けをシミュレートするために使用される化合物の使用による、化粧品改善を提供する。
本発明の技術は、図12に示す瘤400等の極めて小さい特徴だけでなく、皮膚のはるかに大きいエリアにも適用され得る。例えば、筋肉の定義をシミュレートするため、および、胸または頬骨の下部を黒くし、谷間を明るくすることによって、これらの特徴を突出させるために使用し得る。
図47Aは、老斑、小さな傷、および静脈瘤等の皮膚マーク用の、ハンドヘルドデバイスの一実施形態の側面図である。図47Bは、図47Aのデバイスの正面図であり、図47Cは、図47BのセクションAA’に沿った水平断面図である。
この実施形態において、唇、または目の周囲等、皮膚の特殊なエリアにプリントするためのユニットが提供される。当該ユニットは、ブース型備え付け備品として設けられてもよいが、好ましくはハンドヘルドデバイスのように携帯型である。当該デバイスは、安定性および位置合わせを提供するために、顎当て等の携帯型支持材を含み得る。
(皮膚以外の表面について)
本発明は、皮膚以外の表面に物質を塗布するためにも使用されることができ、以下に例を示す。
・ケーキ、クッキー、その他のデザート、野菜、果物、肉、および魚等の食品に対して、それらの外観を改善し、栄養素含有量を改善するために
・葉および花を含む植物に対して、それらの外観を改善するために
・衣類、家具、壁、および床に対して、それらの外観を改善するために
・あらゆる吸収面に対して
(その他のハードウェアおよびソフトウェア)
本発明の異なる実施形態では、幅広い可能なハードウェアおよびソフトウェア技術を用い得ることも当業者には明らかであろう。例えば、Webサービスプロバイダとクライアント企業のコンピュータとの間の通信は、有線、無線、赤外線、またはラジオのものを含む任意の数のリンクを介して、および、未だ存在していないものを含む、引用した以外の通信ネットワークを介して行われ得る。
Claims (20)
- ヒトの皮膚の領域の視覚的魅力を改善するための装置であって、
筐体と、
少なくとも1つの光源であって、該光源は、オンおよびオフされ得る、光源と、
少なくとも1つのカメラであって、該カメラは、該ヒトの皮膚の領域の1つ以上の画像を生成し、該ヒトの皮膚の領域は、フレキセルに割り当てられる、カメラと、
コンピュータ環境であって、該コンピュータ環境は、該1つ以上の画像を処理することにより、パターンを提供する複数のフレキセルのそれぞれの反射特性を測定し、該コンピュータ環境は、所望の補正を提供するように該複数のフレキセルのうちの特定のフレキセルに対して塗布され得る反射変性剤(RMA)の総量を決定し、該総量は、該複数のフレキセルのそれぞれの反射特性に基づいて決定され、該コンピュータ環境は、該特定のフレキセルに対して塗布するRMAの量を決定し、該量は、該総量の一部である、コンピュータ環境と、
少なくとも1つのRMA塗布素子であって、該RMA塗布素子は、該量に基づいて特定のフレキセルに対して該RMAを選択的に塗布することにより、該パターンを変更する、RMA塗布素子と
を備える、装置。 - 前記筐体はブースである、請求項1に記載の装置。
- 前記ブースは日焼けブースである、請求項2に記載の装置。
- 前記装置はハンドヘルドデバイスであり、該ハンドヘルドデバイスは、前記ヒトの皮膚の領域上において手動で移動させ得る、請求項1に記載の装置。
- 前記装置はハンドヘルドデバイスであり、該ハンドヘルドデバイスは、皮膚マークの外観を改善するために、該皮膚マーク上に手動で配置され得る、請求項1に記載の装置。
- 前記装置は、唇または目の周囲等、ヒトの皮膚の特別な領域に近接して置かれるように設計される、請求項1に記載の装置。
- 前記RMA塗布素子は、ドロップ制御デバイスをさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記ドロップ制御デバイスは、少なくとも1つのインクジェットプリントヘッドをさらに備える、請求項7に記載の装置。
- 前記光源は複数の発光ダイオードであり、このような第一の発光ダイオードは第一の波長の発光を有し、第二の発光ダイオードは第二の波長の発光を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記光源は、
前記筐体に対して第一の角度に配向された第一の光源と、
該筐体に対して第二の角度に配向された第二の光源と
をさらに備える、請求項1に記載の装置。 - ヒトの皮膚の領域の視覚的魅力を改善するためのシステムであって、該システムは、
少なくとも1つの反射変性剤(RMA)を提供する手段と、
該ヒトの皮膚の領域の1つ以上の画像を生成する手段であって、該ヒトの皮膚の領域は、フレキセルに割り当てられる、手段と、
該1つ以上の画像を処理することにより、パターンを提供する複数のフレキセルのそれぞれの反射特性を測定する手段と、
該複数のフレキセルのそれぞれの反射特性に基づいて、所望の補正を提供するように該複数のフレキセルのうちの特定のフレキセルに対して塗布するRMAの総量を決定する手段と、
該特定のフレキセルに対して塗布するRMAの量を決定する手段であって、該量は、該総量の一部である、手段と、
該量に基づいて該特定のフレキセルに対して該RMAを塗布することにより、該パターンを変更する手段と
を含む、システム。 - 前記少なくとも1つのRMAを提供する手段は、複数の透明な染料を提供する手段をさらに含む、請求項11に記載のシステム。
- 前記1つ以上の画像を処理することにより、複数のフレキセルのそれぞれの反射特性を測定する手段は、
オンまたはオフになるように制御され得る複数の光源を提供する手段と、
複数の照明条件を作成する手段であって、各照明条件は該光源のそれぞれについてオン状態またはオフ状態の選択を含み、該1つ以上の画像のそれぞれは、該複数の照明条件を繰り返しながら得られた画像データを含む、手段と、
該画像データから、該複数のフレキセルの反射率を決定する手段と
をさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 画像化されるフレキセルの位置を決定する手段をさらに含む、請求項13に記載のシステム。
- 前記画像データから、基準面に対する前記フレキセルの傾斜を決定する手段をさらに含む、請求項14に記載のシステム。
- 前記フレキセルの前記傾斜および該フレキセルに近接するその他のフレキセルの傾斜から、局所的な皮膚形態を決定する手段をさらに含む、請求項15に記載のシステム。
- 前記複数のフレキセルのそれぞれの反射特性に基づいて、所望の補正を提供するように該複数のフレキセルのうちの特定のフレキセルに対して塗布するRMAの総量を決定する手段は、
実際の皮膚の領域のマップを構築する手段であって、該マップは該複数のフレキセルのそれぞれの位置および反射率を含む、手段
をさらに含み、該構築する手段は、
中間周波数成分の一部を該実際の皮膚の領域の該マップから除去することと、
該実際の皮膚の領域の該マップを解析して皮膚の特徴を決定し、かつ該皮膚の特徴に対する補正および改善を決定することと、
補正および改善のための任意の手動入力を受け入れることと
によって、理想的なマップを構築する、請求項11に記載のシステム。 - 前記量に基づいて特定のフレキセルに対してRMAを塗布することにより、前記パターンを変更する手段は、
スキャナおよびプリンタユニットを前記皮膚の領域上に向ける手段と、
該スキャナを使用して位置を決定する手段と、
該位置から所望の補正を決定する手段と、
該補正の少なくとも一部を該皮膚に適用する手段と
をさらに含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記RMAは少なくとも三つの異なる色の透明な染料を含み、フレキセルに対する所望の補正は、特定量の該三つの色の透明な染料のそれぞれを塗布することによって得られ得る、請求項11に記載のシステム。
- 前記量に基づいて特定のフレキセルに対してRMAを塗布することにより、前記パターンを変更する手段は、皮膚の領域上におけるスキャンおよびプリントの複数のパスを作る手段をさらに含む、請求項11に記載のシステム。
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