JPH08308634A

JPH08308634A - 肌の評価装置

Info

Publication number: JPH08308634A
Application number: JP7124067A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Ando; 信裕安藤; Hiroaki Imai; 博明今井; Junko Suzuki; 淳子鈴木
Original assignee: Pola Chemical Industries Inc
Current assignee: Pola Chemical Industries Inc
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1996-11-26
Anticipated expiration: 2018-07-14
Also published as: JP3426052B2

Abstract

(57)【要約】【目的】肌の評価を手軽に客観的且つ定量的に行える
装置を提供する。【構成】肌表面画像の測色値、皮膚表面の凹凸、角質
細胞の大きさ、角質細胞メラニンの大きさと位置等の計
測工学的測定値について、被測定物上の位置による不均
一性を定量化し、その不均一性の大きさによって肌の状
態を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、肌の状態値の不均一性
を指標とする肌の評価技術に関し、更に詳しくは、肌色
の測色値の不均一性を指標とする肌の評価装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】健康な美しい肌を得ることはだれしも願
って止まないものである。この為多くの化粧料が開発さ
れたり、美容法が考案されたりしてきた。しかし、これ
らの物がその効果を充分発揮するためには、それぞれの
肌に対応したそれらの処置を行うことが必要である。そ
れ故、各人の肌を的確に評価する技術が非常に重要とな
ってきている。

【０００３】この様な見地から様々な肌の評価方法が考
案されてきた。例えば、肌色を測色し肌の日焼けを推定
したり、レプリカの観察から得られる形状の情報から肌
の状態を推定する方法、角層のターンオーバーの速度を
測定する方法等が挙げられる。しかしながら、これら
は、観察者の人手に頼っており、観察者の直感的な判断
が重要な要素となっている。このため、観察者は、長期
の習熟が必要であり、誰でも手軽に行えるわけではなか
った。更に客観的に数値の大小等で明確に評価し比較す
ることも不可能であった。又、従来の評価方法では、測
定値又は評価値は平均値が用いられており、ばらつきを
用いて評価することは行われていなかった。

【０００４】肌の状態値の不均一性と肌の機能や生理の
間の因果関係は全く知られていなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる状況に
鑑みて為されたものであり、肌の評価値を算出する装置
を提供し、肌の評価を誰にでも手軽に客観的且つ定量的
に行えるようにすることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、肌の美し
さについて研究を重ねてきた結果、肌の美しさと肌の状
態値のばらつきの間に因果関係を見いだした。更に、詳
細に検討を重ねた結果、肌の状態値のばらつきが、肌の
生理状態・形態状態の善し悪しや老化の程度を評価する
重要な指標になることを見いだし発明を完成させた。

【０００７】すなわち本発明は、肌の状態の不均一性を
指標とする肌の評価装置である。皮膚表面の形態、色調
などを官能的に観察した場合には、色素沈着が多い、く
すんでいる等のように評価されるが、機器的に測定した
場合には明確な評価できないことが多い。本発明者は、
この原因として、機械は皮膚表面全体の平均を測定して
いるのに対し、視覚では色調などの不均一な状態を評価
しているのではないかと考えた。そして、「加齢に伴い
色調の不均一性は増大する」という仮説をたて、不均一
性を評価する装置を模作した。その結果、以下に示すよ
うに、肌色、低輝度領域の面積もしくは位置、皮膚表面
形態、及び角質細胞面積もくしは角質細胞中のメラニン
面積等のばらつきが、年齢と相関することを見い出し、
この知見に基づいて本発明を完成させた。

【０００８】本発明の肌の評価装置は、肌の状態の不均
一性を指標とする。肌の状態の不均一性は、肌の表面画
像を計測工学的に測定し、測定部位による測定値のばら
つきを算出する。これにより、肌の状態の不均一性を計
測することができる。

【０００９】量に関する測定値のばらつきは、例えば、
標準偏差又は変動係数（標準偏差／ｘ）を求めることに
より数値化することができる。また、位置に関する測定
値のばらつきは、ボロノイ分割処理により算出すること
ができる。ボロノイ分割処理については後述する。

【００１０】本発明を適用する肌としては、部位には特
段の限定はされず、例えば頬などの顔面皮膚、及び上腕
内側部が挙げられる。特に、頬が好ましい。測定項目と
しては、肌色、低輝度領域の面積もしくは位置、皮膚表
面形態、及び角質細胞面積もしくは角質細胞中のメラニ
ン面積が挙げられる。測定は、これらの項目を単独に測
定してもよいが、複数項目を測定することによって正確
な評価が可能になる。

【００１１】肌色の測定は、肌の表面画像を色の要素を
数値化した信号へ変換する。この信号としては、肌の状
態を表すことができるものであれば特に制限されない
が、例えばＲＧＢ信号、マンセル信号、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号
（ＪＩＳＺ８７２９）、ＸＹＺ信号、明度、色相及び
彩度を表す信号等が挙げられる。ＲＧＢ信号を用いる場
合には、肌の表面画像をＲＧＢ（赤、緑、青）画像とし
て撮像し、画素毎について色表示を赤、緑、青に分け、
各々の色の輝度を数値化することにより行う。さらに、
ＲＧＢ信号をＬ^*、ａ^*、ｂ^*信号に変換し、このＬ^*、ａ
^*、ｂ^*信号を用いて解析を行うと、解析結果を他の分野
へ応用することが容易となる。加齢変化の評価において
はＬ^*ａ^*ｂ^*信号の中では、Ｌ^*値を使用することが好ま
しい。

【００１２】肌色の不均一性を計測する方法としては、
肌の表面画像を、マトリックス、例えば、一辺０．１〜
０．５ｍｍ程度のマトリックスに分割し、各マトリック
スにおける肌色のばらつきを算出する方法が挙げられ
る。

【００１３】色素沈着がある部位は、周辺の皮膚に対し
て特に大きな色差をもつ。このような部位は低輝度領域
として捉えることができる。低輝度領域の面積もしくは
位置のばらつきによっても、肌を評価することが出来
る。低輝度領域の抽出に際しても、Ｌ^*値（明度指数）
についての輝度を指標とすることが好ましい。

【００１４】また、低輝度領域の位置のばらつきは、ボ
ロノイ分割処理により算出することができる。すなわ
ち、肌の表面画像中で隣接する２つの低輝度領域（粒
子）の重心を結ぶ直線に対する垂直２等分線をひき、そ
れにより囲まれた領域（ボロノイ多角形）の面積の分布
によって、粒子の位置の不均一性を調べることが出来
る。

【００１５】肌の評価は、皮膚表面形態の不均一性によ
っても行うことができる。例えば、皮膚のレプリカに光
を斜めから照射することにより肌の表面凹凸の明暗画像
を作成し、画像上に設定した複数の直線上の明暗を波形
として表し、各々の波形間における１サイクルの面積も
しくは波長のばらつきを測定することにより、不均一性
を調べることができる。また、皮膚のレプリカに光を斜
めから照射することにより肌の表面凹凸の明暗画像を作
成し、この画像をマトリックスに分割し、各マトリック
スにおける明暗のばらつきを測定することによっても、
不均一性を調べることができる。このマトリックスとし
ては、１辺０．００５〜１０ｍｍのマトリックスが好ま
しく、更に好ましくは０．０２〜１ｍｍのマトリックス
である。

【００１６】さらに、肌の評価は、角質細胞面積もくし
は角質細胞中のメラニン面積のばらつきによっても行う
ことができる。測定値（不均一性値）と年齢との関係
は、例えば、重回帰分析を行い、各測定値を説明変量と
する重回帰式を作成することによって表すことができ
る。予め複数の健常人について、上記のような測定項目
について測定し、測定値と年齢との関係を求めておく。
得られた関係式またはグラフに測定対象についての測定
値をあてはめることにより、測定対象の肌が実際の年齢
よりも若いかあるいは老化しているか等を評価すること
ができる。

【００１７】次に、肌の状態の不均一性と年齢との関係
について述べる。＜１＞色調の不均一性の解析〔１〕分光測色計による肌の色調の解析１１〜５９才の健常女性７５人について、頬部の４×４
ｃｍ²の領域について分光測色計（ミノルタスペクトロ
フォトメーター、ミノルタ（株））を用いて色調を測定
した。測定は、前記領域を９つの区分に分割し、各区分
について行い、平均値を求めた。Ｌ^*値についての結果
を図１に示す。この結果、加齢に伴うＬ^*値の変化は見
い出されなかった。

【００１８】つぎに、各区分でのＬ^*値のばらつき、す
なわち標準偏差を求め、加齢に伴う標準偏差の変化を調
べた。結果を図２に示す。この結果、危険率０．０１未
満で標準偏差と加齢との相関関係が認められた。Ｌ値だ
けでなく、ａ^*値、ｂ^*値も測定したが、Ｌ値においての
み加齢に伴う標準偏差の変化が認められた。Ｌ^*値、ａ^*
値、ｂ^*値ともに平均値では変化が認められなかった。
こうして、前記仮説の妥当性が示唆された。〔２〕ビデオ画像による肌の色調の解析次に、上記仮説が正しいことを検証するために、微視的
領域（１×１ｃｍ²）、および巨視的領域（４×４ｃ
ｍ²）で、肌の色調を調べた。微視的領域にはビデオマ
イクロスコープシステム（スカラ製、ＶＭＳ−１００Ｇ
Ｓ）を、巨視的領域にはビデオカメラシステム（ビクタ
ー製、ＴＩＯ−１０１０）を用いた。（１）肌の色調の微視的解析ビデオマイクロシステムから入力した頬部の画像を、５
１２×４８０の約２４万個の画素に分割し、各々の画素
について色表示を赤、緑、青に分け、各色の輝度を２５
６階調で表すことにより、画像をデジタル化した。１つ
の画像の全画素のＲＧＢそれぞれの輝度のヒストグラム
を算出し、輝度の標準偏差を求め、これを不均一性値と
した。

【００１９】しかしながら、色変化の把握のしやすさや
得られる成果の他の分野への応用を考えた場合、Ｌ^*ａ^*
ｂ^*値での表現が必要となる。したがって、３２５色の
標準肌色色票（財団法人日本色彩研究所製の肌色を全て
網羅した色票（Ｌ^*４５．６〜８５．９、ａ^*０．５〜２
６．１、ｂ^*１．８〜４０．７））を用い、重回帰分析
によりＲＧＢの輝度をＬ^*ａ^*ｂ^*値に変換するための変
換式（下式）を求め、これを画像解析アプリケーション
ソフトに組み込み、ＲＧＢ画像をＬ^*ａ^*ｂ^*画像に変換
した。数１式において、実測値との相関とは、Ｌ^*ａ^*ｂ
^*画像による解析結果とＲＧＢ解析による解析結果との
相関を指す。

【００２０】

【数１】 L^*= 0.049R+0.186G+0.089B+26.17 (実測値との相関 r=0.9988, P<0.001) a^*= 0.414R-0.483G+0.101B+0.486 (実測値との相関 r=0.9032, P<0.001) b^*= -0.027R+0.918G-0.856B+0.711 (実測値との相関 r=0.8965, P<0.001)

【００２１】得られたＬ^*ａ^*ｂ^*画像を、前記と同様に
５１２×４８０の約２４万の画素に分割し、各々の画素
の輝度のヒストグラムを算出し、輝度の標準偏差を求
め、これを不均一性値とした。

【００２２】１１才から５９才までの７５名のパネラー
について、ビデオマイクロスコープシステムから入力し
た頬部の画像を上記のようにしてＬ^*ａ^*ｂ^*画像に変換
し、平均値及び不均一性値を算出し、加齢との相関を求
めた。その結果、Ｌ^*ａ^*ｂ^*値についてはいずれの平均
値も加齢に伴う変化は認められなかったが、Ｌ^*値の不
均一性値は加齢に伴い有意（ｐ＜０．０５）に増加し、
前記仮説の妥当性が支持された。（２）肌の色調の巨視的解析上記のようにして微視的領域における仮説の妥当性が示
されたので、次に巨視的領域での仮説の妥当性を検証し
た。

【００２３】パネラーの頬表面に、標準光源であるＤ６
５光源を用い、上部及び左右４５度方向から３０００ル
クスの光を照射し、約５０ｃｍの距離からＣＣＤカメラ
により画像をビデオカメラシステムに入力し、Ｌａｂ値
の平均値と標準偏差値（不均一性値）を求めた。その結
果、Ｌ^*ａ^*ｂ^*値についてはいずれの平均値も加齢に伴
う変化は認められなかったが、Ｌ^*値の不均一性値は加
齢に伴い有意（ｐ＜０．００１）に増加し、前記仮説の
妥当性が支持された。〔３〕測定領域サイズの検討次に、肌の色調の不均一性を捉えやすい測定領域のサイ
ズの検討を行った。検討法の概念を図３に示すモデルを
用いて説明する。図３Ａは、８×６（４８）個の升目の
うち、半数（２４個）を黒、半数を白とし、各々を均一
に配置したものである。各々の升目は、画素に相当す
る。一方、図３Ｂは、同様の升目において、黒、白を不
均一に配置したものである。輝度のヒストグラムを計算
すると、いずれの配置においても、高輝度が２４、低輝
度も２４となって、両者の間に差はない。ここで、２×
２（４）個の升目を１つのマトリックスとしてマトリッ
クス化すると（図３Ｃ、Ｄ）、図３Ｃではヒストグラム
は単一化するのに対し、図３Ｄでは不均一化する。この
ように、マトリックスのサイズによって不均一性の現れ
方が異なるので、肌の測定領域のサイズ（マトリックス
サイズ）と加齢との相関を調べた。

【００２４】図４は、マトリックスサイズを横軸に、Ｌ
^*値の不均一性値と加齢との相関係数を縦軸にプロット
したグラフ図である。危険率も同時に示した。白抜き
は、ビデオカメラシステムによる値を、黒抜きはビデオ
マイクロスコープシステムによる値を示す。尚、ビデオ
マイクロスコープシステムは０．０２〜１０ｍｍ程度の
範囲を、ビデオカメラシステムは０．２〜４０ｍｍまで
の範囲を測定することができる。

【００２５】この結果から、凡そ０．１〜０．５ｍｍ、
特に０．２ｍｍ程度のマトリックスサイズにおいて、加
齢と不均一性との相関が高く、加齢に伴う不均一性の変
化を捉えやすいことがわかった。＜２＞低輝度領域の不均一性の解析次に、皮膚表面の低輝度領域の不均一性について説明す
る。〔１〕低輝度抽出領域の面積の不均一性色素沈着がある場合、皮膚は均一には見えないが、その
理由について検証した。色素沈着は、周辺の皮膚に対し
て、特に大きな色差をもつために、他と区別された明瞭
な領域として認識されるものと考えた。そこで、以下に
示す方法により色差が他と異なる領域（粒子）を抽出・
定量化する方法を考えた。

【００２６】すなわち、ビデオカメラシステムによりＲ
ＧＢ画像を取り込み、４×４ｃｍ²の領域を設定し、先
に述べたＬ^*ａ^*ｂ^*変換式を用いてＬ^*ａ^*ｂ^*画面を作成
し、さらにＬ^*値画面を得、顔面の立体構造からくる陰
影を除去するため、シェイディング補正を施した。ここ
で、Ｌ^*値画面を用いたのは、Ｌ^*値がもっとも不均一性
をとらえる有力な色値であるからである。Ｌ^*値につい
て閾値を設定し、閾値より大きいＬ^*値を有する画素と
閾値以下のＬ^*値を有する画素に分割し、各々の画素に
異なる一定値を付与して２値化する。閾値以下のＬ^*値
を有する画素により形成される領域（低輝度抽出領域ま
たは低輝度抽出粒子）を検出し、得られた領域の面積の
変動係数を求め、加齢との関係を解析した。この変動係
数は、低輝度領域の大きさの不均一性を表す。

【００２７】上記と同じ７５名のパネラーについての解
析結果を図５に示す。縦軸に前記変動係数を、横軸に年
齢を示した。この結果から、低輝度領域の大きさの不均
一性は加齢に伴い増加しすることが理解される。この低
輝度領域の大きさの不均一性と加齢との相関係数は、
０．７０５（ｐ＜０．００１）であった。

【００２８】上記結果をモデル図としたものが図６であ
る。〔２〕低輝度抽出領域の位置の不均一性上記のように、色素沈着の大小といった低輝度抽出領域
の面積が不均一になっていることがわかったが、不均一
性は面積の大小だけではなく、位置的な分布状態も不均
一になっていることが予想される。なぜなら、肝斑が目
立つのは目のまわりに局在するからだと考えられるから
である。

【００２９】そこで、低輝度抽出領域の位置的な不均一
性（ばらつき）を定量化するための方法として、ボロノ
イ多角形を採用した。すなわち、隣接する２個の粒子の
重心を結ぶ直線に対する垂直２等分線をひき、それによ
り囲まれた領域（ボロノイ多角形）の面積の分布を、粒
子の位置の不均一性とした。例えば、図７は、正方形上
に分布させた５０個の黒点（Ａ）のボロノイ分割処理
（Ｂ）を示すものであり、（ａ）は数学的に規則的に、
（ｂ）はポアソン分布により、（ｃ）は集中的に、それ
ぞれ黒点を配置したものである。このボロノイ多角形の
面積の変動係数を図８に示す。この結果から、位置の不
均一性を定量化できることが明らかである。

【００３０】上記のボロノイ分割処理を用いる方法によ
り、頬部におけるＬ^*値の低輝度抽出領域（粒子）の位
置の不均一性値（ボロノイ多角形の面積の変動係数）を
求め、加齢との関連性について検討した。結果を図９に
示す。縦軸に付置の不均一性値を、横軸に年齢を示し
た。この結果から明らかなように、加齢に伴いＬ^*値で
抽出される低輝度領域（粒子）の位置の不均一性は増加
することがわかった。＜３＞不均一性に対する計測工学的測定値と視感評価と
の関係以上、皮膚の色調の不均一性と年齢との関係について説
明したが、視覚による色調の不均一性と年齢との関係を
調べた。

【００３１】７５名のパネラーの頬表面を、４×４ｃｍ
²の被検部を開けたマスクで覆い、標準光源であるＤ６
５光源を用いて、上部及び左右４５度方向から３０００
ルクスの光を被検部に照射し、不均一性について５名の
テスターにより視感評価を行った。評価は、約５０ｃｍ
の距離から観察し、下記の評価値に該当する写真との比
較による５段階評価により行った。各計測工学的測定値
と視感評価値との相関関係を求めた。（評価基準）明らかに均一：１やや均一：２やや不均一：３明らかに不均一：４著しく不均一：５結果を、前記の各計測工学的測定値と年齢との相関係数
と併せて表１に示す。

【００３２】

【表１】 ──────────────────────────────────── 年齢との視感評価値相関係数との相関係数 ──────────────────────────────────── 分光測色計で測定したＬ^*値の標準偏差 0.327 0.338 ヒ゛テ゛オマイクロシステムで測定したＬ^*値の標準偏差 0.300 0.361 ヒ゛テ゛オカメラシステムで測定したＬ^*値の標準偏差 0.464 0.598 Ｌ^*値画像の低輝度抽出領域面積の変動係数 0.705 0.819 Ｌ^*値画像の低輝度抽出領域位置の不均一性値 0.581 0.617 ────────────────────────────────────

【００３３】この表から明らかなように、各計測工学的
測定値は視感評価値と相関関係があり、その相関係数
は、むしろ年齢との相関係数よりも高いことがわかっ
た。尚、視覚評価と年齢との相関係数は０．８９であっ
た。

【００３４】以上のように、本発明の方法によれば、加
齢に伴う色調の不均一性を計測工学的に評価することが
できるのみならず、視覚評価に代わる評価方法としても
妥当であることが示された。＜４＞皮膚の表面形態の不均一性の解析〔１〕皮膚表面凹凸の明暗画像の波形解析皮膚の色調の他にも、皮膚の表面形態、例えば凹凸の大
きさや分布における不均一性も、視感に影響を与えてい
ると考え、表面形態の不均一性に関する解析を行った。
解析は、以下のようにして行った。

【００３５】顔面皮膚の測定部位の表面形態のレプリカ
を、フレグランスジャーナル２１（１０），２７，（１
９９３）に記載の方法により作成した。このレプリカを
実体顕微鏡の標本台に固定し、３０度の角度で光を照射
し、レプリカを回転させて、皮溝の陰影が強く観察され
る方向（Ｘ方向）と、これと直行する方向（Ｙ方向）の
２方向から光照射を行った場合の２枚の陰影画像（１×
１ｃｍ²）を画像解析装置に取り込んだ。

【００３６】画像解析装置に取り込まれた各々の画像上
に、光の入射方向に平行な１０本のラインを設定し、各
々のライン上の明るさの変化を波形として表し、１０本
のラインにおける波形の不均一性値の平均値を、１つの
画像の測定値とした。

【００３７】波形の解析は次のようにして行った。図１
０に示すように、レプリカに斜め方向から光を照射する
と、明部と暗部ができる。これを画像として画像解析装
置に入力し、明るさのレベルとして例えば２５６階調に
ランク付けし、明るさの変化を波形として表す。個々の
波形について、１サイクル毎の波形の面積の絶対値を計
算し、その平均値を皮膚表面の凹凸の大きさを表す粗さ
指数とし、その変動係数から凹凸の大きさを求めた。ま
た、波長の平均値から凹凸の間隔を表す平均谷間隔を求
め、その変動係数から凹凸の間隔の不均一性の大きさを
求めた。すなわち、１つの試料から凹凸に関する測定値
が２つ、不均一性値が２つ得られる。

【００３８】これらの測定値及び不均一性値の例をとし
て、若年者（２２才）と中年者（５８才）について測定
した結果を表２に示す。ここで、Ｘ方向とＹ方向とをそ
れぞれ測定し、ＸＹの平均をとり、この値をレプリカの
平均としている。

【００３９】

【表２】

【００４０】この結果から明らかなように、若年者より
も中年者よりも、凹凸の大きさ及び間隔が大きく、さら
にそれらの変動係数も大きく、不均一性が強いことがわ
かる。

【００４１】７５名のパネラーについて測定した平均谷
間隔の変動係数と年齢との関係を図１１に示す。この図
から、加齢に伴い、皮膚表面形態の不均一性が増大する
ことが明らかである（ｐ＜０．００１で相関係数０．６
７２）。また、平均谷間隔の変動係数と視感評価値との
相関を図１２に示す。これらの結果から、平均谷間隔の
変動係数は、年齢との相関以上に視感評価値と強い相関
を示し、視感評価に皮膚の形態が関与していることがわ
かった。〔２〕皮膚表面凹凸画像の明るさのマトリックス法によ
る解析上記と同様にして、顔面皮膚の測定部位の表面形態のレ
プリカを作成し、実体顕微鏡の標本台に固定し、３０度
の角度で光を照射し、レプリカを回転させて、皮溝の陰
影が強く観察される方向（Ｘ方向）と、これと直行する
方向（Ｙ方向）の２方向から光照射を行った場合の２枚
の明暗画像（１×１ｃｍ²）を画像解析装置に取り込ん
だ。

【００４２】この画像を、前記＜１＞〔３〕と同様にし
てマトリックス化し、マトリックス内の明るさを平均化
し、画像全体について明るさの変動係数を算出した。マ
トリックスの大きさは、一辺０．０２４ｍｍ〜１．０ｍ
ｍとした。マトリックスの大きさ毎に、明るさの変動係
数（不均一性値）と視感評価値との相関係数、及び明る
さの変動係数と年齢との相関係数を、図１３に示す。図
中、横軸に平行な直線より上の部分は、ｐ（危険率）＜
０．００１で有意性を有する領域である。この図から明
らかなように、マトリックスサイズが１ｍｍ程度になる
と、不均一性値は年齢とよりも視感評価値との相関が低
くなるが、それ以下のサイズでは、不均一性値は年齢及
び視感評価値のいずれとも相関が高いことがわかった。＜５＞皮膚色調の不均一性及び皮膚表面形態の不均一性
と視感評価値との関係上記のように、皮膚色調の不均一性と皮膚表面形態の不
均一性が、視感評価値と相関していることがわかったの
で、視感評価値への皮膚不均一性の関与の程度を知るた
めに、重回帰分析を行った。分析に用いた測定項目は以
下のとおりである。尚、１画素は０．０２４×０．０２
４ｍｍである。

【００４３】

【表３】（皮膚色調不均一性の測定項目）１．ヒ゛テ゛オマイクロスコーフ゜によるＬ^*値、ａ^*値、ｂ^*値の標準
偏差（画素数：１，２，５，１０，２０，４０）２．ヒ゛テ゛オカメラシステムによるＬ^*値、ａ^*値、ｂ^*値の標準偏
差３．分光測色計（ミノルタスヘ゜クトロフォトメーター、ミノルタ(株)）によ
るＬ^*値、ａ^*値、ｂ^*値の標準偏差４．メラニンメータによる測定値の標準偏差５．低輝度抽出粒子面積の変動係数６．低輝度抽出粒子のボロノイ多角形の変動係数

【００４４】

【表４】（皮膚表面形態の測定項目）１．平均粗さ（Ｒａ）２．粗さ指数及びその変動係数３．平均谷間隔（Ｓｍ）及びその変動係数４．マトリックス法による明るさの変動係数（画素数：
１，２，５，１０，２０，４０）

【００４５】各測定項目のうち、皮膚表面形態形態につ
いては粗さ指数、平均谷間隔の変動係数；皮膚色調不均
一性については、ビデオカメラシステムによるＬ^*値の
標準偏差、低輝度抽出粒子面積の変動係数、及び低輝度
抽出粒子のボロノイ多角形の変動係数について、視感評
価値との単相関係数を表５に表す。

【００４６】

【表５】 ─────────────────────────────────── 測定項目視感評価値との有意性単相関係数 ─────────────────────────────────── 粗さ指数０．５６５４ｐ＜０．００１平均谷間隔の変動係数０．６８４７ｐ＜０．００１ヒ゛テ゛オカメラシステムによるL^*値の標準偏差０．６０５８ｐ＜０．００１低輝度抽出粒子面積の変動係数０．８１９３ｐ＜０．００１低輝度抽出粒子のホ゛ロノイ多角形面積の変動係数０．６１７２ｐ＜０．００１ ───────────────────────────────────

【００４７】重回帰分析によって得られた視感評価値
（Ｙ）と各測定項目との重回帰式を数２に示す。また、
それぞれの測定項目が、視感評価値にどの程度関与して
いるかを調べるために、標準化偏回帰係数を算出した
（表６）。この値が高いほど、視感評価値への関与が大
きいことを意味する。

【００４８】

【数２】Ｙ＝0.00338X₁＋4.6146X₂＋1.4752X₃＋0.8891X
₄＋0.6884X₅−2.5451

【００４９】

【表６】 ─────────────────────────────────── 変数（説明変量）偏回帰係数標準化偏回帰係数 ─────────────────────────────────── 粗さ指数(X₁) 0.00338 0.2076 平均谷間隔の変動係数 (X₂) 4.6146 0.2394 ヒ゛テ゛オカメラシステムによるL^*値の標準偏差(X₃) 1.4752 0.2082 低輝度抽出粒子面積の変動係数(X₄) 0.8891 0.3617 低輝度抽出粒子のホ゛ロノイ多角形面積の変動係数(X₅) 0.6884 0.2318 ───────────────────────────────────

【００５０】上記重回帰式によって算出された推定視感
評価値と、実際の視感評価値との相関を示す重相関係数
は０．９０４８（ｐ＜０．００１）と非常に高い値を示
し、上記５種類の測定項目で、視感評価値を十分推定で
きることがわかった。また、この重回帰式より算出され
た推定視感評価値と実際の視感評価値との関係を、図１
４に示す。この図からも、上記５種類の測定項目で、視
感評価値を高い精度で推定できることがわかる。次に、
皮膚表面形態についての測定項目をマトリックス法によ
る明るさの変動係数（１０画素に）変えて、上記と同様
の解析を行った。測定項目を表７に示す

【００５１】

【表７】 ─────────────────────────────────── 測定項目視感評価値との有意性単相関係数 ─────────────────────────────────── マトリクス法による明るさの変動係数（10画素）０．５６８８ｐ＜０．００１ヒ゛テ゛オカメラシステムによるL^*値の標準偏差０．６０５８ｐ＜０．００１低輝度抽出粒子面積の変動係数０．８１９３ｐ＜０．００１低輝度抽出粒子のホ゛ロノイ多角形面積の変動係数０．６１７２ｐ＜０．００１ ───────────────────────────────────

【００５２】重回帰分析によって得られた視感評価値
（Ｙ）と各測定項目との重回帰式を数３に示す。また、
それぞれの測定項目の標準化偏回帰係数を算出した（表
８）。

【００５３】

【数３】Ｙ＝11.534X₁＋1.4669X₂＋1.2504X₃＋0.6883X₄
−1.0137

【００５４】

【表８】 ─────────────────────────────────── 変数（説明変量）回帰係数標準化偏回帰係数 ─────────────────────────────────── マトリクス法による明るさの変動係数(X₁) 11.534 0.2420 ヒ゛テ゛オカメラシステムによるL^*値の標準偏差(X₂) 1.4669 0.2071 低輝度抽出粒子面積の変動係数(X₃) 1.2504 0.5087 低輝度抽出粒子のホ゛ロノイ多角形面積の変動係数(X₄) 0.6883 0.2250 ───────────────────────────────────

【００５５】上記重回帰式（数３）によって算出された
推定視感評価値と、実際の視感評価値との相関を示す重
相関係数は０．９０４８（ｐ＜０．００１）であり、皮
膚表面形態に関する測定項目をマトリックス法による明
るさの変動係数に換えても、視感評価値を十分推定でき
ることがわかった。また、この重回帰式より算出された
推定視感評価値と実際の視感評価値との関係を、図１５
に示す。この図からも、上記４種類の測定項目で、視感
評価値を高い精度で推定できることがわかる。＜６＞皮膚角質細胞及び角質細胞中のメラニンの不均一
性〔１〕皮膚角層中のメラニンの不均一性次に、皮膚角層中のメラニン面積の不均一性と加齢との
関係を調べた。

【００５６】メラニン面積の皮膚角質層の標本は、特開
平６−８２４４３号公報に記載の方法にしたがって作成
した。すなわち、皮膚表面の角質細胞をセロファンテー
プに写し取り、テープの細胞が付着している側をスライ
ドグラスに延展したビニール用接着剤に貼付し、スライ
ドグラスをエタノール、キシレンに浸漬して接着剤を溶
解させ、スライドグラスからテープを剥がした。続い
て、スライドグラスを蒸留水に浸漬した後、フォンタナ
・マッソン染色及びヘマトキシリン・エオジン染色を行
い、スライドグラス上の試料をバルサムで封入した。

【００５７】上記のようにして得られたスライド標本か
ら、顕微鏡を通して画像解析装置に角質細胞の画像を取
り込み、細胞周囲をデジタイザーでトレースし、メラニ
ン部分のみを残すため２値化処理を行った。そして角質
細胞面積とメラニン面積を測定し、細胞の単位面積中の
メラニン面積を算出した。１枚の標本から２０個の細胞
をランダムに抽出し、細胞間の変動係数により不均一性
値を求めた。

【００５８】細胞内のメラニン面積の平均値と年齢との
関係を図１６に、メラニン面積の変動係数と年齢との関
係を図１７に示す。その結果、メラニン面積の平均値は
加齢に伴い低下するが、メラニン面積の変動係数は加齢
に伴って増加することがわかった。すなわち、加齢とと
もに細胞のメラニン面積が減少しながら不均一性が増大
することが確認された。〔２〕角質細胞面積の解析次に、角質細胞面積と年齢との関係を調べた。図１８は
角質細胞面積の平均値と年齢との関係を示したものであ
るが、文献（Plewig.G, J.Invest.Dermatol,1970,54,19
-23）にも報告されているように、角質細胞面積の平均
値は加齢に伴い増大することが確認された。

【００５９】また、角質細胞面積の変動係数と年齢（１
１）との関係を調べた。その結果、３２〜３３才を境に
して変化が認められた。１１〜３２才までの結果を図１
９に、３３〜５９才までの結果を図２０に示す。これら
の図に示されるように、３２才までは加齢ととも角質細
胞面積の変動係数は減少し、３３才以上では逆に増大す
ることが認められた。

【００６０】上記の検証を踏まえて本発明の装置は、以
下なような構成とした。＜第１の装置＞第１の装置は、測定項目として肌色、あ
るいは低輝度領域の面積もしくは位置を対象とする装置
である。そして、本装置は、画像入力手段、画像処理手
段、及び不均一性値演算手段を備えて構成される。

【００６１】画像入力手段は、肌の表面を撮像するもの
であり、肌の表面画像を入力し、色の要素を数値化した
信号に変換するものである。信号としては、肌の状態を
表すことができるものであれば特に制限されないが、例
えばＲＧＢ信号、マンセル信号、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号（ＪＩ
ＳＺ８７２９）、ＸＹＺ信号、明度、色相及び彩度を
表す信号等が挙げられる。ＲＧＢ信号を用いる場合に
は、肌の表面画像をＲＧＢ（赤、緑、青）画像として撮
像し、画素毎について色表示を赤、緑、青に分け、各々
の色の輝度を数値化することにより行う。例えば、画像
入力手段は、ビデオカメラ、分光測色計、色差計、ビデ
オマイクロスコープ等を用いることが出来る。

【００６２】画像処理手段は、画像入力手段が撮像した
画像の画素値を表色系のパラメータに変換する。表色系
のパラメータとしては、Ｌ^*、ａ^*、ｂ^*形式の画像信号
があり、画像処理手段は、ＲＧＢ形式の画像信号を
Ｌ^*、ａ^*、ｂ^*形式の画像信号へ変換する。このＬ^*ａ^*
ｂ^*形式の画像信号を用いると、他の分野へ応用するこ
とが容易となる。不均一性値演算手段は、画像処理手段
から出力されるパラメータについて、画像上の位置によ
るばらつきを算出する。この不均一性値演算手段は、例
えば、画像処理手段から出力されるＬ^*ａ^*ｂ^*信号のう
ちＬ^*値をパラメータとして用い、このＬ^*値の画像上の
位置によるばらつきを算出する。

【００６３】また、上記の構成に加えて、マトリックス
化手段を備えるようにする。このマトリックス化手段
は、画像処理手段から出力される画像、あるいは画像入
力手段から出力される画像を所定の大きさのマトリック
スに分割するものである。このマトリックスの大きさと
しては、例えば、一辺０．００５〜１００ｍｍ程度のマ
トリックスが好ましく、更に好ましくは０．０２〜０．
４ｍｍのマトリックスである。マトリックス化手段を備
えた装置の場合、不均一性値演算手段は、マトリックス
化手段が分割したマトリックス毎に、パラメータのばら
つきを算出するようにする。ここで、パラメータは、輝
度を用いることが好ましい。

【００６４】さらに、本装置では、測定項目として低輝
度領域を対象とする場合には、上記の構成に加えて、パ
ラメータについて閾値を設定して閾値以下のパラメータ
を有する画素により形成される低輝度領域を検出する低
輝度領域検出手段と、この低輝度領域の画像上の位置あ
るいは面積を算出する低輝度面積解析手段とを備えるよ
うにする。そして、不均一性値演算手段は、低輝度領域
の位置およびまたは面積のばらつきを算出するようにす
る。ここで、不均一性値算出手段は、ボロノイ分割処理
により低輝度領域の位置のばらつきを算出することが好
ましい。

【００６５】＜第２の装置＞第２の装置は、測定項目と
して皮膚表面形態を対象とする。第２の装置は、光源、
画像入力手段、波形化手段、及び不均一性値演算手段を
備えるようにしている。

【００６６】光源は、皮膚レプリカ試料に光を照射し、
凹凸による明暗を発生させる。画像入力手段は、明暗を
発生した皮膚レプリカ試料を撮像する。波形化手段は、
画像入力手段が入力した明暗画像上に複数の平行な直線
を設定し、各直線上の明暗値を波形化するものである。

【００６７】不均一性値演算手段は、波形化手段から出
力される波形について、１サイクル毎に波形と座標軸と
に囲まれた部分の面積のばらつき、あるいは１サイクル
毎の波長のばらつきを算出する。

【００６８】また、波形化手段の代わりに、マトリック
ス化手段と輝度平均化手段とを備えるようにしてもよ
い。マトリックス化手段は、画像入力手段が入力した明
暗画像を複数のマトリックスに分割するものである。

【００６９】輝度平均化手段は、マトリックス化手段が
分割した各マトリックス内の画素の輝度を平均化するも
のである。そして、不均一性値演算手段は、各マトリッ
クスの平均輝度を比較して輝度のばらつきを算出する。

【００７０】＜第３の装置＞第３の装置は、測定項目と
して、角質細胞面積もくしは角質細胞中のメラニン面積
を対象としている。

【００７１】第３の装置は、画像入力手段、面積検出手
段、及び不均一性値演算手段を備えて構成される。画像
入力手段は、皮膚角質メラニン染色試料を撮像する。

【００７２】面積検出手段は、画像入力手段が入力した
画像上において、各角質細胞の面積およびまたはメラニ
ンの面積を細胞毎に検出するものである。不均一性値演
算手段は、面積検出手段が検出した角質細胞の面積およ
びまたはメラニン面積のばらつきを算出するものであ
る。

【００７３】尚、本発明では、測定項目として、肌色、
低輝度領域の面積もしくは位置、皮膚表面形態、及び角
質細胞面積もくしは角質細胞中のメラニン面積等を単独
に測定するようにしても良く、複数項目を測定するよう
にしてもよい。

【００７４】

【作用】本発明の作用について述べる。＜第１の装置の作用＞第１の装置によれば、画像入力手
段は、肌の表面を撮像し、画素値から構成される画像信
号を画像処理手段へ入力させる。

【００７５】画像処理手段は、画像信号の各画素値を、
表色系のパラメータに変換する。そして、画像処理手段
は、パラメータから構成される画像信号を不均一性値演
算手段へ入力させる。

【００７６】不均一性値演算手段は、入力した画像信号
のパラメータについて、各画素のパラメータ値のばらつ
きを算出する。また、マトリックス化手段を備えた場合
には、マトリックス化手段は、画像入力手段から出力さ
れる画像信号、あるいは画像処理手段から出力される画
像信号について、画像領域をマトリックスに分割する。
そして、不均一性値演算手段は、マトリックス化手段が
分割したマトリックス毎に、前記パラメータ値のばらつ
きを演算する。

【００７７】ここで、予め複数の健常人について、肌色
について測定し、測定値と年齢との関係を求めておけ
ば、得られた関係式又はグラフに測定対象についての測
定値をあてはめることにより、測定対象の肌が実際の年
齢よりも若いかあるいは老化しているか等を評価するこ
とができる。

【００７８】次に、第１の装置において、低輝度領域検
出手段と低輝度領域解析手段とを備えた場合について述
べる。低輝度領域検出手段は、予めパラメータについて
閾値を設定しており、画像処理手段から出力される画像
信号について閾値以下のパラメータを有する画素により
形成される低輝度領域を検出する。

【００７９】そして、低輝度領域解析手段は、画像にお
ける低輝度領域の位置およびまたは面積を測定し、不均
一性値演算手段へ入力させる。不均一性値演算手段は、
低輝度領域の位置およびまたは面積のばらつきを算出す
る。

【００８０】＜第２の装置の作用＞第２の装置では、皮
膚レプリカ試料に光を照射し、表面の凹凸による明暗を
発生させる。そして、画像入力手段は、凹凸による明暗
が発生した皮膚レプリカ試料の明暗画像を入力し、波形
化手段へ入力させる。

【００８１】波形化手段は、明暗画像上に複数の平行な
直線を設定し、各直線上の明暗値を波形化し、この波形
を不均一値演算手段へ入力させる。不均一性値演算手段
は、波形化手段から入力した波形について、１サイクル
毎に波形と座標軸とに囲まれた部分の面積のばらつき、
あるいは１サイクル毎の波長のばらつきを算出する。

【００８２】ここで、予め複数の健常人の皮膚表面形態
について測定し、測定値と年齢との関係を求めておけ
ば、得られた関係式又はグラフに測定対象についての測
定値をあてはめることにより、測定対象の肌が実際の年
齢よりも若いかあるいは老化しているか等を評価するこ
とができる。

【００８３】また、波形化手段の代わりに、マトリック
ス化手段と輝度平均化手段とを備えた場合には、マトリ
ックス化手段は、画像入力手段が入力した明暗画像を複
数のマトリックスに分割し、輝度平均化手段へ入力させ
る。

【００８４】輝度平均化手段は、マトリックス化手段が
分割した各マトリックス毎に、マトリックス内の画素の
輝度を平均化する。そして、不均一性値演算手段は、各
マトリックスの平均輝度を比較して輝度のばらつきを算
出する。

【００８５】＜第３の装置の作用＞第３の装置では、画
像入力手段は、皮膚角質メラニン染色試料を撮像し、こ
の画像信号を面積検出手段へ入力させる。

【００８６】面積検出手段は、画像上において、各角質
細胞の面積およびまたはメラニンの面積を細胞毎に検出
する。そして、面積検出手段は、検出した角質細胞面積
およびまたはメラニン面積を不均一性値演算手段へ入力
させる。

【００８７】不均一性値演算手段は、入力した角質細胞
面積およびまたはメラニン面積のばらつきを算出するも
のである。ここで、予め複数の健常人の角質細胞面積お
よびまたはメラニン面積について測定し、測定値と年齢
との関係を求めておけば、得られた関係式又はグラフに
測定対象についての測定値をあてはめることにより、測
定対象の肌が実際の年齢よりも若いかあるいは老化して
いるか等を評価することができる。

【００８８】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明について説明
するが、本発明がこれら実施例に何等限定を受けないこ
とは云うまでもない。

【００８９】

【実施例１】本実施例の肌の評価装置について説明す
る。尚、本装置は、肌色を測定項目とする装置とする。

【００９０】まず、本装置の構成について図２２、図２
３に沿って説明する。本装置は、ビデオカメラとパーソ
ナルコンピュータとを接続して構成されている。

【００９１】ビデオカメラは、本発明の画像入力手段の
具体例であり、顔面皮膚の画像を撮像し、ＲＧＢ信号と
して出力する。パーソナルコンピュータは、本発明の画
像処理手段、マトリクス化手段、及び不均一性値演算手
段を実現する装置であり、メモリに格納されたアプリケ
ーションプログラムをＣＰＵが実行することにより上記
構成要素を実現する。

【００９２】ここで、マトリックス化手段は、ビデオカ
メラが入力した画像を所定の大きさのマトリックスに分
割する。画像処理手段は、ビデオカメラが入力したＲＧ
Ｂ形式の画像信号をＬ^*ａ^*ｂ^*形式の画像信号へ変換
し、Ｌ^*値のみを出力する。

【００９３】不均一性値演算手段は、各マトリックス内
におけるＬ^*値の不均一性値を算出する。不均一性値の
演算処理は、ボロノイ分割処理により行う。また、パー
ソナルコンピュータのメモリには、予め重回帰分析によ
り得たマップを格納している。このマップは、不均一性
値と年齢との関係を示すマップであり、パーソナルコン
ピュータは、メモリのマップを検索して不均一性値演算
手段が算出した不均一性値に対応する年齢値を読み出
し、ディスプレイ装置から画面出力する。

【００９４】以下、本実施例の作用・効果について述べ
る。まず、パネラーの頬の皮膚画像をビデオカメラで撮
像する。ビデオカメラは、入力した光信号をＲＧＢ値か
らなる画素を有する画像信号へ変換し、パーソナルコン
ピュータへ転送する。

【００９５】パーソナルコンピュータでは、マトリック
ス化手段が画像領域を所定のマトリックスに分割して画
像処理手段へ入力させる。画像処理手段は、入力したＲ
ＧＢ形式の画像信号をＬ^*ａ^*ｂ^*形式の画像信号へ変換
する。この変換処理は、標準肌色色票を用いた重回帰分
析により得られた変換式により行う。

【００９６】そして、画像処理手段は、求めたＬ^*ａ^*ｂ
^*形式の画像信号のうち、Ｌ^*値のみを不均一性値演算手
段へ入力させる。不均一性値演算手段は、マトリックス
毎にＬ^*のヒストグラムを算出し、輝度の標準偏差を算
出する。不均一性値演算手段は、輝度の標準偏差を不均
一性値として出力する。

【００９７】ここで、パーソナルコンピュータは、メモ
リのマップを検索して不均一性値に対応する年齢値を読
み出す。そして、パーソナルコンピュータは、ディスプ
レイ装置から年齢値を画面表示する。

【００９８】この装置によれば、評価者は、ビデオカメ
ラによる撮像処理を行うだけでよく、熟練者でなくとも
簡単に評価を行える。尚、マトリックスの大きさは、
０．００５〜１００ｍｍ平方程度とする。ここで、０．
００５〜１ｍｍ平方程度のマトリックスを対象とする場
合には、ビデオカメラの代わりにビデオマイクロスコー
プを使用する。

【００９９】また、画像入力手段として、ビデオカメラ
の代わりに分光測色計を用いてもよい、この場合、画像
処理手段は不要とし、不均一性値演算手段は、分光測色
計が入力したＬ^*ａ^*ｂ^*値のうち、Ｌ^*値の標準偏差を算
出し、この標準偏差を不均一性値として出力するものと
する。

【０１００】

【実施例２】本実施例の肌の評価装置について図２４に
沿って説明する。本実施例の評価装置のハードウェア構
成は、前述の実施例１と同様であるが、パーソナルコン
ピュータは、画像処理手段、低輝度領域検出手段、低輝
度領域解析手段、及び不均一性値演算手段から構成され
ている。

【０１０１】画像処理手段は、ビデオカメラから入力し
たＲＧＢ形式の画像信号をＬ^*ａ^*ｂ ^*形式の画像信号へ
変換するものである。低輝度領域検出手段は、画増処理
手段から出力されるＬ^*ａ^*ｂ^*値のうち、Ｌ^*値について
閾値を設定し、この閾値以下のＬ^*を有する画素からな
る低輝度領域を検出する。

【０１０２】低輝度領域解析手段は、低輝度領域の位置
を判別すると同時に、各低輝度領域の面積を算出するも
のである。これに対応して、不均一性値演算手段は、低
輝度領域の位置のばらつきを算出すると同時に、低輝度
領域の面積のばらつきを算出する。詳細には、不均一性
値演算手段は、低輝度領域の位置のばらつきを演算する
際に、ボロノイ分割処理を行う。つまり、隣接する二つ
の粒子の重心を結ぶ直線に対する垂直２等分線をひき、
これにより囲まれた領域（ボロノイ多角形）を検出す
る。そして、ボロノイ多角形の面積の変動係数を不均一
性値として出力する。

【０１０３】また、不均一性値演算手段は、低輝度領域
の面積のばらつきを演算する際に、低輝度領域の面積の
変動係数を算出する。そして、不均一性値演算手段は、
変動係数を不均一性値として出力する。

【０１０４】また、パーソナルコンピュータのメモリに
は、予め重回帰分析により得たマップを格納している。
このマップは、不均一性値と年齢との関係を示すマップ
であり、パーソナルコンピュータは、メモリのマップを
検索して不均一性値演算手段が算出した不均一性値に対
応する年齢値を読み出し、ディスプレイ装置から画面出
力する。

【０１０５】以下、本実施例の作用・効果について述べ
る。まず、パネラーの頬の皮膚画像をビデオカメラで撮
像する。ビデオカメラは、入力した光信号をＲＧＢ値か
らなる画素を有する画像信号へ変換し、パーソナルコン
ピュータへ転送する。

【０１０６】パーソナルコンピュータでは、画像処理手
段が、入力したＲＧＢ形式の画像信号をＬ^*ａ^*ｂ^*形式
の画像信号へ変換する。この変換処理は、前述の実施例
１と同様である。そして、画像処理手段は、求めたＬ^*
ａ^*ｂ^*値のうち、Ｌ^*値のみを低輝度領域検出手段へ入
力させる。

【０１０７】低輝度領域検出手段は、Ｌ^*値が閾値以下
の低輝度領域を検出する。そして、低輝度領域解析手段
は、低輝度領域検出手段が検出した低輝度領域の位置の
ばらつき（ボロノイ多角形の面積の変動係数）を算出す
ると同時に、低輝度領域の面積の変動係数を不均一性値
として算出する。

【０１０８】ここで、パーソナルコンピュータは、メモ
リのマップを検索して、ボロノイ多角形の面積の変動係
数及び低輝度領域の面積の変動係数に対応する年齢値を
読み出す。そして、パーソナルコンピュータは、ディス
プレイ装置から年齢値を画面表示する。

【０１０９】この装置によれば、評価者は、ビデオカメ
ラによる撮像処理を行うだけでよく、熟練者でなくとも
簡単に評価を行える。

【０１１０】

【実施例３】実施例３の肌の評価装置について図２５、
図２６に沿って説明する。評価装置は、パーソナルコン
ピュータに実体顕微鏡を接続したものと、実体顕微鏡の
標本台にのせられた被評価物に３０度の角度で光を照射
する光源とから構成されている。

【０１１１】光源は、標本台の被評価物に光を照射して
表面の凹凸による陰影を発生させるものである。実体顕
微鏡は、標本台に載せられた皮膚レプリカの明暗画像を
入力するものである。

【０１１２】パーソナルコンピュータは、本発明の波形
化手段、不均一性値演算手段を実現するものであり、パ
ーソナルコンピュータのＣＰＵがメモリのアプリケーシ
ョンプログラムを実行することにより実現される。

【０１１３】ここで、波形化手段は、実体顕微鏡から入
力される明暗画像上に複数の平行な直線を設定し、各直
線上の明暗値を波形化し、この波形を不均一値演算手段
へ入力させる。これに対応して、不均一性値演算手段
は、波形化手段から入力した波形について、１サイクル
毎に波形の面積と１サイクル毎の波長のばらつきを算出
する。

【０１１４】ここで、パーソナルコンピュータのメモリ
には、予め複数の健常人の皮膚表面形態について測定
し、測定値と年齢との関係をマップとして記憶してい
る。以下、本実施例の作用・効果について述べる。

【０１１５】先ず、皮膚レプリカ試料を実体顕微鏡の標
本台にのせ、この皮膚レプリカに光源から光を照射して
表面の凹凸による明暗を発生させる。そして、実体顕微
鏡は、凹凸による明暗が発生した皮膚レプリカ試料の明
暗画像を入力し、パーソナルコンピュータへ入力させ
る。

【０１１６】パーソナルコンピュータでは、波形化手段
が、明暗画像上に複数の平行な直線を設定し、各直線上
の明暗値を波形化し、この波形を不均一値演算手段へ入
力させる。

【０１１７】不均一性値演算手段は、波形化手段から入
力した波形について、１サイクル毎に波形と座標軸とに
囲まれた部分の面積を算出し、この平均値を皮膚表面の
凹凸の大きさを表す粗さ指数とし、その変動係数から凹
凸の大きさの不均一性値として出力する。これと同時
に、不均一性値演算手段は、波長の平均値から凹凸の間
隔を表す平均谷間間隔を算出し、その変動係数を凹凸の
間隔の不均一性値として出力する。

【０１１８】ここで、パーソナルコンピュータは、メモ
リのマップを検索して不均一性値に対応する年齢値を読
み出す。そして、パーソナルコンピュータは、ディスプ
レイ装置から年齢値を画面表示する。

【０１１９】この装置によれば、評価者は、実体顕微鏡
による画像入力処理を行うだけでよく、熟練者でなくと
も簡単に評価を行える。

【０１２０】

【実施例４】本実施例における肌の評価装置について図
面に沿って説明する。図２７は、本実施例におけるパー
ソナルコンピュータの機能別構成を示すブロック図であ
り、パーソナルコンピュータは、前述の実施例３に対し
て、波形化手段の代わりに、マトリックス化手段と輝度
平均化手段とを備えている。

【０１２１】マトリックス化手段は、画像入力手段が入
力した明暗画像を複数のマトリックスに分割するもので
ある。輝度平均化手段は、マトリックス化手段が分割し
た各マトリックス毎に、マトリックス内の画素の輝度を
平均化する。

【０１２２】そして、不均一性値演算手段は、各マトリ
ックス毎に輝度の変動係数を算出し、これを不均一性値
として出力する。なお、パーソナルコンピュータのメモ
リには、予め不均一性値と年齢との関係を表すマップを
格納しているものとする。そして、パーソナルコンピュ
ータは、不均一性値演算手段が算出した不均一性値に基
づいてメモリのマップを検索し、対応する年齢値を検出
する。さらに、パーソナルコンピュータは、年齢値をデ
ィスプレイ装置から画面表示する。

【０１２３】これにより、前述の実施例３と同様の作用
・効果を得ることが出来る。

【０１２４】

【実施例５】本実施例の肌の評価装置について図２８、
図２９に沿って説明する。評価装置は、画像入力手段と
しての顕微鏡をパーソナルコンピュータへ接続して構成
されている。

【０１２５】顕微鏡は、皮膚角質メラニン染色試料を撮
像してパーソナルコンピュータへ入力させる。パーソナ
ルコンピュータは、本発明の面積検出手段、不均一性値
演算手段とを実現するものであり、これらの構成要素
は、ＣＰＵがメモリのアプリケーションプログラムを実
行することにより実現される。

【０１２６】面積検出手段は、顕微鏡から入力した画像
上において、メラニンの面積及び角質細胞面積を細胞毎
に測定する。具体的には、面積検出手段は、入力した画
像上において細胞周囲をデジタイザでトレースし、メラ
ニン部分のみを検出するために２値化処理を行う。そし
て、面積検出手段は、メラニン部分の面積を算出する。
これと同時に、面積検出手段は、角質細胞の面積も算出
する。

【０１２７】不均一性値演算手段は、入力したメラニン
面積のばらつき及び角質細胞面積のばらつきを算出する
ものである。具体的には、不均一性値演算手段は、試料
からランダムに２０個の細胞を抽出し、各細胞のメラニ
ン面積及び角質細胞面積を比較して変動係数を算出す
る。そして、不均一性値演算手段は、変動係数を不均一
性値として出力する。

【０１２８】ここで、パーソナルコンピュータのメモリ
には、予め複数の健常人のメラニン面積及び角質細胞面
積について測定し、面積の変動係数と年齢との関係を示
すマップを記憶している。これにより、パーソナルコン
ピュータは、不均一性値演算手段から出力される不均一
性値に基づいてメモリのマップを検索し、対応する年齢
値を検出してディスプレイ装置から画面表示することが
できる。

【０１２９】本実施例によれば、前述の実施例１〜４と
同様の効果を得ることができる。以下に、上記実施例１
から実施例５の装置を用いて測定した結果について述べ
る。

【０１３０】先ず、１１才から５９才までの７５名のパ
ネラーについて、下記の項目について測定を行った。

【０１３１】

【表９】１．ヒ゛テ゛オマイクロスコーフ゜によるＬ^*値、ａ^*値、ｂ^*値の標準
偏差（画素数：１，２，５，１０，２０，４０）２．ヒ゛テ゛オカメラシステムによるＬ^*値、ａ^*値、ｂ^*値の標準偏
差（画素数：１，２，５，１０，２０，４０）３．分光測色計（ミノルタスヘ゜クトロフォトメーター、ミノルタ(株)）によ
るＬ^*値、ａ^*値、ｂ^*値の標準偏差４．メラニンメータによる測定値の標準偏差５．低輝度抽出粒子面積及びボロノイ多角形面積の変動
係数６．粗さ指数７．平均谷間隔の変動係数８．マトリックス法による明るさの変動係数（画素数：
１，２，５，１０，２０，４０）９．角質細胞面積の変動係数１０．角質細胞内のメラニン測定値（面積、数）

【０１３２】各測定項目のうち、ビデオマイクロスコー
プによるＬ^*値（１画素）、分光測色計によるＬ^*値の標
準偏差、ビデオカメラシステムによるＬ^*値の標準偏
差、低輝度抽出粒子面積の変動係数、低輝度抽出粒子の
ボロノイ多角形面積の変動係数、メラニン面積変動係
数、平均谷間隔の変動係数について、年齢との関係につ
いて重回帰分析を行った。表１０に、各測定項目と年齢
との単相関係数を表す。

【０１３３】

【表１０】 ─────────────────────────────────── 説明変量年齢との単相関係数有意性 ─────────────────────────────────── ヒ゛テ゛オマイクロスコーフ゜によるL^*値（１画素）０．２６９４ p<0.001 分光測色計によるＬ^*値の標準偏差０．３２７２ p<0.001 ヒ゛テ゛オカメラシステムによるL^*値の標準偏差０．４７１８ p<0.001 低輝度抽出粒子面積の変動係数０．７０５２ p<0.001 低輝度抽出粒子のホ゛ロノイ多角形面積の変動係数０．５８１０ p<0.001 メラニン面積変動係数０．２７９２ p<0.001 平均谷間隔の変動係数０．６７１９ p<0.001 ───────────────────────────────────

【０１３４】重回帰分析によって得られた年齢（Ｙ）と
説明変量との重回帰式を数４に示す。また、それぞれの
測定項目について算出した標準化偏回帰係数を表１１に
示す。

【０１３５】

【数４】Ｙ＝0.7767X₁＋3.8140X₂＋11.902X₃＋5.6872X₄
＋10.265X₅＋9.4348X₆＋87.837X₇−46.003

【０１３６】

【表１１】 ─────────────────────────────────── 説明変量偏回帰係数標準化偏回帰係数 ─────────────────────────────────── ヒ゛テ゛オマイクロスコーフ゜によるL^*値（１画素）(X₁) 0.7767 0.0100 分光測色計によるＬ^*値の標準偏差(X₂) 3.8140 0.0797 ヒ゛テ゛オカメラシステムによるL^*値の標準偏差(X₃) 11.902 0.1391 低輝度抽出粒子面積の変動係数(X₄) 5.6872 0.1915 低輝度抽出粒子のホ゛ロノイ多角形面積の変動係数(X₅) 10.265 0.2861 メラニン面積変動係数(X₆) 9.4348 0.1231 平均谷間隔の変動係数(X₇) 87.837 0.3773 ───────────────────────────────────

【０１３７】上記重回帰式（数４）によって算出された
推定年齢と実際の年齢との相関を示す重相関係数は０．
８２６７（ｐ＜０．００１）と高く、肌の不均一性に関
する測定値と年齢が相関することがわかる。また、算出
された推定年齢と実際の年齢との関係を図２１に示す。
この図からも、推定年齢と実際の年齢が相関することが
明らかである。したがって、個々人について、肌の状態
が、実際の年齢に比べて老化しているか、あるいは老化
の程度が少ないか等を評価することができる。

【０１３８】

【発明の効果】本発明の評価方法によれば、肌の状態を
示す計測値を用いて、手軽に、客観的且つ定量的に肌の
評価を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】頬部のＬ^*値の平均値と年齢との関係を示す
図。

【図２】頬部のＬ^*値の標準偏差と年齢との関係を示
す図。

【図３】測定領域のマトリックス化による不均一性の
検討法を示す概念図。

【図４】測定領域のマトリックスサイズと年齢との関
係を示す図。

【図５】Ｌ^*値画面の低輝度抽出粒子面積の変動係数
と年齢との関係を示す図。

【図６】低輝度抽出領域の不均一性と年齢との関係を
示す概念図。

【図７】低輝度抽出領域の位置の不均一性を定量化す
るためのボロノイ分割処理を示す概念図。

【図８】図７に示す低輝度抽出領域のボロノイ多角形
の変動係数を示す図。

【図９】頬部におけるＬ^*値の低輝度抽出粒子の位置
の不均一性値と年齢との関係を示す図。

【図１０】皮膚の表面形態を明暗による波形に変換す
る処理を示す概念図。

【図１１】平均谷間隔の変動係数と年齢との関係を示
す図。

【図１２】平均谷間隔の変動係数と肌の視感評価値と
の関係を示す図。

【図１３】皮膚表面の明るさの変動係数と肌の視感評
価値及び年齢との相関と、マトリックスサイズとの関係
を示す図。

【図１４】推定視感評価値と実際の視感評価値との関
係を示す図。

【図１５】推定視感評価値と実際の視感評価値との関
係を示す図。

【図１６】細胞内メラニン面積の平均値と年齢との関
係を示す図。

【図１７】細胞内メラニン面積の変動係数と年齢との
関係を示す図。

【図１８】角質細胞面積の平均値と年齢との関係を示
す図。

【図１９】角質細胞面積の変動係数と年齢（１１〜３
２才）との関係を示す図。

【図２０】角質細胞面積の変動係数と年齢（３３〜５
９才）との関係を示す図。

【図２１】本発明により推定された年齢と実際の年齢
との関係を示す図。

【図２２】実施例１における評価装置のハードウェア
構成図

【図２３】実施例１における評価装置の機能別構成ブ
ロック図

【図２４】実施例２における評価装置の機能別構成ブ
ロック図

【図２５】実施例３における評価装置のハードウェア
構成図

【図２６】実施例３における評価装置の機能別構成ブ
ロック図

【図２７】実施例４における評価装置の機能別構成ブ
ロック図

【図２８】実施例５における評価装置のハードウェア
構成図

【図２９】実施例５における評価装置の機能別構成ブ
ロック図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】肌の表面を撮像する画像入力手段と、前記画像入力手段が撮像した画像の画素値を表色系のパ
ラメータに変換する画像処理手段と、前記画像処理手段が変換したパラメータについて、画像
上の位置によるばらつきを算出する不均一性値演算手段
と、を備えた肌の評価装置。
【請求項２】前記画像入力手段は撮像した画像をＲＧ
Ｂ形式の画像信号へ変換するカラービデオカメラであ
り、前記画像処理手段は、前記カラービデオカメラから出力
されるＲＧＢ形式の画像信号をＬ^*ａ^*ｂ^*形式の画像信
号へ変換する請求項１記載の肌の評価装置。
【請求項３】前記不均一性値演算手段は、前記画像処
理手段から出力されるＬ^*ａ^*ｂ^*形式の画像信号のう
ち、Ｌ^*のみを表色系のパラメータとして用いる請求項
２記載の肌の評価装置。
【請求項４】さらに、画像領域を所定の大きさのマト
リックスに分割するマトリックス化手段とを備え、前記不均一性値演算手段は、マトリックス化手段が分割
したマトリックス毎に、前記パラメータのばらつきを算
出する請求項１記載の肌の評価装置。
【請求項５】前記パラメータは輝度である請求項１記
載の肌の評価装置。
【請求項６】前記パラメータについて閾値を設定し、
前記閾値以下のパラメータを有する画素により形成され
る低輝度領域を検出する低輝度領域検出手段と、前記低輝度領域検出手段が検出した低輝度領域の位置お
よびまたは面積を測定する低輝度領域解析手段とを備
え、前記不均一性値演算手段は、前記低輝度領域の位置およ
びまたは面積のばらつきを算出する請求項１記載の肌の
評価装置。
【請求項７】前記不均一性値演算手段はボロノイ分割
処理により前記低輝度領域の位置のばらつきを算出する
請求項６記載の肌の評価装置。
【請求項８】皮膚レプリカ試料に光を照射する光源
と、前記光源からの照射により前記皮膚レプリカ試料の凹凸
に生じた明暗を撮像する画像入力手段と、前記画像入力手段が入力した明暗画像上に複数の平行な
直線を設定し、各直線上の明暗値を波形へ変換する波形
化手段と、前記波形化手段から出力される波形の１サイクル毎に波
形と座標軸とに囲まれた部分の面積のばらつき、あるい
は波長のばらつきを算出する不均一性値演算手段と、を
備える肌の評価装置。
【請求項９】皮膚レプリカ試料に光を照射する光源
と、前記光源からの照射により前記皮膚レプリカ試料の凹凸
に生じた明暗を撮像する画像入力手段と、前記画像入力手段が入力した明暗画像を複数のマトリッ
クスに分割するマトリックス化手段と、前記マトリックス化手段が分割した各マトリックス内の
画素の輝度を平均化する輝度平均化手段と、前記マトリックス間における輝度のばらつきを演算する
不均一性値演算手段と、を備える肌の評価装置。
【請求項１０】皮膚角質メラニン染色試料を撮像する
画像入力手段と、前記画像入力手段が入力した画像上において、各角質細
胞の面積およびまたはメラニンの面積を細胞毎に検出す
る面積検出手段と、前記面積検出手段が検出した角質細胞の面積およびまた
はメラニン面積のばらつきを算出する不均一性値演算手
段と、を備える肌の評価装置。