KR20210126191A - 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법 - Google Patents

영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법은 모바일기기나 카메라 모듈이 부착된 컴퓨터 기기를 이용하여 신체 피부가 포함된 영상 정보를 취득하는 제1단계; 원본 입력 영상을 정규화하는 제2단계; 상기 정규화된 입력 영상을 전체로서 활용하거나 특정 영역만을 활용할 것을 결정하는 제3단계; 상기 제3단계의 결과 영상에 대해 시각 인공지능을 활용하여 분석하는 제4단계; 시각 인공지능에 의한 분석 결과로서 피부 손실도 및 피부 수분도 추정치가 산출되는 제5단계; 및 상기 산출된 피부 손실도 및 피부 수분도에 대한 원본 결과치를 출력하거나 가공된 결과치를 출력하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법{Estimation of transepidermal water Loss and stratum corneum hydration measurements based on visual artificial intelligence}
본 발명은 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크(Convolutional Neural Network)를 기본 학습 구조로 하는 회귀기(regressor)를 통해 입력 영상에서 감지된 피부의 손실도와 수분도를 추정하는 방법에 관한 것이다.
4차 산업혁명 시대가 도래하며, 인공지능 기술 발달이 가속화되면서 다양한영상 데이터를 활용 목적에 따라 정밀하게 가공하고 처리할 수 있으며, 안면 인식 이나 동작 인식 등 신체 정보가 포함된 영상에 대한 식별을 기초로 하는 응용 기술도 등장하고 있다.
한편, 피부 미용 관련 분야에서는 이용자의 피부 상태 측정을 기반으로 하여 추정된 상태에 따라 피부에 적합한 화장품을 이용자에게 추천하는 피부 관리 방법 등이 활용되고 있다.
그러나, 이러한 방법을 활용하기 위하여, 특허공개공보 제10-2018-0009426호와 같이 이용자가 관리장치 등이 부착된 측정기기를 구입하여야 하거나 상당한 사용료를 지출해야 하는 등 비용적인 부담을 갖게 되는 경우가 많으며, 이러한 기기의 제조사마다 다른 측정 기준에 의한 편차로 인하여 표준화된 피부 관리에 어려움이 발생하게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 스마트폰에서 획득한 영상 정보를 바탕으로 피부 상태를 진단하는 방법들도 제시되고 있으며, 특허공개공보 제10-2018-0042657호 같이 컴퓨터 장치를 이용하여 소스 영상에서 검출한 피부 영역의 색상 및 질감 데이터를 특정 체계로 변환하고 이에 서로 다른 가중치를 부여하여 관계식에 대입한 결과치에 의하여 피부 수분도를 측정하고자 하지만, 이 방법은 색상 및 질감 정보를 국지적으로 활용하고 단편적인 저차원 회귀 함수를 추정 모델로 한정하여 피부 수분도를 특정함으로써, 정보 손실이 크고 통계적 추정 모형으로서도 일반성에 오류가 있으며 특허공개공보 제10-2018-0009426호 등의 기기에 의한 피부 수분도 측정에 비해서도 결과로서 객관적인 지표가 되지 못하는 근본적인 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 모바일기기를 이용하여 취득된 영상 정보를 모바일기기 내부 프로세서 또는 원격 서버에 의해 시각 인공지능 알고리즘으로 처리하여 가변적인 가중치와 함수를 채택하는 통계적 추정 모델에 의해 피부의 손실도 및 수분도를 추정하고, 이에 따라 후속적으로 피부 관리를 가능하게 해 주는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 측정 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법은 모바일기기나 카메라 모듈이 부착된 컴퓨터 기기를 이용하여 신체 피부가 포함된 영상 정보를 취득하는 제1단계; 원본 입력 영상을 정규화하는 제2단계; 상기 정규화된 입력 영상을 전체로서 활용하거나 특정 영역만을 활용할 것을 결정하는 제3단계; 상기 제3단계의 결과 영상에 대해 시각 인공지능을 활용하여 분석하는 제4단계; 시각 인공지능에 의한 분석 결과로서 피부 손실도 및 피부 수분도 추정치가 산출되는 제5단계; 및 상기 산출된 피부 손실도 및 피부 수분도에 대한 원본 결과치를 출력하거나 가공된 결과치를 출력하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력 영상은 단수, 복수의 정지영상 또는 동영상이며, 상기 인공지능 동작은 컨벌루션(convolution) 및 풀링(pooling) 연산 과정이 포함된 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크를 기본 학습 구조로 하는 기계학습 알고리즘을 기반으로 입력 영상에 대해 피부 손실도 및 피부 수분도 추정 태스크를 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 입력 영상 정보는 모바일 기기나 컴퓨터 기기 내부의 어플리케이션 프로세서에서 처리하거나 네트워크를 통해 전송하여 원격 서버에서 분석하는 것을 특징으로 한다.
상기 제3단계에서 영상 내 특정 영역은 이용자의 기기 조작에 의한 별도의 수동 입력 또는 인공지능의 자동화된 판단에 의한 영상 부분영역을 지정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제4단계에서 독립된 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반 학습 구조를 이용하여 피부 손실도와 피부 수분도를 독립적으로 추정하는 것을 특징으로 한다.
상기 가공된 결과치는 연령, 성별, 인종, 가족력, 식생활 습관, 생활 환경 정보와 결합 및 동일 피부상 주름, 모공, 잡티, 염증의 수, 유형, 정도와 연관지어 피부 상태를 종합적으로 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 제6단계 이후에 산출된 피부 손실도 및 수분도에 대한 결과치를 모바일기기와 피부 관리 서비스 제공기관 인증 PC로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이, 본 발명의 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 측정 방법에 따르면 이용자의 피부 손실도 및 수분도를 측정하고 이에 의한 피부 상태를 추정 및 관리할 수 있으며, 피부 관리 기관 등과 연계하거나 자가적으로 개인 맞춤형 정밀 피부 관리가 가능하게 함으로써 개인의 심미적 욕구를 충족시키는 한편 측정기기 구입 등 경제적 부담을 경감하고 인공지능과의 결합을 통한 K-Beauty 산업의 세계화 및 선진화에 의한 국위선양 등 산업적 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법의 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그러면 본 발명에 따른 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 시스템은 스마트폰 또는 태블릿PC와 같이 카메라 모듈이 부착된 모바일기기(100)나 웹캠 등 카메라 모듈이 부착된 컴퓨터 등 기기를 이용하여 취득한 신체 피부의 정지영상 및 동영상과 같은 영상 정보를 모바일기기(100)나 기기 내부의 어플리케이션 프로세서에서 처리하거나 인터넷 등 네트워크를 통해 전송하여 원격 서버(200)에서 분석을 거쳐 그 결과 정보를 적절한 형태로 변환하여 모바일기기와 피부 관리 서비스 제공 기관 인증 PC(300)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법은 모바일기기(100)나 카메라 모듈이 부착된 컴퓨터 등 기기를 이용하여 신체 피부가 포함된 영상 정보를 취득하는 제1단계(S100), 원본 입력 영상을 정규화하는 제2단계(S200), 상기 정규화된 입력 영상을 전체로서 활용하거나 특정 영역만을 활용할 것을 결정하는 제3단계(S300), 상기 제3단계의 결과 영상에 대해 시각 인공지능을 활용하여 분석하는 제4단계(S400), 상기 시각 인공지능에 의한 분석 결과로서 피부 손실도 및 피부 수분도 추정치가 산출되는 제5단계(S500), 상기 산출된 피부 손실도 및 피부 수분도에 대한 원본 결과치를 출력하거나 가공된 결과치를 출력하는 제6단계(S600)를 포함하여 이루어진다.
상기 입력 영상은 단수, 복수의 정지영상 또는 동영상이며, 상기 인공지능 동작은 컨벌루션(convolution) 및 풀링(pooling) 연산 과정이 포함된 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크(Convolutional Neural Network)를 기본 학습 구조로 하는 기계학습 알고리즘을 기반으로 입력 영상에 대해 피부 손실도 및 피부 수분도 추정 태스크를 수행한다. 이때, 상기 입력 영상 정보는 모바일기기(100)나 컴퓨터 내부의 어플리케이션 프로세서에서 처리하거나 네트워크를 통해 전송하여 원격 서버(200)에서 분석한다.
상기 제2단계(S200)에서 원본 입력 영상에 대해 데이터 분포를 정규화(normalization)한다.
상기 제3단계(S300)에서 영상 내 특정 영역은 이용자의 기기 조작에 의한 별도의 수동 입력 또는 인공지능의 자동화된 판단에 의한 영상 부분영역 지정을 할 수 있다.
상기 제4단계(S400)에서 독립된 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반 학습 구조를 이용하여 피부 손실도와 피부 수분도를 독립적으로 추정할 수 있다.
상기 가공된 결과치는 연령, 성별, 인종, 가족력, 식생활 습관, 생활 환경 등과 같은 정보와 결합 및 동일 피부상 주름, 모공, 잡티, 염증의 수, 유형, 정도와 연관지어 피부 상태를 종합적으로 판별하여 결과치를 출력할 수 있다.
상기 제6단계에서 산출된 피부 손실도 및 피부 수분도에 대한 결과치를 모바일기기와 피부 관리 서비스 제공 기관 인증 PC(300)로 전송한다.
상기 피부 손실도 및 수분도 추정치를 기초로 하는 피부 관리 방법은 별도의 방법에 의해 측정된 이용자의 기타 피부 상태 데이터 및 인공지능을 활용하여 추정한 이용자 분석 정보를 결합하여 개인 맞춤형 결과를 도출할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 모바일기기 200: 서버
300: PC

Claims (7)

  1. 모바일기기나 카메라 모듈이 부착된 컴퓨터 기기를 이용하여 신체 피부가 포함된 영상 정보를 취득하는 제1단계;
    원본 입력 영상을 정규화하는 제2단계;
    상기 정규화된 입력 영상을 전체로서 활용하거나 특정 영역만을 활용할 것을 결정하는 제3단계;
    상기 제3단계의 결과 영상에 대해 시각 인공지능을 활용하여 분석하는 제4단계;
    시각 인공지능에 의한 분석 결과로서 피부 손실도 및 피부 수분도 추정치가 산출되는 제5단계; 및
    상기 산출된 피부 손실도 및 피부 수분도에 대한 원본 결과치를 출력하거나 가공된 결과치를 출력하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 영상은 단수, 복수의 정지영상 또는 동영상이며, 상기 인공지능 동작은 컨벌루션 및 풀링 연산 과정이 포함된 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크를 기본 학습 구조로 하는 기계학습 알고리즘을 기반으로 입력 영상에 대해 피부 손실도 및 피부 수분도 추정 태스크를 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입력 영상 정보는 모바일 기기나 컴퓨터 기기 내부의 어플리케이션 프로세서에서 처리하거나 네트워크를 통해 전송하여 원격 서버에서 분석하는 것을 특징으로 하는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계에서 영상 내 특정 영역은 이용자의 기기 조작에 의한 별도의 수동 입력 또는 인공지능의 자동화된 판단에 의한 영상 부분영역을 지정하는 것을 특징으로 하는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제4단계에서 독립된 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크 기반 학습 구조를 이용하여 피부 손실도와 피부 수분도를 독립적으로 추정하는 것을 특징으로 하는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가공된 결과치는 연령, 성별, 인종, 가족력, 식생활 습관, 생활 환경 정보와 결합 및 동일 피부상 주름, 모공, 잡티, 염증의 수, 유형, 정도와 연관지어 피부 상태를 종합적으로 판별하는 것을 특징으로 하는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제6단계 이후에 산출된 피부 손실도 및 수분도에 대한 결과치를 모바일기기와 피부 관리 서비스 제공 기관 인증 PC로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인공지능 기반 피부 손실도 및 수분도 추정 방법.
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