JP6001245B2 - 皮膚評価装置、皮膚評価方法、及び皮膚評価プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、スペクトルカメラ等の対象物のスペクトル情報を画像として捉えることができる撮像手段の仕様や特性に最適な照明装置を用いて高精度な分光反射画像を取得し、取得した分光反射画像から高精度な皮膚(肌)評価を行うための皮膚評価手法を提供する。
図1は、皮膚評価システムの概略構成の一例を示す図である。図1に示す皮膚評価システム1は、照明装置10と、皮膚評価装置20とを有するよう構成されている。
次に、本実施形態における照明装置10について具体的に説明する。図2は、照明装置の機能構成の一例を示す図である。なお、図2(a)は、照明装置10を側面から見た図を示し、図2(b)は、照明装置10を上面から見た図を示し、図2(c)は、照明装置10を正面(矢印A方向)から見た図を示している。
また、照明ボックス31の少なくとも内面側は、例えば白色の梨地面になっていることが好ましい。梨地面とは、例えば表面を微細で均一なざらつき加工を施した面をいう。これにより、ボックス内部を無光沢にすることができるため、照明の拡散性を向上させることができる。したがって、被写体の顔に均一な光を照射させることができる。
次に、照明装置10における光源の配置例について図を用いて説明する図3は、光源の配置の一例を示す図である。なお、図3(a)は、光源を配置する配置板を上面から見た図を示し、図3(b)は、配置板を側面から見た図を示している。なお、図3(a)、図3(b)の例では、照明ボックス31内において所定の位置で静止させた被写体に対して左右対称にある光源32−1,32−2のうちの一方について説明するが、他方についても同様の配置となっている。
次に、照明装置10における光源の配置について説明する。本実施形態における光源は、分光画像の取得に最適な影、明るさ、ムラの発生しない光源配置が好ましい。そこで、本実施形態では、例えば上述するような自然光LED光源の形状として蛍光管を用いることができる。なお、蛍光管は、例えば長さが約250〜350mm、縦が約10〜15mm、横が約15〜20mm等を用いることができるが、本発明における形状や大きさについてはこれに限定されるものではない。なお、具体的には、例えば縦が約300mm、縦が約12mm、横が約19mm等とするのが好ましい。また、蛍光管は、例えば円筒の形状であってもよい。
次に、本実施形態における肌評価装置20の機能構成例について図を用いて説明する。図4は、本実施形態における肌評価装置の機能構成の一例を示す図である。図4に示す肌評価装置20は、入力手段51と、出力手段52と、蓄積手段53と、撮影画像取得手段54と、画像処理手段55と、評価手段56と、画面生成手段57と、送受信手段58と、制御手段59とを有するよう構成されている。
ここで、上述した皮膚評価装置20においては、各機能をコンピュータに実行させることができる実行プログラム(皮膚評価プログラム)を生成し、例えば汎用のパーソナルコンピュータ、サーバ、携帯端末、ゲーム機器等にその実行プログラムをインストールすることにより、本実施形態における画像処理や皮膚評価処理することができる。
次に、本実施形態における皮膚評価処理手順について説明する。図6は、本実施形態における皮膚評価処理手順の一例を示すフローチャートである。
ここで、上述した重回帰分析の一例について説明する。重回帰分析は、例えば上述した特許第3798550号公報に示された手法等を用いることができる。つまり、本実施形態では、皮膚の反射スペクトル、ランベルト−ベール(Lambert−Beer)の法則における透過率を皮膚の反射率に置き換えた吸光度モデル及び皮膚の構成成分の吸光係数スペクトルを用いて重回帰分析を行うことにより、上述したS06の処理において皮膚中の成分量を求めることができる。なお、上述した皮膚中の成分は、例えばメラニン、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの少なくとも1つである。また、本実施形態では、スペクトルカメラ11から得られる約400〜800nmの波長領域内で重回帰分析を実施することができる。
次に、本実施形態における画像処理の具体例について説明する。上述した画像処理では、上述したスペクトルカメラ11で撮影された画像に対し、予め設定された画像補正処理を行う。
本実施形態における第1の補正手法では、照明の空間的なばらつきを補正するため、白色(用紙)による補正を行う。このとき、予め設定された補正式を用いることで、補正精度を均一化することができる。具体的には、スペクトルカメラ11を用いて被写体を撮影した画像と、白色の用紙又は白板を撮影した画像とを用いて補正を行う。
本実施形態における第2の補正手法では、照明の時間的なばらつきを補正するため、色票による補正を行う。具体的には、色票を1画像毎に撮影し、被写体の画像と色票とを用いて補正を行う。
本実施形態における第3の補正手法では、照明の空間的なばらつき及び時間的なばらつきを補正するため、白色+色票による補正を行う。具体的には、最初に第1の補正手法により白色による画像の補正を行った後、色票による画像補正を行う。なお、第3の補正手法における具体的な補正式は、上述した(2)〜(5)式を適用することができるため、ここでの具体的な説明は省略する。
次に、上述した補正手法に基づく画像の補正結果について検討する。検討方法としては、例えば女性83名の頬部のデータを用いて、上述した各補正手法により算出されるスペクトルカメラ11から取得した画像におけるメラニン量(Me)/ヘモグロビン(Hb)/ヘモグロビン酸素飽和度(SO2)と、測色計の出力とを比較する。また、各補正手法により算出されるスペクトルカメラの反射率と、測色計の反射率とを比較する。なお、反射率としては、例えばコニカミノルタホールディングス(株)社製の測色計(Cm−700)による反射率を用いる。
次に、上述した画面生成手段57における画面生成について説明する。本実施形態では、画面を生成する際、スペクトルカメラ11で撮影された被写体の顔画像(肌、皮膚等を含む)が、一般的なデジタルカメラと同様に表示できるようにRGBバランス・コントラストの変更を行う。
次に、上述した評価手段56等における評価方法の一例について説明する。本実施形態では、上述したスペクトルカメラ11により撮影された画像に対して上述した画像処理を行い、処理された画像を用いて様々な評価を行うことができる。例えば、本実施形態では、被写体の顔画像のXY座標の位置データに対してスペクトルデータをモーフィングすることで目の周りにクマのある人・クマのない人の平均形状と特徴量を解析することでクマの評価を行うことができる。
10 照明装置
11 スペクトルカメラ
12 照明装置本体
20 皮膚評価装置
31 照明ボックス
32 光源
33 額当て
34 カメラレンズ用開口部
35 顎乗せ部
36 色票
37 カメラ台固定部
38 カメラ台
39 電動テーブル
40 移動部
41 配置板
42 補強部材
43 窓部
44 面
45 開口部
46 ケーブル
51 入力手段
52 出力手段
53 蓄積手段
54 撮影画像取得手段
55 画像処理手段
56 評価手段
57 画面生成手段
58 送受信手段
59 制御手段
61 入力装置
62 出力装置
63 ドライブ装置
64 補助記憶装置
65 メモリ装置
66 CPU
67 ネットワーク接続装置
68 記録媒体
Claims (11)
- 1つの画像に含まれる画素毎に所定の波長領域における光の強度データを取得可能な撮像手段により撮影された被写体の顔画像を用いて、該被写体の皮膚の評価を行う皮膚評価装置であって、
所定の照明装置に設置された前記撮像手段により撮影された前記被写体の顔の2次元画像の前記光の強度データに対応する分光反射画像を取得する撮影画像取得手段と、
前記撮影画像取得手段により得られる分光反射画像に対し、白色による補正処理及び色票による補正処理のうち少なくとも1つを用いて画像補正を行い、補正された画像に対し、予め設定された吸光度モデル及び皮膚の構成成分の吸光係数スペクトルを用いた重回帰分析を行うことで前記被写体の皮膚のメラニン量、ヘモグロビン量、及びヘモグロビン酸素飽和度のうち少なくとも1つを取得する画像処理手段と、
前記画像処理手段により得られる前記メラニン量、前記ヘモグロビン量、及び前記ヘモグロビン酸素飽和度のうち少なくとも1つを用いて前記被写体の皮膚の評価を行う評価手段とを有することを特徴とする皮膚評価装置。 - 前記画像処理手段は、
前記撮影画像取得手段により得られる画像に対し、撮影時の前記照明装置における光源の影響を除去する画像補正を行うことを特徴とする請求項1に記載の皮膚評価装置。 - 前記評価手段は、
複数の被写体の顔画像から取得した前記光の強度データに基づいてモーフィング処理を行い、処理された画像を評価の指標として用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の皮膚評価装置。 - 前記評価手段は、
前記被写体の目の周りのクマ評価を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の皮膚評価装置。 - 前記画像処理手段により得られる処理結果及び前記評価手段により得られる評価結果のうち少なくとも1つを含む画面を生成する画面生成手段を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の皮膚評価装置。
- 請求項1乃至5の何れか1項に記載の皮膚評価装置を美容目的で用いた皮膚評価方法であって、
前記皮膚評価装置の画像取得手段により、所定の照明装置に設置された前記撮像手段で撮影された前記被写体の顔の2次元画像の前記光の強度データに対応する分光反射画像を取得する撮影画像取得ステップと、
前記皮膚評価装置の画像処理手段により、前記撮影画像取得ステップから得られる分光反射画像に対し、白色による補正処理及び色票による補正処理のうち少なくとも1つを用いて画像補正を行い、補正された画像に対し、予め設定された吸光度モデル及び皮膚の構成成分の吸光係数スペクトルを用いた重回帰分析を行うことで前記被写体の皮膚のメラニン量、ヘモグロビン量、及びヘモグロビン酸素飽和度のうち少なくとも1つを取得する画像処理ステップと、
前記皮膚評価装置の評価手段により、前記画像処理ステップにより得られる前記メラニン量、前記ヘモグロビン量、及び前記ヘモグロビン酸素飽和度のうち少なくとも1つを用いて前記被写体の皮膚の評価を行う評価ステップとを有することを特徴とする皮膚評価方法。 - 前記画像処理ステップは、
前記撮影画像取得手段により得られる画像に対し、撮影時の前記照明装置における光源の影響を除去する画像補正を行うことを特徴とする請求項6に記載の皮膚評価方法。 - 前記評価ステップは、
複数の被写体の顔画像から取得した前記光の強度データに基づいてモーフィング処理を行い、処理された画像を評価の指標として用いることを特徴とする請求項6又は7に記載の皮膚評価方法。 - 前記評価ステップは、
前記被写体の目の周りのクマ評価を行うことを特徴とする請求項6乃至8の何れか1項に記載の皮膚評価方法。 - 前記皮膚評価装置の画像処理手段により、前記画像処理ステップにより得られる処理結果及び前記評価手段により得られる評価結果のうち少なくとも1つを含む画面を生成する画面生成ステップを有することを特徴とする請求項6乃至9の何れか1項に記載の皮膚評価方法。
- コンピュータを、請求項1乃至5の何れか1項に記載の皮膚評価装置が有する各手段として機能させるための皮膚評価プログラム。
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