KR102458615B1 - 피부 상태 측정 장치, 이를 포함하는 피부 상태 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

피부 상태 측정 장치, 이를 포함하는 피부 상태 측정 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

실시예에 의한 피부 상태 측정 장치, 이를 포함하는 피부 상태 측정 시스템 및 그 방법이 개시된다. 상기 피부 상태 측정 방법은 피부 상태를 진단하고자 하는 얼굴의 미리 정해진 피부 영역에 대한 이미지를 획득하는 단계; 상기 이미지로부터 모공과 주름의 정도를 각각 정량화한 모공 점수와 주름 점수를 산출하는 단계; 및 상기 검출된 모공 점수와 주름 점수를 기초로 얼굴의 피부 영역에 대한 피부 상태를 진단하여 피부 진단 정보를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 미리 정해진 피부 영역은 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 영역에서는 상기 모공 점수를 산출하고, 상기 제2 영역에서는 상기 모공 점수와 상기 주름 점수를 산출하고, 상기 제3 영역에서는 상기 주름 점수를 산출한다.

Description

피부 상태 측정 장치, 이를 포함하는 피부 상태 측정 시스템 및 그 방법{SKIN CONDITION MEASURING APPARATUS, SKIN CONDITION MEASRING SYSTEM AND METHOD THEREOF}
실시예는 피부 상태 측정 장치, 이를 포함하는 피부 상태 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
글로벌 헬스케어 AI 시장은 해마다 급속히 성장하고 있으며 앞으로도 더욱 크게 성장할 것으로 전망되고 있다 그 중 특히 스마트 뷰티 분야는 시장성이 크고 고 성장산업으로 평가되고 있다 이러한 스마트 뷰티 기술은 크게 디지털 피부 진단 기술과 치료 기술로 나눌 수 있다 디지털 피부 진단 기술은 카메라로 촬영된 영상을 분석하여 피부의 상태를 측정하고 분석하며 주로 접촉식 R GB 카메라 또는 비접촉식 UV 카메라 등이 사용되고 있다.
비접촉식 RGB 카메라를 활용한 피부 진단 기술은 접촉식 카메라 또는 UV 카메라를 활용한 기술에 비하여 분석 가능한 얼굴 영역이 넓고 단가가 저렴하여 시장 가치가 높다. 하지만, 영상 내 피부 영역의 해상도가 상대적으로 낮고, 그 위치 또한 다양하여 이를 활용한 진단 기술의 정확도가 매우 떨어진다. 즉, 낮은 단가로 넓은 얼굴 영역에 대한 피부 진단을 위해서는 저해상도 피부 진단 기술 개발이 필수적이다.
(특허1) 미국 특허출원공개공보 US2017/0270350호 (특허2) 일본 공개특허공보 특개2019-058641호 (특허3) 공개특허공보 제10-2017-0014949호 (특허4) 공개특허공보 제10-2016-0018033호
실시예는, 피부 상태 측정 장치, 이를 포함하는 피부 상태 측정 시스템 및 그 방법을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 피부 상태 측정 방법은 피부 상태를 진단하고자 하는 얼굴의 미리 정해진 피부 영역에 대한 이미지를 획득하는 단계; 상기 이미지로부터 모공과 주름의 정도를 각각 정량화한 모공 점수와 주름 점수를 산출하는 단계; 및 상기 검출된 모공 점수와 주름 점수를 기초로 얼굴의 피부 영역에 대한 피부 상태를 진단하여 피부 진단 정보를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 미리 정해진 피부 영역은 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 영역에서는 상기 모공 점수를 산출하고, 상기 제2 영역에서는 상기 모공 점수와 상기 주름 점수를 산출하고, 상기 제3 영역에서는 상기 주름 점수를 산출할 수 있다.
상기 획득하는 단계는 상기 이미지로부터 얼굴 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 영역 중 미리 정해진 피부 영역을 검출하고, 상기 검출된 피부 영역을 포함하는 마스킹 이미지를 생성할 수 있다.
상기 산출하는 단계는 상기 이미지를 그레이 이미지로 변환하고, 상기 변환된 그레이 이미지에 임계치를 적용하여 이진화 이미지를 생성하고, 상기 생성된 이진화 이미지로부터 모공을 검출하고, 상기 검출된 모공을 기초로 상기 모공의 개수를 산출하고 상기 산출된 모공의 개수를 기초로 상기 모공의 정도를 정량화한 모공 점수를 산출할 수 있다.
상기 산출하는 단계는 상기 이미지의 색 공간을 HSV 색 공간으로 변환하여 HSV 색 공간의 V를 이용하여 밝기 정보를 추출하고, 상기 추출된 밝기 정보를 기초로 상기 이미지로부터 에지를 검출하여 에지 이미지를 생성하고, 상기 생성된 에지 이미지로부터 윤곽선을 검출하고, 상기 검출된 에지와 윤곽선의 개수를 산출하고, 상기 산출된 에지와 윤곽선의 개수를 기초로 상기 주름의 정도를 정량화한 주름 점수를 산출할 수 있다.
실시예에 따른 피부 상태 측정 장치는 피부 상태를 진단하고자 하는 얼굴의 미리 정해진 피부 영역에 대한 이미지를 획득하는 카메라; 및 상기 획득된 이미지로부터 모공과 주름의 정도를 각각 정량화한 모공 점수와 주름 점수를 산출하고, 상기 산출된 모공 점수와 주름 점수를 기초로 상기 얼굴의 피부 영역에 대한 피부 상태를 진단하여 피부 진단 정보를 생성하는 제어부를 포함하고, 상기 미리 정해진 피부 영역은 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 영역에서는 상기 모공 점수를 산출하고, 상기 제2 영역에서는 상기 모공 점수와 상기 주름 점수를 산출하고, 상기 제3 영역에서는 상기 주름 점수를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이미지로부터 얼굴 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 영역 중 미리 정해진 피부 영역을 검출하고, 상기 검출된 피부 영역을 포함하는 마스킹 이미지를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이미지를 그레이 이미지로 변환하고, 상기 변환된 그레이 이미지에 임계치를 적용하여 이진화 이미지를 생성하고, 상기 생성된 이진화 이미지로부터 모공을 검출하고, 상기 검출된 모공을 기초로 상기 모공의 개수를 산출하고 상기 산출된 모공의 개수를 기초로 상기 모공의 정도를 정량화한 모공 점수를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이미지의 색 공간을 HSV 색 공간으로 변환하여 HSV 색 공간의 V를 이용하여 밝기 정보를 추출하고, 상기 추출된 밝기 정보를 기초로 상기 이미지로부터 에지를 검출하여 에지 이미지를 생성하고, 상기 생성된 에지 이미지로부터 윤곽선을 검출하고, 상기 검출된 에지와 윤곽선의 개수를 산출하고, 상기 산출된 에지와 윤곽선의 개수를 기초로 상기 주름의 정도를 정량화한 주름 점수를 산출할 수 있다.
실시예에 따르면, 얼굴을 촬영한 RGB 이미지을 이용하여 얼굴 내 미리 구분된 피부 영역에서 모공과 주름을 검출하되, 모공과 주름의 정도를 정량화한 수치를 산출하고 산출된 수치를 기초로 피부를 진단하도록 함으로써, 피부 상태를 정확하게 진단할 수 있다.
실시예에 따르면, 피부 상태를 정확하게 진단하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피부 상태를 측정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2d는 실시예에 따른 피부 영역 검출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모공을 검출하여 수치화하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주름을 검출하여 수치화하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 진단 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 피부 진단 장치의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 진단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 진단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
실시예에서는, 얼굴을 촬영한 RGB 이미지를 이용하여 얼굴 내 미리 구분된 피부 영역에서 모공과 주름을 검출하되, 모공과 주름의 정도를 각각 정량화한 수치를 산출하고 산출된 수치를 기초로 피부를 진단하도록 한, 새로운 방안을 제안한다.
여기서 모공은 피지선에서 분비되는 피지가 피부 표면으로 흘러나오는 작은 구멍으로 털이 자라나는 입구를 의미한다. 주름은 일정한 두께를 지니는 부위 사이에서 발생하는 피부의 함몰부를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피부 상태를 측정하기 위한 방법을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 상태 측정 장치는 피부 진단을 위해 RGB 카메라를 이용하여 사용자의 얼굴을 촬영하여 RGB 이미지를 획득할 수 있다(S110).
다음으로, 피부 진단 장치는 RGB 이미지로부터 얼굴 영역을 검출할 수 있다(S120). 이때, 얼굴 영역을 검출하는 방법으로는 공지된 다양한 기술이 사용될 수 있는데, 예컨대, Harr-like feature 기반의 방법, AlexNet 기반의 방법, Cascade 기반 CNN을 이용한 방법, AutoEncoder를 이용한 방법, FAN(Face Alignment Algorithm) 등이 있다.
다음으로, 피부 진단 장치는 검출된 얼굴 영역 중 미리 정해진 피부 영역을 검출할 수 있다(S130). 실시예에서는 얼굴 전체 피부에 대한 진단이 아닌 특정 피부 영역에 한정하여 진단이 이루어지는데, 진단 대상별 관심 피부 영역은 달라질 수 있다.
예컨대, 모공은 미간, 양 볼이고, 주름은 양 볼, 양 눈 옆을 관심 피부 영역으로 한다.
도 2a 내지 도 2d는 실시예에 따른 피부 영역 검출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 미간 영역은 두 눈썹과 두 눈의 좌표를 이용하여 사각형 형태로 검출할 수 있다. 모공 검출 시 피부가 아닌 눈썹이나 눈꺼풀과 같은 노이즈가 들어갈 경우 오검출이 발생할 수 있기 때문에 이를 고려해 눈썹 사이의 미간 영역을 선택할 수 있도록 입술 좌표도 활용할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 양볼의 경우 사각형으로 영역을 검출 하게 되면 실제 볼 영역과 맞지 않아 볼 이외의 부분 코 경계 또는 입술 경계 등이 포함되거나 실제 볼보다 좁은 영역이 검출 될 수 있다. 이는 모공, 주름, 홍반 검출 시 성능 저하의 원인이 되기 때문에, 볼록 다각형을 구성하여 최대한 볼 영역이 다 포함되도록 한다.
도 2c를 참조하면, 양눈 옆은 눈썹과 눈꺼풀 그리고 눈과 같이 직선 형태의 노이즈들이 주름으로 잘못 검출 될 수 있다. 따라서 검출된 얼굴 영역 좌표에서 눈썹과 눈 좌표를 이용하여 삼각형의 형태로 양 눈 옆 영역을 지정하면서 노이즈가 포함되지 않는다.
도 2d를 참조하면, 미간, 양볼, 양눈 옆 영역에 대하여 마스킹 작업을 하여 별도의 이미지 즉, 마스킹 이미지로 저장하여 모공과 주름 검출 시에 사용할 수 있다.
다음으로, 피부 진단 장치는 검출된 피부 영역에서 모공을 검출하여 검출된 모공의 정도를 정량화하여 수치화하고(S140), 주름을 검출하여 검출된 주름의 정도를 정량화하여 수치화할 수 있다(S150).
다음으로, 피부 진단 장치는 모공과 주름을 검출한 결과를 기초로 피부 영역별 피부 상태를 진단하고(S160), 진단한 피부 상태를 화면에 표시할 수 있다(S170).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모공을 검출하여 수치화하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 피부 진단 장치는 RGB 이미지를 그레이 이미지로 변환하고(S310), 변환된 그레이 이미지를 임계치를 이용하여 이진화 이미지를 생성할 수 있다(S320).
여기서, 이미지 이진화는 이미지 내 모든 화소에 대하여 화소값이 특정 임계치 이상일 경우 참(true), 그렇지 않을 경우 거짓(false)로 매핑(mapping)하는 기법이다. 이때, 임계치는 모든 피부 영역에 대해 동일하지 않고 다르게 적용될 수 있는데, 예컨대, 미간 영역에는 제1 임계치, 양볼 영역에는 제2 임계치가 적용될 수 있다.
다음으로, 피부 진단 장치는 이진화 이미지로부터 모공을 검출할 수 있다(S330).
다음으로, 피부 진단 장치는 검출된 모공을 기초로 정량화한 수치를 산출할 수 있다(S340). 즉, 피부 진단 장치는 검출된 모공을 기초로 모공의 개수를 산출하고, 산출된 모공의 개수를 기초로 모공의 정도를 정량화한 수치 또는 점수를 산출할 수 있다.
먼저, 이진화 이미지에서 거짓인 화소를 모공이라고 정의하고 계수하면 다음의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure 112020131000191-pat00001
,
Figure 112020131000191-pat00002
여기서, w는 이미지의 너비, h는 이미지의 높이를 나타낸다.
상기 수학식 1을 이용하여 모공 점수를 구하면, 다음의 수학식 2와 같이 나타낸다.
[수학식 2]
Figure 112020131000191-pat00003
,
Figure 112020131000191-pat00004
여기서, pm은 해당 화소 위치(i, j)의 마스크를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주름을 검출하여 수치화하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 피부 진단 장치는 RGB 이미지의 색 공간을 변환하여 밝기 정보를 추출할 수 있다. 즉, 주름은 주변 피부와의 색 차이가 미미하기 때문에 색 정보가 아닌 밝기 정보를 활용해야 하는데, 밝기 정보를 추출하기 위해서는 RGB 색공간이 아닌 HSV 색공간을 사용해야 한다. 여기서 HSV는 H(Hue, 색조), S(Saturation, 채도), V(Value, 명도)를 나타낸다. 즉, HSV 색 공간에서는 H와 S 값으로 색을 표현하고 V로 밝기를 표현하므로 V를 이용하여 밝기 정보를 추출한다(S410).
다음으로, 피부 진단 장치는 추출한 밝기 정보를 기초로 이미지에 대해 히스토그램 평활화(Histogram Equalization)를 수행할 수 있다(S412). 히스토그램 평활화를 적용시키면 이미지의 픽셀값이 0~255 범위 내에 골고루 분산되어 이미지의 명암대비가 개선되지만 밝기 분포가 극단적일 경우 일부 영역에서 충분한 명암 대비 개선의 효과를 보기 어렵다. 따라서 실시예에서는 대비 제한 적응 히스토그램 평활화(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE)를 이용하고자 한다. 이때 CLAHE는 지역적 명암대비 향상 기법으로 영상을 여러 개의 블록으로 나누어 CLHE를 수행할 수 있다.
다음으로, 피부 진단 장치는 미리 정해진 에지 검출 알고리즘을 이용하여 평활화가 수행된 RGB 이미지로부터 에지를 검출하여 에지 이미지를 생성할 수 있다(S420). 여기서 에지 검출 알고리즘은 공지된 다양한 알고리즘이 사용될 수 있는데, 예컨대, canny edge detection일 수 있다.
구체적으로 설명하면, 피부 진단 장치는 에지 검출의 성능을 높이기 위하여 가우시안 필터(Gaussian filter)를 사용하여 이미지를 블러(blur) 시킴으로써 노이즈 에지를 제거할 수 있다.
이때, 피부 진단 장치는 이미지를 가로 방향과 세로 방향에 대하여 각각 블러시켜 노이즈 에지를 제거하여 가로 주름과 세로 주름을 분리 분석하기에 적합한 형태 즉, 가로방향 에지 이미지와 세로방향 에지 이미지를 생성할 수 있다.
다음으로, 피부 진단 장치는 노이즈 에지가 제거된 가로방향 에지 이미지와 세로방향 에지 이미지 각각으로부터 소벨 에지 검출기(sobel edge detector)를 이용하여 에지 그레디언트(edge gradient)를 획득할 수 있다. 이때, 가로 방향과 세로 방향의 그레디언트를 각각 Gx, Gy라고 할 때, 에지 그레디언트는 다음의 수학식 3과 같다.
[수학식 3]
Figure 112020131000191-pat00005
,
Figure 112020131000191-pat00006
다음으로, 피부 진단 장치는 에지 그레디언트를 기초로 NMS(Non Maximum Suppression) 알고리즘을 이용하여 강도(magnitude)가 최대인 에지를 후보 에지로 결정할 수 있다. 이때 모든 이웃에 대해서 최대인지 판별하는 것이 아니라 에지의 방향을 고려해서 탐색 방향을 결정한다.
다음으로, 피부 진단 장치는 결정된 후보 에지가 실제 에지인지 아닌지를 판단할 수 있다. 즉, 에지의 강도가 상위 임계치(upper threshold)보다 크면 에지로 지정하고 하위 임계치(lower thereshold)보다 작으면 에지들을 합성 연결할 때 활용한다.
다음으로, 피부 진단 장치는 가로방향 에지 이미지에 대해 모폴로지 오픈(morphology open) 연산을 수행할 수 있다. 모폴로지는 영상의 기하학적 형태를 분석하는 기법이다. 기본적인 모폴로지 연산으로는 침식(erosion)과 팽창(dilation) 연산이 있다. 침식은 관심 영역의 크기가 줄어드는 대신 미미한 노이즈가 제거되는 효과가 있다. 팽창은 관심 영역의 크기가 늘어나지만 노이즈의 크기도 같이 늘어날 수 있다. 이때 침식 연산 후 팽창 연산을 하게 되면 물체의 형상과 크기가 보존됨과 동시에 미미한 노이즈를 제거할 수 있다. 이와 같이 침식 연산과 팽창 연산을 순서대로 하는 과정을 오픈 연산이라 하며 작은 노이즈를 제거하는데 많이 사용된다. 가로 방향의 주름은 특히 노이즈가 많기 때문에 실시예에서는 가로방향 에지 이미지에 대해서만 모노폴로지 오픈 연산을 수행하려 한다.
다음으로, 피부 진단 장치는 실제 에지라고 판단된 에지를 각각 포함하는 가로방향 에지 이미지와 세로방향 에지 이미지를 결합하여 에지 이미지를 생성할 수 있다.
다음으로, 피부 진단 장치는 미리 정해진 윤곽선 검출 알고리즘을 이용하여 에지 이미지로부터 윤곽선을 검출할 수 있다(S430). 윤곽선은 동일한 강도를 갖는 모든 연속된 점을 연결하는 곡선이며 형태 분석과 물체 감지 및 인식에 유용한 도구로 사용된다. 이때, 윤관석 검출 알고리즘은 공지된 다양한 알고리즘이 사용될 수 있다.
다음으로, 피부 진단 장치는 검출된 에지, 윤곽선을 기초로 정량화한 수치를 산출할 수 있다(S440). 즉, 피부 진단 장치는 검출된 에지와 윤곽선의 개수를 산출하고, 산출된 에지와 윤곽선의 개수를 기초로 주름의 정도를 정량화한 수치 또는 점수를 산출할 수 있다.
먼저, 검출된 에지와 윤곽선 각각의 개수는 다음의 수학식 4, 5와 같이 나타낸다.
[수학식 4]
Figure 112020131000191-pat00007
,
Figure 112020131000191-pat00008
[수학식 5]
Figure 112020131000191-pat00009
여기서, w는 이미지의 너비, h는 이미지의 높이, n은 검출된 윤곽(contour)의 개수, (xk,1, yk,1)은 k번째 윤곽의 시작점, (xk,2, yk,2)은 k번째 윤곽의 끝점을 나타낸다.
선 형태의 주름은 모든 주름 선을 분석하는 것으로 수학식 2와 같이 검출된 에지들의 개수를 카운트하여 정량화가 가능하고, 굵은 주름(Rhytid)은 주름이 형성하는 영역을 분석하는 것으로 수학식 3과 같이 검출된 윤곽선의 길이의 총 합을 계산하여 정량화가 가능하다.
상기 수학식 4, 5을 이용하여 주름 점수를 구하면, 다음의 수학식 6과 같이 나타낸다.
[수학식 6]
Figure 112020131000191-pat00010
,
Figure 112020131000191-pat00011
여기서, pm은 해당 화소 위치(i, j)의 마스크를 나타낸다.
상기 수학식 6와 같이 마스크의 면적을 구하고, 값의 강도를 보정하기 위하여 log를 취한 뒤 마스크 면적 대비 Scorew-line과 Scorew-rhytid의 상대적인 값을 계산한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 진단 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 진단 시스템은 피부 진단 장치(100), 서비스 서버(300), 데이터베이스(database, 400)를 포함할 수 있다.
피부 진단 장치(100)는 비접촉식 RGB 카메라를 이용하여 얼굴을 촬영하여 RGB 이미지를 획득하고, 획득한 RGB 이미지를 이용하여 얼굴 영역을 검출하고 얼굴 영역 내 미리 구분된 피부 영역에서 모공과 주름을 검출하되, 모공과 주름의 정도를 정량화한 수치를 산출하고 산출된 수치를 기초로 피부 상태를 진단할 수 있다.
피부 진단 장치(100)는 서비스 서버(300)와 연동하고, 진단한 결과를 서비스 서버에 업로드하여 관리함으로써, 사용자의 얼굴 피부 상태의 이력을 확인할 수 있다.
서비스 서버(300)는 피부 진단 장치(100)와 연동하고, 피부 진단 장치(100)로부터 모공과 주름의 정도를 정량화한 수치, 피부 상태에 대한 정보를 제공받아 관리할 수 있다.
서비스 서버(300)는 현재 날짜의 이미지와 이전 날짜의 이미지를 비교하여 사용자의 얼굴 피부 상태가 개선되었는지를 사용자가 확인할 수 있도록 정보를 제공할 수 있다.
데이터베이스(400)는 사용자별로 제공받은 피부 상태에 대한 정보를 저장할 수 있다. 데이터베이스(400)는 피부 상태뿐 아니라 모공과 주름의 정도를 정량화한 수치에 대한 정보도 저장하고, 이러한 정보들은 날짜별, 시간별로 구분되어 저장될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 피부 진단 장치의 상세한 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 진단 장치(100)는 통신부(111), 촬영부(112), 입력부(113), 제어부(114), 출력부(115), 저장부(116), 표시부(117)를 포함할 수 있다.
통신부(111)는 서비스 서버(300)와 연동하여 각종 데이터를 송수신할 수 있다.
촬영부(112)는 사용자의 얼굴을 촬영하여 RGB 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 촬영부(112)는 넓은 영역을 한번에 촬영함과 동시에 낮은 가격을 유지하기 위한 비접촉식 RGB 카메라일 수 있다.
입력부(113)는 사용자의 메뉴 또는 키 조작에 따른 정보를 입력 받을 수 있다.
제어부(114)는 RGB 이미지를 이용하여 얼굴 영역을 검출하고, 검출된 얼굴 영역을 미리 정해진 다수의 피부 영역으로 구분하고, 구분된 다수의 피부 영역에서 모공과 주름을 검출할 수 있다.
제어부(114)는 다수의 피부 영역에서 모공의 정도를 정량화한 수치와 주름의 정도를 정량화한 수치를 산출하고 산출된 수치를 기초로 피부 상태를 진단할 수 있다.
출력부(115)는 피부 진단 및 피부 상태를 안내하기 위한 오디오를 출력할 수 있다.
저장부(116)는 날짜별 RGB 이미지, 피부 영역, 모공과 주름의 정도를 정향화한 수치, 피부 상태 등 피부 진단에 관련된 정보를 저장할 수 있다.
표시부(117)는 사용자의 얼굴을 촬영한 RGB 이미지, RGB 이미지를 이용한 모공과 주름의 정도를 정량화한 모공 점수와 주름 점수, 피부 상태 등을 화면에 표시할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 진단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 피부 진단 장치는 비접촉식 RGB 카메라를 이용하여 얼굴을 촬영하여 RGB 이미지를 획득할 수 있다(S910).
다음으로, 피부 진단 장치는 획득한 RGB 이미지를 분석하여 그 분석한 결과로 얼굴 영역을 검출하고 얼굴 영역 내 미리 구분된 피부 영역에서 모공, 주름, 홍반을 검출할 수 있다(S920).
다음으로, 피부 진단 장치는 모공 및 주름의 정도를 각각 정량화한 수치를 산출하고, 산출된 수치를 기초로 피부 상태를 진단하여 피부 진단 정보를 생성할 수 있다(S930).
다음으로, 피부 진단 장치는 생성된 피부 진단 정보를 화면에 표시할 수 있다(S940).
다음으로, 피부 진단 장치는 피부 진단 정보를 서비스 서버에 제공하면(S950), 서비스 서버는 제공받은 피부 진단 정보를 데이터베이스에 저장할 수 있다(S960). 서비스 서버는 피부 진단 정보를 웹(web)을 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 진단 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 피부 진단 장치는 비접촉식 RGB 카메라를 이용하여 얼굴을 촬영하여 RGB 이미지를 획득할 수 있다(S1010).
다음으로, 피부 진단 장치는 획득한 RGB 이미지를 서비스 서버에 전송할 수 있다(S1020).
다음으로, 서비스 서버는 RGB 이미지를 분석하여 그 분석한 결과로 얼굴 영역을 검출하고 얼굴 영역 내 미리 구분된 피부 영역에서 모공, 주름, 홍반을 검출할 수 있다(S1030).
다음으로, 서비스 서버는 모공 및 주름의 정도를 각각 정량화한 수치를 산출하고, 산출된 수치를 기초로 피부 상태를 진단하고 피부 진단 정보를 생성하고(S1040), 생성된 피부 진단 정보를 데이터베이스에 저장할 수 있다(S1050).
다음으로, 서비스 서버는 피부 진단 정보를 피부 진단 장치에 제공하면(S1060), 피부 진단 장치는 제공받은 피부 진단 정보를 웹을 통해 제공할 수 있다(S1070).
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 피부 진단 장치
300: 서비스 서버
400: 데이터베이스

Claims (9)

  1. 카메라가 피부 상태를 진단하고자 하는 얼굴의 미리 정해진 피부 영역에 대한 이미지를 획득하는 단계;
    제어부가 상기 이미지로부터 모공과 주름의 정도를 각각 정량화한 모공 점수와 주름 점수를 산출하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 산출된 모공 점수와 주름 점수를 기초로 얼굴의 피부 영역에 대한 피부 상태를 진단하여 피부 진단 정보를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 미리 정해진 피부 영역은 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역에서는 상기 모공 점수를 산출하고, 상기 제2 영역에서는 상기 모공 점수와 상기 주름 점수를 산출하고, 상기 제3 영역에서는 상기 주름 점수를 산출하고,
    상기 산출하는 단계는,
    상기 이미지를 그레이 이미지로 변환하고, 상기 변환된 그레이 이미지에 임계치를 적용하여 이진화 이미지를 생성하고, 상기 생성된 이진화 이미지로부터 모공을 검출하고, 상기 검출된 모공을 기초로 상기 모공의 개수를 산출하고 상기 산출된 모공의 개수를 기초로 상기 모공의 정도를 정량화한 모공 점수를 산출하고,
    상기 이미지의 색 공간을 HSV 색 공간으로 변환하여 HSV 색 공간의 V를 이용하여 밝기 정보를 추출하고, 상기 추출된 밝기 정보를 기초로 상기 이미지로부터 에지를 검출하여 에지 이미지를 생성하고, 상기 생성된 에지 이미지로부터 윤곽선을 검출하고, 상기 검출된 에지와 윤곽선의 개수를 산출하고, 상기 산출된 에지와 윤곽선의 개수를 기초로 상기 주름의 정도를 정량화한 주름 점수를 산출하는, 피부 상태 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는,
    상기 이미지로부터 얼굴 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 영역 중 미리 정해진 피부 영역을 검출하고,
    상기 검출된 피부 영역을 포함하는 마스킹 이미지를 생성하는, 피부 상태 측정 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 피부 상태를 진단하고자 하는 얼굴의 미리 정해진 피부 영역에 대한 이미지를 획득하는 카메라; 및
    상기 획득된 이미지로부터 모공과 주름의 정도를 각각 정량화한 모공 점수와 주름 점수를 산출하고, 상기 산출된 모공 점수와 주름 점수를 기초로 상기 얼굴의 피부 영역에 대한 피부 상태를 진단하여 피부 진단 정보를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 미리 정해진 피부 영역은 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역에서는 상기 모공 점수를 산출하고, 상기 제2 영역에서는 상기 모공 점수와 상기 주름 점수를 산출하고, 상기 제3 영역에서는 상기 주름 점수를 산출하고,
    상기 제어부는,
    상기 이미지를 그레이 이미지로 변환하고, 상기 변환된 그레이 이미지에 임계치를 적용하여 이진화 이미지를 생성하고, 상기 생성된 이진화 이미지로부터 모공을 검출하고, 상기 검출된 모공을 기초로 상기 모공의 개수를 산출하고 상기 산출된 모공의 개수를 기초로 상기 모공의 정도를 정량화한 모공 점수를 산출하고,
    상기 이미지의 색 공간을 HSV 색 공간으로 변환하여 HSV 색 공간의 V를 이용하여 밝기 정보를 추출하고, 상기 추출된 밝기 정보를 기초로 상기 이미지로부터 에지를 검출하여 에지 이미지를 생성하고, 상기 생성된 에지 이미지로부터 윤곽선을 검출하고, 상기 검출된 에지와 윤곽선의 개수를 산출하고, 상기 산출된 에지와 윤곽선의 개수를 기초로 상기 주름의 정도를 정량화한 주름 점수를 산출하는, 피부 상태 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이미지로부터 얼굴 영역을 검출하고, 상기 검출된 얼굴 영역 중 미리 정해진 피부 영역을 검출하고,
    상기 검출된 피부 영역을 포함하는 마스킹 이미지를 생성하는, 피부 상태 측정 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 피부 상태 측정 장치; 및
    상기 피부 상태 측정 장치로부터 피부 진단 정보를 제공받고 상기 제공받은 피부 진단 정보를 웹을 통해 제공하는 서비스 서버를 포함하는, 피부 상태 측정 시스템.
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