RU2785284C2 - Skin gloss measurement, using brewster angle - Google Patents

Skin gloss measurement, using brewster angle Download PDF

Info

Publication number
RU2785284C2
RU2785284C2 RU2019135238A RU2019135238A RU2785284C2 RU 2785284 C2 RU2785284 C2 RU 2785284C2 RU 2019135238 A RU2019135238 A RU 2019135238A RU 2019135238 A RU2019135238 A RU 2019135238A RU 2785284 C2 RU2785284 C2 RU 2785284C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
skin
sensor
detector
light
polarizer
Prior art date
Application number
RU2019135238A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019135238A (en
RU2019135238A3 (en
Inventor
Бабу ВАРГЕСЕ
Арнольдус Йоханнес Мартинус Йозеф РАС
Рико ВЕРХАГЕН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP17165011.2A external-priority patent/EP3384831A1/en
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2019135238A publication Critical patent/RU2019135238A/en
Publication of RU2019135238A3 publication Critical patent/RU2019135238A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2785284C2 publication Critical patent/RU2785284C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine; it can be used for skin gloss measurement. A system containing a machine-readable carrier is proposed for implementation of a method for detection of skin gloss, using a system containing a sensor, while the sensor contains n spatially spaced light sources made with the possibility of emission of unpolarized visible light of the source, wherein a value of n is at least three, a detector made at the first distance selected from a range of 10-80 mm from each of light sources and made with the possibility of detection of polarized light; and a polarizer made to the detector, wherein the polarizer contains one or more of a segmented polarizer and a polarizer of spatially changing polarization, the segmented polarizer contains a pixel polarizer of a wire mesh with n pixels having polarization orientations perpendicular to each other. Moreover, the system contains a case containing the sensor, and the case has the first hole providing a viewing field for the detector. In this case, the method includes subsequent emission of source light from the specified n spatially spaced light sources, wherein source light is emitted with optical axes at an angle of incidence, selected from a range of 50-60°, with the skin at the second distance set as a distance between the first hole and the detector or as a distance between the first hole and the last optical element in front of the detector, if viewed from the detector; detection of subsequently reflected source light subsequently generated by light sources; and generation of detector signals corresponding to the detected reflected light.
EFFECT: group of inventions provides for an increase in the efficiency of skin gloss measurement, using the Brewster angle.
11 cl, 24 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к системе, содержащей датчик для измерения блеска кожи. Кроме того, изобретение относится к способу оценки блеска кожи.The invention relates to a system containing a sensor for measuring skin gloss. In addition, the invention relates to a method for evaluating the gloss of the skin.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Проблемы, связанные с блеском кожи, известны из уровня техники. US2015127071 (см. также эквиваленты US9452113B2 или WO2013186716A2) относится к уходу за жирной кожей и описывает то, что кожа богата сальными железами и непрерывно восстанавливается. Кроме того, US2015127071 описывает, что секреция кожного сала является нормальным явлением, которое полезно как для кожи, так и для волос. В целом, кожное сало является агентом для увлажнения эпидермиса. Оно представляет собой натуральный продукт сальной железы, которая является отростком пилосебацейного комплекса. По существу, оно представляет собой более или менее сложную смесь липидов. Кожное сало защищает кожу, а также кожу черепа, и придает волосам блеск путем смазывания кутикулы.Skin gloss problems are known in the art. US2015127071 (see also the equivalents of US9452113B2 or WO2013186716A2) refers to oily skin care and describes that the skin is rich in sebaceous glands and continuously regenerates. In addition, US2015127071 describes that sebum secretion is a normal phenomenon that is beneficial for both skin and hair. In general, sebum is an agent for moisturizing the epidermis. It is a natural product of the sebaceous gland, which is an outgrowth of the pilosebaceous complex. Essentially, it is a more or less complex mixture of lipids. Sebum protects the skin as well as the scalp and adds shine to the hair by lubricating the cuticle.

Согласно US2015127071, гиперсекреция кожного сала или себорея может привести к нарушениям, связанным с внешним видом. Таким образом, избыточная секреция кожного сала может приводить к жирной коже, которая выглядит блестящей или переливающийся, а также она может способствовать тому, что кожа головы выглядит жирной и с перхотью, или появлению жирной перхоти. Это может сопровождаться увеличением размера пор. Например, стресс, утомление и зимний период могут быть факторами, которые усиливают эти состояния у большинства людей. Среди людей с жирной кожей могут быть субъекты, у которых имеются эндокринные нарушения или неврологические нарушения, или субъекты, страдающие от ожирения. Кроме того, жирная кожа может быть у подростков, у людей, страдающих от избытка гормонов (в частности, мужских гормонов), у женщин, у которых менструация, или у женщин с менопаузой.According to US2015127071, sebum hypersecretion or seborrhea can lead to appearance disorders. Thus, excess sebum secretion can lead to oily skin that looks shiny or iridescent, and it can also make the scalp look oily and dandruff, or greasy dandruff. This may be accompanied by an increase in pore size. For example, stress, fatigue, and winter can be factors that exacerbate these conditions in most people. Among people with oily skin, there may be subjects who have endocrine disorders or neurological disorders, or subjects suffering from obesity. In addition, oily skin can be found in teenagers, in people suffering from an excess of hormones (particularly male hormones), in women who are menstruating, or in women who have gone through menopause.

В US2003045799 описано портативное устройство для наблюдения за типологической характеристикой тела. Например, это устройство может быть использовано для наблюдения по меньшей мере за одной характеристикой внешнего вида кожи или волос. Устройство может выдавать по меньшей мере два изображения исследуемой зоны. Изображения отличаются друг от друга признаком, отличным от увеличения и интенсивности источника света.US2003045799 describes a portable body type monitoring device. For example, this device can be used to monitor at least one characteristic of the appearance of the skin or hair. The device may provide at least two images of the region of interest. The images differ from each other in a feature other than the magnification and intensity of the light source.

В US2010249731 описан способ измерения кожной эритремы, включающий: а) получение цифрового изображения кожи в условиях ортогональной поляризации с калибровочным стандартом белого, включенным в поле обзора изображения; b) идентификацию значений средней интенсивности для красного, зеленого и синего канала для стандарта белого; c) вычисление значений отражающей способности кожи, заданной значениями интенсивности красного, зеленого и синего у каждого пикселя изображения, до значений поглощающей способности путем взятия логарифма соотношения значений стандарта белого, деленного на значения отражающей способности кожи, в каждом из канала красного, зеленого и синего соответственно, где поглощающая способность равна: log(Iбелый(красный, зеленый, синий) / Iкожи(красный, зеленый, синий)) для всех пикселей, представляющих кожу; d) вычитание значений поглощающей способности канала красного из значений поглощающей способности канала зеленого для всех пикселей, представляющих кожу; e) вычитание значений поглощающей способности канала красного из значений поглощающей способности канала синего для всех пикселей, представляющих кожу; f) вычисление соотношения значения, вычисленного на этапе (d), деленного на значение, вычисленное на этапе (e); g) построение карты интенсивности для соотношения, вычисленного на этапе (f).US2010249731 describes a method for measuring skin erythremia, which includes: a) obtaining a digital image of the skin under orthogonal polarization conditions with a white calibration standard included in the field of view of the image; b) identification of mean intensity values for red, green and blue channels for the white standard; c) calculating the skin reflectance values given by the red, green and blue intensities of each image pixel to the absorbance values by taking the logarithm of the ratio of the white standard values divided by the skin reflectance values in each of the red, green and blue channels, respectively where absorbance is: log(Iwhite(red, green, blue) / Iskin(red, green, blue)) for all pixels representing skin; d) subtracting the absorbance values of the red channel from the absorbance values of the green channel for all pixels representing the skin; e) subtracting the absorbance values of the red channel from the absorbance values of the blue channel for all pixels representing the skin; f) calculating the ratio of the value calculated in step (d) divided by the value calculated in step (e); g) building an intensity map for the ratio calculated in step (f).

В US2014055661 описан аппарат для формирования изображений, содержащий оптическую систему с линзами, устройство для формирования изображений, содержащее множество первых и вторых пикселей, и матричное оптическое устройство, причем оптическая система с линзами содержит первую оптическую область, которая в основном пропускает через себя свет, колеблющийся в направлении первой оси поляризации, и вторую оптическую область, которая пропускает через себя свет, колеблющийся в любом направлении; а матричное оптическое устройство обеспечивает падение света, прошедшего через первую оптическую область, на первые пиксели и падение свеат, прошедшего через вторую оптическую область, на вторые пиксели.US2014055661 describes an imaging apparatus comprising an optical system with lenses, an imaging apparatus comprising a plurality of first and second pixels, and an array optical device, the optical system with lenses comprising a first optical region that mainly transmits light oscillating through itself. in the direction of the first axis of polarization, and the second optical region, which passes through itself the light oscillating in any direction; and the matrix optical device ensures that the light that has passed through the first optical region is incident on the first pixels and the light that has passed through the second optical region is incident on the second pixels.

В JPH07323013 описан способ наблюдения за поверхностью кожи путем разделения света, отраженного на поверхности кожи, на два пути света и одновременного приема отраженного света с разными поляризационными составляющими от первого фильтра для приема света и второго фильтра для приема света. Первый фильтр поляризованного света для приема света встроен в путь света для света, проходящего через полупрозрачное зеркало среди отраженного от кожи света и, кроме того, в путь света для отраженного света на зеркале, второй фильтр поляризованного света установлен для приема света с направлением поляризованного света, отличающимся от такового для первого фильтра поляризованного света для приема света. Затем, конкретный поляризованный свет излучается на кожу через фильтр поляризованного света из кольцевого осветительного аппарата, и отраженный свет принимается первой ПЗС-камерой (прибор с зарядовой связью) через первый фильтр поляризованного света для приема света. В дополнение, отраженный от кожи свет принимается второй ПЗС-камерой через второй фильтр поляризованного света для приема света, и эти сигналы изображения вводятся в ту же часть обработки изображения.JPH07323013 describes a method for observing a skin surface by separating light reflected from a skin surface into two light paths and simultaneously receiving reflected light with different polarization components from a first light receiving filter and a second light receiving filter. The first polarized light filter for receiving light is built into the light path for light passing through the translucent mirror among the light reflected from the skin, and in addition to the light path for reflected light on the mirror, the second polarized light filter is installed to receive light with the polarized light direction, different from that of the first polarized light filter for receiving light. Then, the specific polarized light is emitted to the skin through the polarized light filter from the ring light, and the reflected light is received by the first CCD camera (Charge Coupled Device) through the first polarized light filter to receive the light. In addition, light reflected from the skin is received by the second CCD camera through a second polarized light filter to receive light, and these image signals are input to the same image processing part.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

На внешний вид кожи оказывает сильное влияние наличие тонкой эмульгированной пленки на поверхности кожи. Кожное сало, содержащее липиды из сальных желез и эпидермальные кератиноциты, смешивается с потом и другими липидами из косметических средств и окружающей среды для образования этой эмульгированной пленки с показателем преломления, который выше чем таковой у эпидермиса. Кожное сало делает так, что кожа выглядит более блестящей, вследствие более высокого френелевского отражения и гладкой границы между воздухом и кожным салом. Оптимальный баланс между выработкой и требованиями в отношении кожного сала обеспечивает ощущение отсутствия блеска и здоровья кожи, а также является желательным с дерматологической и косметической точки зрения. Блестящая и жирная кожа считается непривлекательной и неприятной, и зачастую связана с различными дерматологическими нарушениями, такими как себорея, акне и дисбаланс гормонов. В условия дефицита кожного сала, кожа подвержена инфекциям и возникает ощущение зуда, сухости и выглядит матовой, эритрематозной и чешуйчатой. The appearance of the skin is strongly influenced by the presence of a thin emulsified film on the surface of the skin. Sebum, containing lipids from the sebaceous glands and epidermal keratinocytes, mixes with sweat and other lipids from cosmetics and the environment to form this emulsified film with a refractive index higher than that of the epidermis. Sebum makes the skin appear shinier due to the higher Fresnel reflectance and the smoother interface between air and sebum. The optimal balance between production and sebum requirements provides a feeling of lack of shine and healthy skin, and is also desirable from a dermatological and cosmetic point of view. Shiny and oily skin is considered unattractive and unpleasant, and is often associated with various dermatological disorders such as seborrhea, acne, and hormone imbalances. In conditions of sebum deficiency, the skin is prone to infections and there is a feeling of itching, dryness and looks dull, erythematous and scaly.

В результате, считается, что необходимы стратегии для уравновешивания потребностей кожи с оптимальными требованиями к ее липидам путем управления скоростью секреции кожного сала и/или мониторинга состояния кожи с использованием неинвазивных оптических устройств и способов.As a result, it is believed that strategies are needed to balance the needs of the skin with the optimal requirements for its lipids by controlling the rate of sebum secretion and/or monitoring the condition of the skin using non-invasive optical devices and methods.

Устройства для измерения степени блеска кожи известны из уровня техники. Однако они могут, например, обладать недостатком, заключающимся в зависимости от положения вращения на коже и/или могут быть неспособны обеспечить количественно выраженные результаты. Таким образом, аспектом изобретения является обеспечение альтернативного устройства (далее в настоящем документе используется более общий термин «система») и/или способа определения блеска кожи, которые, предпочтительно, дополнительно по меньшей мере частично устраняют один или более недостатков, описанных выше. Задачей настоящего изобретения может быть преодоление или устранение по меньшей мере одного из недостатков уровня техники или же обеспечение полезной альтернативы.Devices for measuring the degree of gloss of the skin are known from the prior art. However, they may, for example, have the disadvantage of depending on the position of rotation on the skin and/or may not be able to provide quantifiable results. Thus, it is an aspect of the invention to provide an alternative device (hereinafter, the more general term "system" is used herein) and/or method for determining skin luster, which preferably further at least partially eliminates one or more of the disadvantages described above. It may be an object of the present invention to overcome or eliminate at least one of the disadvantages of the prior art, or to provide a useful alternative.

Среди прочего, в изобретении представлена система («система» или «система датчика кожи»), содержащая датчик для измерения параметра кожи, в частности, такого как выбранный из одного или более из группы, состоящей из блеска кожи и жирности кожи («датчик» или «датчик блеска кожи»), при этом датчик содержит (i) множество пространственно разнесенных источников света, выполненных с возможностью выдачи света источника («свет»), и (ii) детектор, выполненный на первом расстоянии (d1) от каждого из источников света, причем датчик выполнен с возможностью выдачи света источника с оптическими осями (OL) под углом (α) падения, в частности, выбранным из диапазона 10-80°, с кожей на втором расстоянии (d2) и с возможностью обнаружения отраженного света источника (отраженного от кожи), причем датчик содержит по меньшей мере два источника света, в более частном случае - по меньшей мере три источника света, причем источники света, в частности, выполнены с возможностью выдачи неполяризованного света источника, в более частном случае - белого света, причем первое расстояние (d1), в частности, может быть выбрано из диапазона 1-100 мм, например 5-80 мм, в частности 5-60 мм, в более частном случае - 5-50 мм, например, в частности 5-30 мм, причем детектор выполнен с возможностью обнаружения поляризованного света.Among other things, the invention provides a system ("system" or "skin sensor system") comprising a sensor for measuring a skin parameter, such as selected from one or more of the group consisting of skin luster and skin oiliness ("sensor" or “skin gloss sensor”), wherein the sensor comprises (i) a plurality of spatially separated light sources configured to output source light (“light”), and (ii) a detector configured at a first distance (d1) from each of the sources light, and the sensor is configured to output light source with optical axes (OL) at an angle (α) of incidence, in particular, selected from the range of 10-80°, with skin at a second distance (d2) and with the possibility of detecting the reflected light of the source ( reflected from the skin), and the sensor contains at least two light sources, in a more particular case, at least three light sources, and the light sources, in particular, are configured to issue unpolarized light source nick, in the more particular case - white light, and the first distance (d1), in particular, can be selected from the range of 1-100 mm, for example 5-80 mm, in particular 5-60 mm, in the more particular case - 5- 50 mm, for example, in particular 5-30 mm, and the detector is configured to detect polarized light.

Благодаря такой системе представляется возможным определение блеска кожи относительно достоверным образом при уменьшенном воздействии со стороны вращения датчика относительно кожи. Кроме того, благодаря такой системе представляется возможной количественная оценка блеска кожи. Используемый в настоящем документе термин «блеск кожи» относится к блеску кожи, но также может относиться к «жирности кожи». Таким образом, используемый в настоящем документе термин «блеск кожи» также может быть определен, как «параметр кожи, который, в частности, выбран из одного или более из группы, состоящей из блеска кожи и жирности кожи». Значения, которые могут быть измерены с помощью системы, описанной в настоящем документе, могут отражать блеск кожи и жирность кожи, поскольку блеск кожи может быть связан с жирностью кожи. В настоящем документе термин «блеск кожи» иногда используется для указания как на блеск кожи, так и на жирность кожи. Таким образом, в вариантах реализации термин «блеск кожи» может относиться к блеску кожи или жирности кожи, или же конкретно к блеску кожи. With such a system, it is possible to determine the luster of the skin in a relatively reliable manner with reduced influence from the rotation of the sensor relative to the skin. In addition, thanks to such a system, it is possible to quantify the luster of the skin. As used herein, the term "skin luster" refers to the luster of the skin, but can also refer to "oily skin". Thus, as used herein, the term "skin luster" can also be defined as "a skin parameter that is specifically selected from one or more of the group consisting of skin luster and skin greasiness". The values that can be measured with the system described herein may reflect skin luster and skin greasiness, since skin luster may be related to skin greasiness. In this document, the term "skin luster" is sometimes used to refer to both the luster of the skin and the greasiness of the skin. Thus, in embodiments, the term "skin luster" may refer to the luster of the skin or the oiliness of the skin, or specifically to the luster of the skin.

Как указано выше, изобретением предусмотрена система, содержащая датчик. Термин «система» может относиться к одному устройству, например, имеющему свой собственный корпус, но также он может относиться ко множеству функционально сопряженных устройств, таких как, например, датчик и система управления, или системе управления, содержащей устройство, такой как компьютер, смартфон и т.д. В вариантах реализации термин «датчик» также может относиться ко множеству датчиков.As indicated above, the invention provides a system containing a sensor. The term "system" can refer to a single device, for example, having its own housing, but it can also refer to a plurality of functionally interrelated devices, such as, for example, a sensor and a control system, or a control system containing a device, such as a computer, smartphone etc. In embodiments, the term "sensor" can also refer to a plurality of sensors.

В частности, система содержит корпус, такой что система содержит устройство, содержащее корпус. По существу, датчик может находиться в корпусе. Корпус может иметь отверстие. Такое отверстие может обеспечивать поле обзора для детектора. Кроме того, корпус с отверстием также может обеспечивать второе расстояние, которое может быть задано как расстояние между отверстием (т.е. кожей, когда датчик выполнен на коже) и детектором (или последним оптическим элементом, в частности линзой, перед детектором (если смотреть от детектора)). Второе расстояние также может быть указано как свободное рабочее расстояние и может быть задано как расстояние между отверстием и детектором или, когда доступны оптические элементы, между отверстием и последним оптическим элементом (если смотреть от детектора в направлении отверстия). Таким образом, второе расстояние также может быть указано как расстояние во время работы между кожей и детектором или, когда доступны оптические элементы, между кожей и последним оптическим элементом (если смотреть от детектора в направлении отверстия). Можно увидеть, что корпус выполнен в виде сохраняющего расстояние приспособления, поскольку он определяет расстояние между кожей и детектором (или его последним оптическим элементом). Такие оптические элементы выполнены до детектора, т.е. детектор выполнен далее по потоку относительно таких (необязательных) оптических элементов. Второе расстояние может составлять порядка 10-45 мм, однако оно может составлять даже до 200 мм. Таким образом, в вариантах реализации второе расстояние может быть выбрано из диапазона 10-200 мм, например, 10-30 мм, или находиться в диапазоне 40-80 мм. Детектор выполнен с возможностью обнаружения отраженного света. Таким образом, детектор обнаруживает отраженный свет для формирования изображений во время (последовательного) освещения источниками света (неполяризованного). Детектор по существу обнаруживает лишь поляризованный свет, например, посредством поляризатора, находящегося до детектора. Оптическая ось детектора и оптическая ось датчика могут по существу совпадать. Кроме того, оптическая ось датчика и результирующая оптическая ось всех источников света могут по существу совпадать.In particular, the system comprises a housing such that the system comprises a device comprising a housing. Essentially, the sensor may be in the housing. The body may have an opening. Such an opening may provide a field of view for the detector. In addition, the hole body can also provide a second distance, which can be defined as the distance between the hole (i.e. skin when the sensor is made on the skin) and the detector (or the last optical element, in particular a lens, in front of the detector (when viewed from the detector. The second distance can also be specified as the free working distance and can be given as the distance between the hole and the detector or, when optics are available, between the hole and the last optic (when viewed from the detector towards the hole). Thus, the second distance may also be indicated as the distance during operation between the skin and the detector or, when optics are available, between the skin and the last optic (when viewed from the detector towards the hole). It can be seen that the housing is designed as a distance-keeping device, since it determines the distance between the skin and the detector (or its last optical element). Such optical elements are made before the detector, i.e. the detector is made downstream of such (optional) optical elements. The second distance may be in the order of 10-45 mm, however it may even be up to 200 mm. Thus, in embodiments, the second distance may be selected from the range of 10-200 mm, such as 10-30 mm, or be in the range of 40-80 mm. The detector is configured to detect reflected light. Thus, the detector detects reflected light to form images during (successive) illumination by light sources (unpolarized). The detector essentially detects only polarized light, for example by means of a polarizer upstream of the detector. The optical axis of the detector and the optical axis of the sensor may be substantially the same. In addition, the optical axis of the sensor and the resulting optical axis of all light sources may substantially coincide.

В частности, источники света выполнены таким образом, что они находятся на первом расстоянии от детектора, которое меньше чем (релевантное) поле обзора (размерности). Кроме того, множество источников света может, в частности, содержать наборы из двух (или более) источников света, которые выполнены на одинаковом расстоянии от детектора. Управление такими наборами может осуществляться независимо. Кроме того, первые расстояния необязательно являются одинаковыми для каждого из источников света. Таким образом, выражение «детектор выполнен на первом расстоянии (d1) от каждого из источников света» и подобные фразы также могут быть интерпретированы как «источники света выполнены на первых расстояниях (d1) от источников света, причем первые расстояния для каждого из источников света могут быть идентичны, или имеется два или более разных первых расстояния». Как указано в настоящем документе, первое расстояние может быть выбрано, в частности, из диапазона 1-100 мм.In particular, the light sources are designed such that they are at a first distance from the detector which is less than the (relevant) field of view (dimensions). In addition, the plurality of light sources may particularly comprise sets of two (or more) light sources that are provided at the same distance from the detector. Such sets can be managed independently. In addition, the first distances are not necessarily the same for each of the light sources. Thus, the expression "the detector is made at a first distance (d1) from each of the light sources" and similar phrases can also be interpreted as "the light sources are made at first distances (d1) from the light sources, and the first distances for each of the light sources can be be identical, or there are two or more different first distances. As stated herein, the first distance may be selected in particular from the range of 1-100 mm.

Таким образом, в изобретении (в аспекте (также)) предусмотрена система, содержащая датчик для измерения параметра кожи, содержащий (i) множество пространственно разнесенных источников света, выполненных с возможностью выдачи света источника, и (ii) детектор, выполненный на первом расстоянии от каждого из источников света, причем датчик выполнен с возможностью выдачи света источника с оптическими осями под углом (α) падения, выбранным из диапазона 10-80°, причем во время работы датчик (должен быть) установлен на коже, отверстие в корпусе датчика должно находиться на коже и выполнен с возможностью обнаружения отраженного света источника (который отражен кожей), причем датчик содержит по меньшей мере три источника света, причем источники света выполнены с возможностью выдачи видимого света источника, причем видимый свет источника является неполяризованным, и причем первое расстояние выбрано из диапазона 10-80 мм, причем детектор выполнен с возможностью обнаружения поляризованного света. Система может содержать дополнительные признаки, как определено в сопроводительных вариантах реализации.Thus, the invention (in aspect (also)) provides a system comprising a sensor for measuring a skin parameter, comprising (i) a plurality of spatially separated light sources configured to output source light, and (ii) a detector configured at a first distance from each of the light sources, and the sensor is configured to output light source with optical axes at an angle (α) of incidence selected from the range of 10-80°, and during operation, the sensor (should be) installed on the skin, the hole in the sensor housing should be on the skin and is configured to detect the reflected light of the source (which is reflected by the skin), and the sensor contains at least three light sources, and the light sources are configured to output visible light of the source, and the visible light of the source is unpolarized, and the first distance is selected from range 10-80 mm, and the detector is configured to detect polarized light. The system may contain additional features as defined in the accompanying embodiments.

Система может содержать память, устройство обработки (или «процессор» или «процессорную систему», или «контроллер», или «систему управления»), интерфейс пользователя и блок индикации для индикации определенного значения блеска кожи, такой как СИД-индикатор (например, подходящий для индикации разных значений путем переключений на 0-n СИД в зависимости от определенного значения, где n - количество СИД, используемых для индикации максимального определенного значения, при этом n, в целом, больше или равно двум, например, по меньшей мере три) и/или дисплей. The system may include a memory, a processing device (or a "processor" or a "processor system" or a "controller" or a "control system"), a user interface, and a display unit for indicating a particular skin gloss value, such as an LED indicator (for example, suitable for indicating different values by switching to 0-n LEDs depending on the determined value, where n is the number of LEDs used to indicate the maximum determined value, with n generally greater than or equal to two, e.g. at least three) and/or display.

Примеры интерфейса пользователя, среди прочего, включают активируемую вручную кнопку, дисплей, сенсорный экран, клавиатуру, устройство ввода с голосовой активацией, звуковое устройство вывода, индикатор (например, лампы), переключатель, тумблер, модем и сетевую карту. В частности, интерфейс пользователя может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечить пользователю возможность инструктирования устройства или аппарата, с которым функционально сопряжен интерфейс пользователя, благодаря чему, интерфейс пользователя функционально обеспечен. В частности, интерфейс пользователя может включать активируемую вручную кнопку, сенсорный экран, клавиатуру, устройство ввода с голосовой активацией, переключатель, тумблер и т.д., и/или, при необходимости, модем и сетевую карту, и т.д. Интерфейс пользователя может содержать графический интерфейс пользователя. Термин «интерфейс пользователя» также может относиться к удаленному интерфейсу пользователя, такому как удаленное средство управления. Удаленное средство управления может быть отдельным устройством специального назначения. Однако удаленное средство управления также может быть устройством с приложением (App), выполненным с возможностью (по меньшей мере) управления системой или устройством, или аппаратом.Examples of a user interface include, among others, a manually activated button, a display, a touch screen, a keyboard, a voice activated input device, an audio output device, an indicator (eg, lamps), a switch, a toggle switch, a modem, and a network card. In particular, the user interface may be configured to allow the user to instruct the device or apparatus with which the user interface is operatively interfaced, whereby the user interface is operable. In particular, the user interface may include a manually activated button, touch screen, keyboard, voice-activated input device, switch, toggle switch, etc., and/or, if necessary, a modem and network card, etc. The user interface may include a graphical user interface. The term "user interface" can also refer to a remote user interface, such as a remote control. The remote control may be a separate special purpose device. However, the remote control may also be a device with an application (App) configured to (at least) control the system or the device or apparatus.

Контроллер/процессор и память могут быть любого типа. Процессор может быть выполнен с возможностью исполнения различных описанных операций и исполнения инструкций, хранящихся в памяти. Процессор может быть интегральной(ыми) схемой(ами) специализированных задач или общего назначения. Кроме того, процессор может быть процессором специального назначения для работы, в соответствии с настоящей системой, или может быть процессором общего назначения, в котором работает только одна из множества функций для работы, в соответствии с настоящей системой. Процессор может работать, используя программную часть, множество программных сегментов или он может быть аппаратным устройством, использующим интегральную схему специального или многофункционального назначения.The controller/processor and memory can be of any type. The processor may be configured to perform the various operations described and execute instructions stored in memory. The processor may be a specialized task or general purpose integrated circuit(s). In addition, the processor may be a special purpose processor for operation in accordance with the present system, or may be a general purpose processor in which only one of a plurality of functions for operation in accordance with the present system operates. The processor may operate using software, a plurality of software segments, or it may be a hardware device using an ASIC or multifunctional integrated circuit.

Датчик содержит (i) множество пространственно разнесенных источников света, выполненных с возможностью выдачи света источника («света»). В частности, датчик содержит по меньшей мере три пространственно разнесенных источника света.The sensor comprises (i) a plurality of spaced light sources configured to output source light ("light"). In particular, the sensor comprises at least three spatially separated light sources.

Термин «источник света» может включать полупроводниковое светоизлучающее устройство, такое как светоизлучающий диод (СИД), светоизлучающий диод с объёмным резонатором (СИДОР), лазерный диод с вертикальным резонатором (ЛДВР), лазер с торцевым излучением и т.д. Термин «источник света» также может относиться к органическому светоизлучающему диоду, такому как пассивная матрица (PMOLED) или активная матрица (AMOLED). В конкретном варианте реализации источник света содержит твердотельный источник света (такой как СИД или лазерный диод). В варианте реализации источник света содержит СИД (светоизлучающий диод). Термин СИД также может относиться ко множеству СИД. Кроме того, в вариантах реализации термин «источник света» также может относиться к так называемому источнику света по типу кристалл-на-плате (КНП). Термин «КНП», в частности, относится к кристаллам СИД в форме полупроводникового кристалла, который не заключен и не соединен, а установлен непосредственно на подложке, такой как печатная плата. Таким образом, множество полупроводниковых источников света может быть установлено на одной и той же подложке. В вариантах реализации КНП представляет собой кристалл с множеством СИД, выполненных вместе в качестве одного модуля освещения. The term “light source” may include a semiconductor light emitting device such as a light emitting diode (LED), cavity cavity light emitting diode (CED), vertical cavity laser diode (VCR), edge emitting laser, etc. The term "light source" can also refer to an organic light emitting diode such as a passive matrix (PMOLED) or an active matrix (AMOLED). In a particular embodiment, the light source comprises a solid state light source (such as an LED or a laser diode). In an embodiment, the light source comprises an LED (light emitting diode). The term LED may also refer to a plurality of LEDs. In addition, in embodiments, the term "light source" can also refer to a so-called chip-on-board (COP) light source. The term "CNR" specifically refers to LED chips in the form of a semiconductor chip that is not enclosed or connected, but mounted directly on a substrate such as a printed circuit board. Thus, a plurality of semiconductor light sources can be installed on the same substrate. In embodiments, the CNR is a die with a plurality of LEDs arranged together as a single illumination module.

Кроме того, источники света выполнены с возможностью выдачи неполяризованного света источника. Это позволяет датчику получать информацию от направления поляризации отраженного света.In addition, the light sources are configured to output unpolarized source light. This allows the sensor to obtain information from the direction of polarization of the reflected light.

Кроме того, источники света, в частности, выполнены с возможностью выдачи белого света. Используемый в настоящем документе термин «белый свет» известен специалисту в данной области техники. В частности, он может относиться к свету, имеющему коррелированную цветовую температуру (КЦТ) примерно от 2000 до 20000 К, в частности 2700-20000 К, для общего освещения, в частности, в диапазоне примерно от 2700 К до 6500 К, а для целей заднего освещения, в частности, примерно в диапазоне от 7000 К до 20000 К, и, в частности, в пределах примерно 15 СОВЦ (стандартное отклонения выравнивания цвета) от ЛЧТ (локус черного тела), в частности, в пределах примерно 10 СОВЦ от ЛЧТ, еще более конкретно, в пределах примерно 5 СОВЦ от ЛЧТ. В частности, белый свет может быть выдан синим СИД с желтым излучающим люминесцентным материалом. Такой источник света может выдавать белый свет, который по существу является неполяризованным.In addition, the light sources are in particular designed to emit white light. As used herein, the term "white light" is known to those skilled in the art. In particular, it may refer to light having a correlated color temperature (CCT) of about 2000 to 20000 K, in particular 2700 to 20000 K, for general illumination, in particular in the range of about 2700 K to 6500 K, and for purposes backlight, in particular, in the range from 7000 K to 20000 K, and in particular, within about 15 SOTS (color alignment standard deviation) from the BBL (black body locus), in particular, within about 10 SOTS from the BBL , even more specifically, within about 5 SOCVs of the BRT. In particular, white light may be emitted by a blue LED with a yellow emitting luminescent material. Such a light source may produce white light that is substantially unpolarized.

Датчик содержит множество пространственно разнесенных источников света. Под этим подразумевается, что между источниками света имеется некоторое расстояние. В частности, между источниками света выполнен детектор. Кроме того, максимальное количество источников света, в частности, составляет примерно двенадцать, например, десять, восемь, шесть или четыре, или три. Количество до примерно двенадцати, еще более конкретно, до примерно восьми, например до примерно шести, обеспечивает конфигурацию вокруг датчика, что также обеспечивает пространственное разнесение между соседними источниками света, которое (также) может составлять порядка примерно 1-100 мм, например, по меньшей мере 5 мм, например, по меньшей мере 10 мм. The sensor contains a plurality of spatially separated light sources. This implies that there is some distance between the light sources. In particular, a detector is provided between the light sources. In addition, the maximum number of light sources is specifically about twelve, such as ten, eight, six, or four, or three. Up to about twelve, even more specifically up to about eight, such as up to about six, provides a configuration around the sensor, which also provides a spatial separation between adjacent light sources, which (also) can be on the order of about 1-100 mm, for example, at least at least 5 mm, for example at least 10 mm.

Таким образом, в вариантах реализации система содержит по меньшей мере три источника света. Еще в одних вариантах реализации датчик имеет оптическую ось датчика, а источники света выполнены осесимметрично вокруг оптической оси датчика. В вариантах реализации источники света могут быть выполнены относительно друг друга под углами с оптической осью 360°/n, где n - количество источников света. Таким образом, в вариантах реализации, в которых система содержит по меньшей мере три или четыре источника света, взаимные углы с оптической осью могут составлять 120° и 90°, соответственно.Thus, in embodiments, the system comprises at least three light sources. In still other embodiments, the sensor has an optical axis of the sensor, and the light sources are axisymmetric about the optical axis of the sensor. In embodiments, the light sources can be made relative to each other at angles with an optical axis of 360°/n, where n is the number of light sources. Thus, in embodiments in which the system contains at least three or four light sources, the mutual angles with the optical axis can be 120° and 90°, respectively.

Таким образом, как указано выше, система содержит, в частности, по меньшей мере два источника света, еще более конкретно, по меньшей мере три источника света, и источники света, в частности, выполнены с возможностью выдачи неполяризованного видимого света источника, еще более конкретно, белого света.Thus, as stated above, the system comprises, in particular, at least two light sources, more specifically, at least three light sources, and the light sources, in particular, are configured to emit unpolarized visible light of the source, more specifically , white light.

В вариантах реализации система, в частности, может содержать множество источников света, выдающих видимый свет источника, причем видимый свет источника является неполяризованным, при этом, в частности, по существу весь видимый свет источника является неполяризованным. В частности, каждый из источников света выдает по существу неполяризованный видимый свет источника. Таким образом, в этих вариантах реализации на кожу излучается неполяризованный свет источника, причем свет источника по существу не является частично поляризованным. Таким образом, источники света, в частности, выполнены с возможностью выдачи видимого света источника, причем видимый свет источника является неполяризованным.In embodiments, the system may in particular comprise a plurality of light sources emitting visible source light, wherein the source visible light is unpolarized, in particular substantially all of the source visible light is unpolarized. In particular, each of the light sources outputs substantially unpolarized visible source light. Thus, in these embodiments, unpolarized source light is radiated onto the skin, wherein the source light is not substantially partially polarized. Thus, the light sources are particularly adapted to emit visible light from the source, the visible light from the source being unpolarized.

Как также отмечено выше, система также содержит детектор, выполненный на первом расстоянии (d1) от каждого из источников света. Хорошие результаты были получены, когда первое расстояние (d1) находилось в диапазоне примерно 1-80 мм. Таким образом, в конкретном варианте реализации первое расстояние может быть выбрано из диапазона 1-80 мм, в частности из диапазона 1-80 мм, в частности из диапазона 2-60 мм, такого как диапазон 5-20 мм, например диапазон 6-14 мм.As also noted above, the system also includes a detector located at a first distance (d1) from each of the light sources. Good results were obtained when the first distance (d1) was in the range of about 1-80 mm. Thus, in a specific embodiment, the first distance may be selected from the range of 1-80 mm, in particular from the range of 1-80 mm, in particular from the range of 2-60 mm, such as the range of 5-20 mm, for example the range of 6-14 mm.

В частности, детектор выполнен с возможностью обнаружения поляризованного света. С этой целью, детектор может содержать поляризатор, который выполнен до детектора. Таким образом, детектор может принимать только поляризованный свет, в частности S-поляризованный свет. Ниже также описаны некоторые конкретные варианты реализации поляризатора.In particular, the detector is configured to detect polarized light. To this end, the detector may include a polarizer which is provided prior to the detector. Thus, the detector can only receive polarized light, in particular S-polarized light. Some specific embodiments of the polarizer are also described below.

В частности, детектор выполнен с возможностью обнаружения поляризованного света. Таким образом, датчик может содержать поляризатор, выполненный до детектора. Поляризатор может фильтровать отраженный свет источника (отраженный от кожи) таким образом, что детектор принимает поляризованный свет, в частности S-поляризованный свет, или, в качестве альтернативы, в частности P-поляризованный свет.In particular, the detector is configured to detect polarized light. Thus, the sensor may include a polarizer upstream of the detector. The polarizer can filter the reflected light of the source (reflected from the skin) such that the detector receives polarized light, in particular S-polarized light, or alternatively in particular P-polarized light.

В конкретных вариантах реализации датчик выполнен с возможностью выдачи света источника с оптическими осями (OL) под углом (α) падения, в частности, выбранным из диапазона 10-80°, с кожей, находящейся на втором расстоянии (d2), и с возможностью обнаружения отраженного света источника (отраженного от кожи). Безусловно, кожа не является частью системы. Однако система, в частности, выполнена с возможностью измерения кожи на втором расстоянии. Например, система может содержать сохраняющее расстояние приспособление или другой элемент, который обеспечивает возможность установки датчика на втором расстоянии. При этом расстоянии может быть достигнут указанный выше угол падения, который находится в диапазоне 10-80°, более конкретно 20-80°. В конкретных вариантах реализации, которые дополнительно описаны ниже, угол выбран из диапазона 20-60°.In specific embodiments, the sensor is configured to output light from a source with optical axes (OL) at an angle (α) of incidence, in particular selected from the range of 10-80°, with skin at a second distance (d2), and with the ability to detect reflected light source (reflected from the skin). Of course, the skin is not part of the system. However, the system is particularly configured to measure the skin at a second distance. For example, the system may include a spacing device or other element that allows the sensor to be mounted at a second distance. With this distance, the above angle of incidence, which is in the range of 10-80°, more specifically 20-80°, can be achieved. In specific implementations, which are further described below, the angle is selected from the range of 20-60°.

Сохраняющее расстояние приспособление выполнено с возможностью размещения на коже таким образом, чтобы кожа находилась на втором расстоянии от детектора или последнего оптического элемента перед детектором (если смотреть от детектора). В частности, сохраняющее расстояние приспособление может быть выполнено с возможностью размещения ровно на коже таким образом, чтобы кожа находилась на втором расстоянии от детектора или последнего оптического элемента перед детектором (если смотреть от детектора). Сохраняющее расстояние приспособление может содержаться в корпусе датчика. В частности, система может содержать корпус, который по меньшей мере частично заключает в себе датчик, причем корпус содержит сохраняющее расстояние приспособление. В качестве альтернативы, система может содержать корпус и (отдельное) сохраняющее расстояние приспособление; в таких вариантах реализации второе расстояние может быть дополнительно увеличено. Кроме того, сохраняющее расстояние приспособление, отличное от корпуса, может иметь отверстие. The distance keeping device is configured to be placed on the skin so that the skin is a second distance from the detector or the last optical element in front of the detector (when viewed from the detector). In particular, the distance maintaining device may be arranged to be positioned flat on the skin such that the skin is a second distance from the detector or the last optical element before the detector (when viewed from the detector). The distance maintaining device may be contained in the sensor housing. In particular, the system may comprise a housing which at least partially encloses the sensor, the housing comprising a spacing device. Alternatively, the system may comprise a housing and a (separate) spacing device; in such embodiments, the second distance may be further increased. In addition, the distance-keeping device other than the housing may have an opening.

Система или по меньшей мере ее часть, такая как корпус, может быть выполнена с возможностью прижатия к коже. Таким образом, «к коже» может указывать на то, что система или по меньшей мере ее часть прижимается к коже (в ходе применения), в частности, при этом сохраняющее расстояние приспособление, такое как корпус, прижимается к коже. Таким образом, термин «второе расстояние», в частности, относится к расстоянию между детектором или его последним оптическим элементом (если смотреть от детектора) и кожей в ходе применения системы. Второе расстояние является ненулевым расстоянием между отверстием/кожей и детектором (или оптическим элементом, находящимся до детектора, когда такие оптические элементы доступны). В частности, термин «оптические элементы» здесь может относиться к линзе.The system, or at least part of it, such as the housing, may be configured to be pressed against the skin. Thus, "to the skin" may indicate that the system or at least part of it is pressed against the skin (during use), in particular, while maintaining a distance device, such as a housing, is pressed against the skin. Thus, the term "second distance" specifically refers to the distance between the detector or its last optical element (as viewed from the detector) and the skin during application of the system. The second distance is a non-zero distance between the hole/skin and the detector (or an optical element located before the detector, when such optical elements are available). In particular, the term "optical elements" here may refer to a lens.

В конкретных вариантах реализации детектор содержит 2D-камеру, такую как ПЗС-камера TD-Next 5620 M7_1A и TD-Next 5640 M12_3B. Каждый пиксель может состоять по существу из трех пикселей для синего, зеленого и красного соответственно. Это может обеспечивать детектору каналы интенсивности синего, зеленого и красного по отдельности. In particular embodiments, the detector comprises a 2D camera such as a TD-Next 5620 M7_1A and TD-Next 5640 M12_3B CCD camera. Each pixel may consist of essentially three pixels for blue, green, and red, respectively. This can provide the detector with the blue, green, and red intensity channels separately.

В вариантах реализации детектор может иметь площадь детектора примерно 10*10 мм2. Детектор может иметь порядка 1 мегапикселя или больше.In embodiments, the detector may have a detector area of about 10*10 mm 2 . The detector may be of the order of 1 megapixel or more.

Еще в одних вариантах реализации датчик может также содержать фокусирующую линзу, выполненную до детектора. Фокусирующая линза может быть выполнена таким образом, чтобы с одной стороны в фокусе находился детектор и/или с другой стороны линзы в фокусе находилась кожа. Линза может обеспечивать получение хорошего изображения кожи на детекторе.In still other embodiments, the sensor may also include a focusing lens upstream of the detector. The focusing lens can be configured such that the detector is in focus on one side and/or the skin is in focus on the other side of the lens. The lens can provide a good image of the skin on the detector.

В вариантах реализации датчик может также иметь отверстие, выполненное до детектора и до фокусирующей линзы. Это может дополнительно прибавлять к разрешению. В вариантах реализации диаметр отверстия может быть выбран из диапазона 0,1-5 мм, более конкретно, 0,1-2 мм, например, в частности 0,1-0,8 мм.In embodiments, the sensor may also have an opening upstream of the detector and upstream of the focusing lens. This may further add to the resolution. In embodiments, the hole diameter may be selected from the range of 0.1-5 mm, more specifically 0.1-2 mm, for example, in particular 0.1-0.8 mm.

Оптическая ось системы может проходить перпендикулярно детектору.The optical axis of the system can run perpendicular to the detector.

В конкретных вариантах реализации система может также содержать систему анализа. Система анализа выполнена с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала с датчика. Система анализа и датчик могут находиться в одном устройстве, таком как устройство для очистки кожи, устройство для омолаживания кожи и т.д. Таким образом, в вариантах реализации система содержит устройство для ухода за кожей, как такое устройство для очистки кожи, устройство для омолаживания кожи и т.д., причем устройство для ухода за кожей содержит датчик и систему анализа. Система анализа может преобразовывать сигнал с датчика, более конкретно, с детектора, в сигнал, который может содержать полезную информацию пользователя, такую как указание на блеск кожи на блоке индикации (таком как дисплей или полоса светодиодов). Значение датчика кожи может представлять собой параметр кожи или может быть дополнительно обработано в параметр кожи исходя из заданных отношений между значением датчика кожи и параметром кожи.In particular embodiments, the system may also comprise an analysis system. The analysis system is configured to generate an appropriate skin sensor value depending on the signal from the sensor. The analysis system and the sensor may be in the same device, such as a skin cleansing device, a skin rejuvenation device, and so on. Thus, in embodiments, the system comprises a skin care device such as a skin cleanser, skin rejuvenation device, etc., the skin care device comprising a sensor and an analysis system. The analysis system may convert a signal from a sensor, more specifically a detector, into a signal that may contain useful user information, such as an indication of skin sheen on an indication unit (such as a display or a strip of LEDs). The skin sensor value may be a skin parameter or may be further processed into a skin parameter based on predetermined relationships between the skin sensor value and the skin parameter.

Однако в других вариантах реализации датчик может содержаться в отдельном устройстве, которое соединено с системой анализа проводным или беспроводным образом. Например, такая система анализа может содержаться в смартфоне. Например, для считывания датчика и отображения значения датчика кожи на основе сигнала датчика, сгенерированного датчиком, может быть использовано приложение. Таким образом, еще в одних других вариантах реализации система содержит (i) устройство для ухода за кожей, причем устройство для ухода за кожей содержит датчик, и (ii) второе устройство, функционально соединенное с устройством для ухода за кожей, причем второе устройство содержит систему анализа. Термин «система анализа» также может относиться ко множеству взаимосвязанных систем. Например, датчик может (также) содержать процессор и внешнее устройство может содержать процессор, которые могут связываться друг с другом. Процессор датчика может выдавать сигнал датчика, а процессор внешнего устройства на его основе генерирует значение датчика кожи, являющееся показательным в отношении степени блеска/жирности кожи.However, in other embodiments, the sensor may be contained in a separate device that is wired or wirelessly connected to the analysis system. For example, such an analysis system may be contained in a smartphone. For example, an application can be used to read a sensor and display a skin sensor value based on a sensor signal generated by the sensor. Thus, in still other embodiments, the system comprises (i) a skin care device, the skin care device comprising a sensor, and (ii) a second device operatively coupled to the skin care device, the second device comprising a system analysis. The term "analysis system" can also refer to a variety of interrelated systems. For example, a sensor may (also) include a processor and an external device may include a processor that can communicate with each other. The sensor processor may output a sensor signal, and the processor of the external device generates a skin sensor value indicative of the degree of gloss/oiliness of the skin based thereon.

Сигнал датчика может быть сигналом детектора. В других вариантах реализации сигнал датчика может быть обработанным сигналом детектора. Таким образом, в вариантах реализации выражение «на основе сигнала детектора» может также относиться к обработанному сигналу детектора. На основе сигнала датчика, т.е. по существу на основе сигнала детектора, система анализа может выдать соответствующее значение датчика кожи.The sensor signal may be a detector signal. In other embodiments, the sensor signal may be a processed detector signal. Thus, in embodiments, the expression "based on the detector signal" may also refer to the processed detector signal. Based on the sensor signal, i.e. essentially based on the detector signal, the analysis system can output the corresponding value of the skin sensor.

Когда система содержит функциональное устройство, такое как устройство для очистки кожи или устройство для омолаживания кожи, устройство может быть выполнено с возможностью исполнения действия в зависимости от сигнала датчика (для обнаружения блеска) (или значения датчика кожи). Например, при достижении некоторого нижнего или верхнего порогового значения блеска кожи (или жирности кожи), функциональное устройство может выдавать сигнал пользователю, такой как звуковой или вибрационный сигнал. В качестве альтернативы или дополнения, функциональное устройство может снижать или повышать конкретные действия в зависимости от сигнала датчика, такие как усиленный или ослабленный массаж кожи в зависимости от сигнала датчика.When the system includes a functional device such as a skin cleansing device or a skin rejuvenation device, the device may be configured to perform an action depending on a sensor signal (for gloss detection) (or a skin sensor value). For example, upon reaching a certain lower or upper threshold for skin luster (or skin oiliness), the functional device may provide a signal to the user, such as an audible or vibrating signal. Alternatively or in addition, the functional device may decrease or increase specific actions depending on the sensor signal, such as increased or decreased skin massage depending on the sensor signal.

Таким образом, еще в одном другом аспекте изобретения также представлен способ определения блеска кожи, включающий выдачу света источника с помощью системы, описанной в настоящем документе, на кожу и определение света источника, отраженного от кожи, с помощью системы, описанной в настоящем документе. Thus, in yet another aspect of the invention, there is also provided a method for detecting skin luster, comprising emitting source light using the system described herein onto skin and detecting source light reflected from the skin using the system described herein.

В частности, способ выполняется при размещении датчика на коже, например, с корпусом, имеющим отверстие, на коже, причем в ходе работы между кожей и детектором или его последним оптическим элементом имеется второе расстояние.In particular, the method is carried out by placing the sensor on the skin, for example, with a housing having an opening, on the skin, and during operation there is a second distance between the skin and the detector or its last optical element.

В частности, способ является немедицинским способом. В частности, способ является косметическим способом.In particular, the method is a non-medical method. In particular, the method is a cosmetic method.

Кроме того, еще в одном другом аспекте изобретения представлен носитель данных, на котором сохранены программные инструкции, которые при их исполнении системой, описанной в настоящем документе, побуждают систему к выполнению способа, описанного в настоящем документе.In yet another aspect of the invention, a storage medium is provided on which program instructions are stored which, when executed by the system described herein, cause the system to perform the method described herein.

Как указано выше, система может содержать поляризатор. Поляризатор выполнен таким образом, чтобы обеспечивать возможность попадания в детектор только одной или более конкретных поляризаций. Таким образом, в конкретных вариантах реализации датчик содержит поляризатор, выполненный до детектора. Еще более конкретно, поляризатор содержит одно или более из следующего: (i) сегментированный поляризатор и (ii) поляризатор пространственно изменяющейся поляризации . Это обеспечивает возможность снижения влияния положения (вращения) детектора, особенно когда источники света активируются последовательно. Таким образом, датчик может обнаруживать отраженный свет в зависимости от источника света. При разных поляризациях поляризатора, чувствительность системы может быть выше.As stated above, the system may include a polarizer. The polarizer is configured to allow only one or more specific polarizations to enter the detector. Thus, in particular embodiments, the sensor comprises a polarizer upstream of the detector. More specifically, the polarizer comprises one or more of the following: (i) a segmented polarizer, and (ii) a spatially varying polarization polarizer. This makes it possible to reduce the influence of the position (rotation) of the detector, especially when the light sources are activated in series. Thus, the sensor can detect reflected light depending on the light source. With different polarizations of the polarizer, the sensitivity of the system can be higher.

Таким образом, в конкретных вариантах реализации устройство имеет режим обнаружения, при котором источники света выполнены с возможностью последовательной выдачи света источника. Еще в одних конкретных вариантах реализации детектор может быть выполнен с возможностью последовательного обнаружения отраженного света источника, последовательно вырабатываемого источниками света, и с возможностью генерирования соответствующих сигналов детектора. Как указано выше, система также содержит систему анализа, при этом система анализа выполнена с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала датчика, а в конкретных вариантах реализации значение датчика кожи основано на среднем значении соответствующих сигналов детектора.Thus, in particular embodiments, the device has a detection mode in which the light sources are configured to sequentially output source light. In yet other specific embodiments, the detector may be configured to sequentially detect source reflected light produced by light sources in series and generate corresponding detector signals. As stated above, the system also comprises an analysis system, wherein the analysis system is configured to generate a corresponding skin sensor value depending on the sensor signal, and in specific embodiments, the skin sensor value is based on the average of the respective detector signals.

В вариантах реализации сегментированный поляризатор содержит пиксел-поляризатор из проволочной сетки с двумя или более пикселями, имеющими разные ориентации поляризации. В настоящем документе термин «пиксели» также может относиться к областям. В частности, датчик содержит n источников света, например, четыре источника света, и причем сегментированный поляризатор содержит пиксел-поляризатор из проволочной сетки с n пикселями, имеющими ориентации поляризации, которые перпендикулярны друг другу, например, два набора из двух пикселей (в случае четырех источников света). Как указано выше, значение n, в частности, равняется по меньшей мере 2, например 3 или 4, или более.In embodiments, the segmented polarizer comprises a wire mesh polarizer pixel with two or more pixels having different polarization orientations. In this document, the term "pixels" can also refer to areas. Specifically, the sensor comprises n light sources, such as four lights, and wherein the segmented polarizer comprises a wire mesh polarizer pixel with n pixels having polarization orientations that are perpendicular to each other, such as two sets of two pixels (in the case of four light sources). As stated above, the value of n is in particular equal to at least 2, such as 3 or 4 or more.

В вариантах реализации поляризатор пространственно изменяющейся поляризации содержит одно или более из поляризатора азимутально изменяющейся поляризации и поляризатора радиально изменяющейся поляризации, что, в частности, обеспечивает возможность выполнения большего количества излучателей очень близко друг к другу.In embodiments, the spatially varying polarization polarizer comprises one or more of an azimuthally varying polarization polarizer and a radially varying polarization polarizer, which, in particular, allows more emitters to be arranged very close together.

Наилучшие результаты могут быть получены примерно при угле Брюстера. Таким образом, в вариантах реализации датчик выполнен с возможностью выдачи света источника с оптическими осями (OL) под углом (α) падения с кожей, находящейся на втором расстоянии (d2), причем угол (α) падения выбран из диапазона 50-60°, еще более конкретно, угол (α) падения выбран из диапазона 52-56°.Best results can be obtained around the Brewster angle. Thus, in embodiments, the sensor is configured to output light from a source with optical axes (OL) at an angle (α) of incidence with the skin at a second distance (d2), wherein the angle (α) of incidence is selected from the range of 50-60°, even more specifically, the angle (α) of incidence is selected from the range of 52-56°.

Таким образом, среди прочего, в настоящем документе представлены системы и способы измерения блеска кожи, использующие последовательное освещение от множества излучателей неполяризованного света, освещающих кожу под углом падения, который (по существу) равен углу Брюстера или поляризации, и сегментированный поляризатор или поляризатор пространственно изменяющейся поляризации на пути обнаружения.Thus, inter alia, systems and methods for measuring skin glare are provided herein using sequential illumination from a plurality of unpolarized light emitters illuminating the skin at an incidence angle that is (substantially) equal to the Brewster angle or polarization, and a segmented polarizer or spatially variable polarizer. polarization in the detection path.

Особенно хорошие результаты могут быть (таким образом) получены, когда источники света активируются последовательно. Поскольку источники света выполнены в разных положениях, поведения отражения и поведение поляризации, а также угловая зависимость отраженного света, таким образом, может обеспечивать дополнительную информацию (которая может быть результатом структуры кожи и/или неравномерности освещения) и/или может обеспечивать возможность уменьшения зависимости датчика от положения вращения на коже. Particularly good results can be (thus) obtained when the light sources are activated sequentially. Since the light sources are made in different positions, the reflection behavior and polarization behavior, as well as the angular dependence of the reflected light, thus may provide additional information (which may result from skin structure and/or illumination unevenness) and/or may allow the sensor dependence to be reduced. from the position of rotation on the skin.

Таким образом, в конкретных вариантах реализации устройство имеет режим обнаружения, в котором источники света выполнены с возможностью последовательной выдачи света источника. Thus, in particular embodiments, the device has a detection mode in which the light sources are configured to sequentially output source light.

Например, датчики могут иметь частоту измерения в диапазоне 0,1*n-100*n Гц, где n - количество источников света. Например, при 1*n Гц, каждый второй из всех источников света последовательно осветил кожу, а детектор (последовательно) измерил возможные отражения на основе соответствующих источников света. For example, sensors may have a measurement frequency in the range of 0.1*n-100*n Hz, where n is the number of light sources. For example, at 1*n Hz, every second of all the lights sequentially illuminated the skin, and the detector (sequentially) measured the possible reflections based on the respective light sources.

Безусловно, использование множества источников света также может обеспечить возможность активации поднаборов из двух или более источников света. Например, это может быть возможно, когда четыре источника света используются для обеспечения двух наборов из двух источников света, которые выполнены друг напротив друга (с детектором между ними), при этом наборы источников света попеременно включаются и выключаются. Of course, the use of multiple lights may also allow subsets of two or more lights to be activated. For example, this may be possible when four lights are used to provide two sets of two lights that are opposite each other (with a detector in between) with the sets of lights alternately turned on and off.

Кроме того, могут быть применены комбинации таких способов, причем, например, компоновка набора источников света может меняться с течением времени. Например, в режиме в заданное время источники света активируются последовательно, а за последующее заданное время источники света активируются в качестве группы. Такой режим может включать повторение этих последовательных заданных моментов. Все типы схем освещения могут быть использованы для дополнительного создания более достоверного измерения блеска кожи.In addition, combinations of such methods may be used, where, for example, the arrangement of a set of light sources may change over time. For example, in the timed mode, the lights are activated sequentially, and at the subsequent specified time, the lights are activated as a group. Such a mode may include the repetition of these successive predetermined moments. All types of lighting schemes can be used to further create a more accurate skin gloss measurement.

Сигнал детектора может быть средним значением между сигналами, генерируемыми соответствующими источниками света. Таким образом, еще в одних других вариантах реализации детектор выполнен с возможностью последовательного обнаружения отраженного света источника, последовательно генерируемого источниками света, и с возможностью генерирования соответствующих сигналов детектора, причем система также содержит систему анализа, выполненную с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала с датчика, и причем значение датчика кожи основано на среднем значении соответствующих сигналов детектора. Таким образом, сигналы детектора, в частности, сначала обрабатываются, а затем усредняются. Таким образом, сигнал детектора может быть средним значением между сигналами, генерируемыми соответствующими источниками света.The detector signal may be an average between the signals generated by the respective light sources. Thus, in still other embodiments, the detector is configured to sequentially detect source reflected light generated by the light sources in series and to generate corresponding detector signals, the system also comprising an analysis system configured to generate an appropriate skin sensor value depending on the signal from the sensor, and wherein the value of the skin sensor is based on the average value of the respective detector signals. Thus, the detector signals, in particular, are first processed and then averaged. Thus, the detector signal may be an average of the signals generated by the respective light sources.

Как указано выше, система может содержать по меньшей мере три источника света. Кроме того, как указано выше, в вариантах реализации датчик имеет оптическую ось (О2) датчика, и причем источники света выполнены осесимметрично вокруг оптической оси (О2) датчика.As stated above, the system may include at least three light sources. In addition, as mentioned above, in embodiments, the sensor has an optical axis (O2) of the sensor, and moreover, the light sources are made axisymmetrically around the optical axis (O2) of the sensor.

Еще в одних конкретных вариантах реализации, как также указано выше, система может также содержать систему анализа, причем система анализа выполнена с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала с датчика. Может быть ряд способов генерирования сигнала с датчика. Даже учитывая то, что для домашнего использования известны низкозатратные устройства, измерение блеска с использованием этих устройств, похоже, не является количественным, а также может не коррелировать с субъективным восприятием и опорными измерениями устройства. Способы оценки блеска могут быть основаны на подсчете количества белых пикселей выше некоторого порогового значения на изображениях с камеры, полученных с использованием неполяризованного освещения. Однако похоже, что оценка блеска, основанная на количестве белых пикселей, зависит от уровней интенсивности падающего света (и его колебаний), порогового значения и вариации оптических свойств кожи (меж- и внутрииндивидуальных вариаций), что менее желательно.In still other specific embodiments, as also discussed above, the system may also comprise an analysis system, wherein the analysis system is configured to generate an appropriate skin sensor value depending on the sensor signal. There can be a number of ways to generate a signal from a sensor. Even though low cost devices are known for home use, gloss measurement using these devices does not appear to be quantitative and may also not correlate with subjective perception and device reference measurements. Methods for estimating gloss can be based on counting the number of white pixels above a certain threshold in camera images taken using non-polarized light. However, it seems that the gloss score based on the number of white pixels depends on the intensity levels of the incident light (and its fluctuations), the threshold value, and the variation in the optical properties of the skin (inter- and intra-individual variations), which is less desirable.

В настоящем документе ниже описаны некоторые конкретные варианты реализации, которые могут обеспечить более достоверные результаты.This document describes below some specific implementation options that may provide more reliable results.

Таким образом, в вариантах реализации система, в частности, выполнена с возможностью создания изображения кожи посредством детектора, причем изображение кожи содержит первую область, в которой определяется максимальная интенсивность, и вторую область, находящуюся на первом расстоянии изображения от первой области, причем первая область и вторая область не перекрываются, а система также выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе интенсивности в зависимости от отраженного света источника вдоль пути между первой областью и второй областью. Изображение может иметь область изображения. Первая и вторая области могут быть областями, например, 0,05-30%, например, 0,05-15%, например, 0,1-10% области изображения. Кроме того, первое расстояние изображения, т.е. расстояние между первой областью и второй областью, более точно, самое короткое расстояние между границами этих двух областей, может быть по меньшей мере порядка размера первой области или второй области. В целом, первая область и вторая область могут быть по существу одинаковыми. При необходимости, области также могут отличаться, но должен быть применен поправочный коэффициент. Кроме того, в целом, эти области выбраны квадратными или прямоугольными, в частности, квадратными. Область, в которой определяется максимальная интенсивность, может быть областью изображения, где имеет место по существу зеркальное отражение, т.е. где свет источника отражается как от зеркала и обнаруживается детектором.Thus, in embodiments, the system is particularly configured to create a skin image by means of a detector, wherein the skin image comprises a first region in which the maximum intensity is determined and a second region located at a first image distance from the first region, the first region and the second area does not overlap, and the system is also configured to generate a skin sensor value based on the intensity depending on the reflected light of the source along the path between the first area and the second area. An image may have an image region. The first and second regions may be regions, eg 0.05-30%, eg 0.05-15%, eg 0.1-10%, of the image area. In addition, the first image distance, i.e. the distance between the first region and the second region, more specifically the shortest distance between the boundaries of the two regions, may be at least of the order of the size of the first region or the second region. In general, the first region and the second region may be substantially the same. If necessary, the areas may also differ, but a correction factor must be applied. In addition, in general, these areas are chosen to be square or rectangular, in particular square. The region in which the maximum intensity is determined may be the region of the image where essentially a mirror reflection takes place, i.e. where the source light is reflected as from a mirror and is detected by the detector.

Таким образом, первое расстояние изображения может находиться в диапазоне квадратного корня от 0,05-30% области изображения, например, квадратного корня от 0,05-15% области изображения, например, квадратного корня от 0,1-10% области изображения. В частности, расстояние между первой областью и второй областью составляет по меньшей мере 5% от квадратного корня от области изображения. Следует отметить, что область изображения может не иметь фиксированного значения, а может, например, зависеть от увеличения. Thus, the first image distance may be in the range of the square root of 0.05-30% of the image area, eg, the square root of 0.05-15% of the image area, eg, the square root of 0.1-10% of the image area. In particular, the distance between the first region and the second region is at least 5% of the square root of the image region. It should be noted that the image area may not have a fixed value, but may, for example, depend on the magnification.

Кроме того, следует отметить, что термин «создание изображения» и подобные термины не обязательно могут включать создание реального изображения в момент времени, а могут также относиться к считыванию значений с детектора в различных положениях на поверхности детектора.In addition, it should be noted that the term "imaging" and similar terms may not necessarily include the creation of a real image at a point in time, but may also refer to reading values from a detector at various positions on the surface of the detector.

Похоже, что информация, которая может быть получена из двух областей и/или из (прямой) линии, или области между этими двумя областями, может обеспечить информацию в отношении степени блеска, которая может обеспечить возможность количественной оценки блеска кожи (в том числе жирности кожи), особенно когда система была откалибрована (см. также ниже).It appears that the information that can be obtained from two areas and/or from a (straight) line, or the area between these two areas, can provide information regarding the degree of sheen, which can allow the quantification of skin gloss (including skin oiliness). ), especially when the system has been calibrated (see also below).

Таким образом, в вариантах реализации система может быть выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе наклона кривой, заданной интенсивностью отраженного света источника вдоль пути между первой областью и второй областью. Таким образом, похоже, что на основе наклона кривой или угла кривой могут быть сгенерированы полезные значения блеска кожи.Thus, in embodiments, the system may be configured to generate a skin sensor value based on the slope of the curve given by the reflected light intensity of the source along the path between the first region and the second region. Thus, it appears that useful skin gloss values can be generated based on the slope of the curve or the angle of the curve.

В качестве альтернативы или дополнения, система может быть выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе области ниже кривой, заданной интенсивностью отраженного света источника вдоль пути между первой областью и второй областью. Таким образом, похоже, что также на основе области под кривой или угла кривой могут быть сгенерированы полезные значения блеска кожи. Путь также может быть обозначен как прямая траектория или линия.Alternatively or in addition, the system may be configured to generate a skin sensor value based on the area below the curve given by the reflected light intensity of the source along the path between the first area and the second area. Thus, it appears that also useful skin gloss values can be generated based on the area under the curve or the angle of the curve. A path can also be designated as a straight path or a line.

В качестве еще одной альтернативы или еще одного дополнения, система может быть выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе количества пикселей изображения выше заданного порогового значения. Таким образом, похоже, что на основе количества пикселей выше порогового значения также могут быть сгенерированы полезные значения блеска кожи.As yet another alternative or addition, the system may be configured to generate a skin sensor value based on the number of image pixels above a predetermined threshold. Thus, it appears that useful skin gloss values can also be generated based on the number of pixels above the threshold.

Кроме того, в качестве альтернативы или дополнения, система может быть выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе среднего количества пикселей изображения выше заданных пороговых значений, взвешенных с соответствующей интенсивностью пикселя, соответственно. Таким образом, также на основе взвешенного количества пикселей выше порогового значения могут быть сгенерированы полезные значения блеска кожи.Furthermore, alternatively or in addition, the system may be configured to generate a skin sensor value based on the average number of image pixels above predetermined thresholds, weighted with the respective pixel intensity, respectively. Thus, also based on the weighted number of pixels above the threshold value, useful skin gloss values can be generated.

В качестве еще одной альтернативы или дополнения, система может быть выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе отношения между интегральной интенсивностью первой области и второй области. Таким образом, для генерирования значений блеска кожи также может быть использовано соотношение, зеркальное относительно интенсивности диффузии этих соответствующих соотношений. Например, когда система откалибрована с по существу зеркально отражающей областью и с по существу диффузной отражающей областью, параметры блеска кожи могут быть получены из соотношения, зеркального относительно интенсивности диффузии этих соответствующих соотношений. As yet another alternative or addition, the system may be configured to generate a skin sensor value based on the ratio between the integrated intensity of the first region and the second region. Thus, a ratio mirrored to the diffusion intensity of these respective ratios can also be used to generate skin gloss values. For example, when the system is calibrated with a substantially specularly reflective area and a substantially diffuse reflective area, the skin gloss parameters can be obtained from a relationship mirrored to the diffusion intensity of these respective relationships.

Кроме того, в качестве альтернативы или дополнения, система выполнена с возможностью определения больших бинарных объектов (Binary Large Object, BLOB) на изображении, и причем система выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе одного или более из среднего размера и максимального размера больших бинарных объектов на изображении. Таким образом, на основе количества BLOB и/или размеров BLOB также могут быть сгенерированы полезные значения блеска кожи. Таким образом, в данном варианте реализации используется не само по себе количество белых пикселей, а определяются BLOB. Таким образом, для этих BLOB также может быть определено пороговое значение, например, по меньшей мере количество k соседних пикселей за конкретным пороговым значением интенсивности.In addition, as an alternative or addition, the system is configured to determine binary large objects (Binary Large Object, BLOB) in the image, and moreover, the system is configured to generate a skin sensor value based on one or more of the average size and maximum size of the large binary objects in the image. Thus, useful skin gloss values can also be generated based on the number of BLOBs and/or the sizes of the BLOBs. Thus, in this implementation, the number of white pixels is not used by itself, but is determined by BLOBs. Thus, a threshold value can also be defined for these BLOBs, eg at least the number k of adjacent pixels beyond a particular intensity threshold.

В представленных выше вариантах реализации было указано количество процедур калибровки. В частности, для количественной оценки блеска кожи или жирности кожи может быть полезной калибровка системы, более точно, датчика (и, таким образом, по факту - детектора). Эта калибровка может выполняться после производства датчика. В качестве альтернативы или дополнения, калибровка может быть реализована программным образом для каждого датчика на основе одной или более ранних калибровок примеров датчиков. Калибровка также может быть частью измерительного процесса или может запланирована на регулярной основе. В конкретном варианте реализации калибровка применяется сразу же после производства датчика. Кроме того, система может содержать управляющие подпрограммы, которые могут обновлять калибровку на основе параметров эталонного датчика или на основе, например, сдвига в сигнале и т.д.In the above embodiments, the number of calibration procedures was indicated. In particular, for quantifying skin gloss or skin oiliness, it may be useful to calibrate the system, more precisely, the sensor (and thus, in fact, the detector). This calibration can be performed after the sensor has been manufactured. Alternatively or in addition, the calibration may be implemented in software for each sensor based on one or more earlier calibrations of the sample sensors. Calibration may also be part of the measurement process or may be scheduled on a regular basis. In a specific implementation, the calibration is applied immediately after the manufacture of the sensor. In addition, the system may contain control routines that may update the calibration based on the parameters of the reference sensor or based on, for example, a shift in the signal, etc.

В конкретных вариантах реализации система анализа выполнена с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала с датчика после коррекции на плоское поле. Коррекция на плоское поле представляет собой технологию, используемую для улучшения качества при формировании цифровых изображений. В частности, коррекция на плоское поле используется для компенсации артефактов с 2D-изображений, которые вызваны неоднородностью освещения и обнаружения, изменениями чувствительности детектора от пикселя к пикселю и/или искажениями в оптическом пути. Как указано выше, коррекция на плоское поле может быть основана на измерении лишь с эталонным значением диффузии, например, стандартом диффузии, таким как спектралон. На основе таких измерений, может быть обеспечена коррекция на плоское поле, которая может быть использована при любом измерении (как описано в настоящем документе).In particular embodiments, the analysis system is configured to generate an appropriate skin sensor value depending on the sensor signal after flat field correction. Flat field correction is a technology used to improve the quality of digital imaging. In particular, flat field correction is used to compensate for artifacts from 2D images that are caused by illumination and detection inhomogeneities, pixel-to-pixel changes in detector sensitivity, and/or distortions in the optical path. As stated above, the flat field correction can be based on a measurement with only a diffusion reference value, for example a diffusion standard such as a Spectralon. Based on such measurements, a flat field correction can be provided that can be used in any measurement (as described herein).

Еще в одних других вариантах реализации система выполнена с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала с датчика на основе среднего значения соответствующих сигналов каналов красного, зеленого и синего в детекторе.In still other embodiments, the system is configured to generate a corresponding skin sensor value depending on the sensor signal based on an average of the respective red, green, and blue channel signals in the detector.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Далее будут описаны варианты реализации изобретения лишь в качестве примера со ссылкой на сопроводительные схематические чертежи, на которых соответствующими ссылочными позициями обозначены соответствующие части, и на которых:Embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying schematic drawings, in which the respective reference numerals indicate the respective parts, and in which:

на ФИГ. 1a-1b схематически изображены некоторые аспекты системы;in FIG. 1a-1b schematically depict some aspects of the system;

на ФИГ. 2a-2b: оптическая схема модели системы, используемой для моделирования, и некоторые аспекты в отношении поля обзора; in FIG. 2a-2b: optical diagram of the system model used for the simulation and some aspects regarding the field of view;

на ФИГ. 3a-3c. Распределение мощности на датчике, полученное для разных значений блеска. Значения серого являются логарифмом плотности мощности;in FIG. 3a-3c. Power distribution on the sensor obtained for different brightness values. The gray values are the logarithm of the power density;

на ФИГ. 4. Соотношение между мощностью в зеркальном отражении и мощностью в диффузном фоне, что вычислено из трассировки лучей в зависимости от значения блеска, варьирующегося от 0% (стандарт диффузии) до 100% (зеркало).in FIG. 4. Relationship between specular power and diffuse background power as calculated from ray tracing as a function of gloss value varying from 0% (diffusion standard) to 100% (mirror).

на ФИГ. 5: Схематическое представление обнаруженных состояний поляризации, когда множество излучателей используется для освещения в кольцевой конфигурации, и поляризатор с равномерными свойствами поляризации используется на пути обнаружения; in FIG. 5: Schematic representation of detected polarization states when multiple emitters are used for illumination in an annular configuration and a polarizer with uniform polarization properties is used in the detection path;

на ФИГ. 6: Отражение и прохождение неполяризованного света на поверхности;in FIG. 6: Reflection and transmission of unpolarized light on the surface;

на ФИГ. 7: Схематическое представление схем поляризации для освещения и обнаружения для минимизации зависимости значения блеска от вращения датчика;in FIG. 7: Schematic representation of polarization circuits for illumination and detection to minimize the dependence of the brightness value on sensor rotation;

на ФИГ. 8a-b схематически изображены некоторые фильтров или фазовых пластинок пространственно изменяющейся поляризации;in FIG. 8a-b are schematic representations of some spatially varying filters or phase plates;

на ФИГ. 9: Конфигурация массива поляризационных фильтров из нанопроволоки, используемого для КМОП-датчика поляризационного изображения, состоит из 4 подпикселей с эталоном и трех покрытых сеткой пикселей с ориентацией 0°, 45° и 90°;in FIG. 9: The configuration of the nanowire polarizing filter array used for the CMOS polarizing image sensor consists of 4 sub-pixels with a reference and three grid-covered pixels at 0°, 45° and 90° orientations;

на ФИГ. 10: Схематическое представление возможной схемы поляризации для освещения и обнаружения;in FIG. 10: Schematic representation of a possible polarization scheme for illumination and detection;

на ФИГ. 11: Изменение количества белых пикселей, измеренных in-vivo, в зависимости от угла вращения датчика для другого порогового значения; in FIG. 11: Change in the number of white pixels measured in-vivo , depending on the angle of rotation of the sensor for a different threshold;

на ФИГ. 12. Калибровка профессионального измерителя блеска на основе измерений по стандартам калибровки, стандарту диффузии и отражающему зеркалу;in FIG. 12. Professional gloss meter calibration based on measurements by calibration standards, diffusion standard and reflective mirror;

на ФИГ. 13: Сравнение различных способов (по углу, соотношению наклон/диффузия, количеству взвешенных пикселей) оценки значения блеска в нижнем диапазоне блеска;in FIG. 13: Comparison of different methods (by angle, tilt/diffusion ratio, number of weighted pixels) of estimating the gloss value in the lower gloss range;

на ФИГ. 14: Сравнение различных способов (по углу, соотношению наклон/диффузия, количеству взвешенных пикселей) оценки значения блеска в высшем диапазоне блеска;in FIG. 14: Comparison of different methods (by angle, tilt/diffusion ratio, number of weighted pixels) of estimating the gloss value in the higher gloss range;

на ФИГ. 15a-d: Иллюстрация этапов обработки изображения для оценки блеска на основе наклона (угла).in FIG. 15a-d: Illustration of image processing steps for tilt (angle) based gloss estimation.

Схематические чертежи не обязательно выполнены в масштабе.The schematic drawings are not necessarily drawn to scale.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

На ФИГ. 1а схематически изображена система 1, содержащая датчик 100 для измерения параметра кожи (выбранного из одного или более из группы, состоящей из блеска кожи и жирности кожи). Датчик 100 содержит множество пространственно разнесенных источников 110 света, выполненных с возможностью выдачи света 111 источника, и детектор 120, выполненный на первом расстоянии d1 от каждого из источников 110 света. Датчик 100 выполнен с возможностью выдачи света 111 источника с оптическими осями OL под углом α падения, выбранным из диапазона 10-80°, с кожей, находящейся на втором расстоянии d2, и с возможностью обнаружения отраженного света 111 источника. В частности, датчик 100 здесь может содержать по меньшей мере три источника 110 света, для обеспечения понимания изображено только два, причем источники 110 света выполнены с возможностью выдачи неполяризованного видимого света 111 источника. Например, первое расстояние d1 может быть выбрано из диапазона 10-80 мм, и причем детектор 120 выполнен с возможностью обнаружения поляризованного света.FIG. 1a schematically depicts a system 1 comprising a sensor 100 for measuring a skin parameter (selected from one or more of the group consisting of skin gloss and skin oiliness). The sensor 100 includes a plurality of spaced light sources 110 configured to output source light 111, and a detector 120 configured at a first distance d1 from each of the light sources 110. Sensor 100 is configured to output source light 111 with optical axes OL at an incidence angle α selected from the range of 10-80°, with skin at a second distance d2, and to detect reflected source light 111. In particular, the sensor 100 here may comprise at least three light sources 110, only two are shown for purposes of understanding, the light sources 110 being configured to output unpolarized visible source light 111. For example, the first distance d1 may be selected from the range of 10-80 mm, and wherein the detector 120 is configured to detect polarized light.

Детектор 120 может содержать, например, 2D-камеру 101. Кроме того, датчик 100 может содержать фокусирующую линзу 102, выполненную до детектора 120, и отверстие 103, выполненное до детектора 120 и до фокусирующей линзы 102. Отверстие 103 имеет диаметр D1, выбранный из диапазона 0,1-0,8 мм. Фокусирующая линза может быть, например, линзой 5-15 мм, например 10 мм. Кроме того, система может содержать вторую фокусирующую линзу, при этом комбинация этой линзы с первой линзой может обеспечить желаемое поле обзора и глубину фокуса для всей системы (см., например, ФИГ. 2а). Источники 110 света выполнены с возможностью выдачи неполяризованного белого света 111 источника.The detector 120 may include, for example, a 2D camera 101. In addition, the sensor 100 may include a focusing lens 102 upstream of the detector 120 and an aperture 103 upstream of the detector 120 and upstream of the focusing lens 102. The aperture 103 has a diameter D1 selected from range 0.1-0.8 mm. The focusing lens may be, for example, a 5-15 mm lens, such as a 10 mm lens. In addition, the system may contain a second focusing lens, and the combination of this lens with the first lens can provide the desired field of view and depth of focus for the entire system (see, for example, FIG. 2a). The light sources 110 are configured to output unpolarized white light 111 from the source.

Как указано на ФИГ. 1а, система 1 может также содержать систему 2 анализа, выполненную с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала с датчика 100.As indicated in FIG. 1a, system 1 may also include an analysis system 2 configured to generate an appropriate skin sensor value depending on the signal from sensor 100.

Система 2 анализа может содержаться в устройстве, которое также содержит датчик 100 (см. также ФИГ. 1b), или может содержаться в отдельном устройстве. На ФИГ. 1а также схематически изображен такой вариант реализации, в котором система 1 содержит устройство 3 для ухода за кожей, причем устройство 3 для ухода за кожей содержит датчик 100, и второе устройство 200, функционально соединенное с устройством 3 для ухода за кожей, причем второе устройство 200 содержит систему 2 анализа.The analysis system 2 may be contained in a device that also contains the sensor 100 (see also FIG. 1b) or may be contained in a separate device. FIG. 1a also schematically depicts such an implementation in which the system 1 comprises a skin care device 3, the skin care device 3 comprising a sensor 100, and a second device 200 operatively connected to the skin care device 3, the second device 200 contains system 2 analysis.

Датчик 100 имеет отверстие 107. Это отверстие может быть, в частности, плоским, т.е. его периферия может иметь кромку, которая по существу плоская. Таким образом, датчик может быть установлен ровно на коже. Отверстие 107 может иметь диаметр D2 или эквивалентный диаметр D2, который может находиться в диапазоне примерно 10-30 мм. Sensor 100 has an opening 107. This opening may in particular be flat, i.e. its periphery may have an edge that is substantially flat. In this way, the sensor can be placed flat on the skin. The opening 107 may have a diameter D2 or an equivalent diameter D2 which may be in the range of about 10-30 mm.

Обозначение О2 относится к оптической оси датчика 100. Когда датчик 100 установлен на коже, эта ось может по существу совпадать с нормалью к коже.The designation O2 refers to the optical axis of the sensor 100. When the sensor 100 is placed on the skin, this axis may be substantially normal to the skin.

Обозначение TS относится к верхней поверхности датчика. Она может быть плоской поверхностью. Обозначение LB относится к барьеру от прямого света, выполненному с возможностью предотвращения возможного достижения детектора этим светом из источников света без единоразового отражения и/или который может уменьшить свет, достигающий детектор 120, который не был отражен кожей, но был отражен другими внутренними поверхностями датчика. Обозначение 104 относится к поляризатору.The designation TS refers to the top surface of the sensor. It may be a flat surface. The term LB refers to a direct light barrier designed to prevent that light from light sources from possibly reaching the detector without a single reflection and/or which can reduce light reaching the detector 120 that was not reflected by the skin but was reflected by other internal surfaces of the sensor. The designation 104 refers to the polarizer.

Ось О2 может по существу совпадать с нормалью к коже.The O2 axis may substantially coincide with the normal to the skin.

В частности, TS может указывать на верхнюю поверхность корпуса 105. В действительности, верхняя поверхность TS может задавать второе расстояние d2 от кожи до детектора 102 или его последней линзы. Здесь верхняя поверхность TS имеет отверстие 107. Размер отверстия также может быть указан как поле обзора (FOV). Поле обзора здесь также обозначено как FV. Следует отметить, что щель или отверстие 107 может быть круглым, но также может быть квадратным или прямоугольным, или может иметь другую форму. Обозначение FVA относится к углу поля обзора. Обозначение TT относится к общей длине, которая является расстоянием от отверстия 107 (т.е. кожи при эксплуатации) и верхней стороной опоры, на которой установлен источник 110 света, причем это расстояние является по существу таким же, что и расстояние до верхней части источника 110 света, как это имеет место в общих используемых твердотельных источниках света, таких как СИД. Общая длина может находиться в диапазоне 10-200 мм, например, в диапазоне 10-80 мм, например в диапазоне 10-30 мм, или в диапазоне 40-200 мм, например в диапазоне 40-80 мм. Общая длина ТТ больше чем второе расстояние d2. Детектор 120 и необязательные оптические элементы могут иметь высоту в диапазоне примерно 1-50 мм, например 1-20 мм. Как можно понять из чертежей, когда датчик 100 установлен на коже, гарантируется второе расстояние d2. Таким образом, датчик 100 может содержать сохраняющее расстояние приспособление, такое как корпус 105 (как изображено), или, при необходимости, корпус и отдельное сохраняющее расстояние приспособление. Как указано выше, видимый свет 111 источника является, в частности, неполяризованным. Таким образом, свет 111 источника является, в частности, неполяризованным светом источника. Следует отметить, что оптическая ось О2 датчика 100 и оптическая ось детектора 120 могут по существу совпадать. Кроме того, оптическая ось О2 датчика и результирующая оптическая ось всех источников 110 света могут совпадать.In particular, TS may indicate the upper surface of the housing 105. In fact, the upper surface TS may define the second distance d2 from the skin to the detector 102 or its last lens. Here, the top surface of the TS has a hole 107. The size of the hole can also be specified as a field of view (FOV). The field of view is also referred to here as FV. It should be noted that the slot or opening 107 may be round, but may also be square or rectangular, or may have a different shape. The designation FVA refers to the angle of the field of view. The designation TT refers to the total length, which is the distance from the opening 107 (i.e. the skin in use) and the top side of the support on which the light source 110 is mounted, this distance being substantially the same as the distance to the top of the source. 110 light, as is the case in commonly used solid state light sources such as LEDs. The overall length may be in the range of 10-200 mm, eg in the range of 10-80 mm, eg in the range of 10-30 mm, or in the range of 40-200 mm, eg in the range of 40-80 mm. The total length of the CT is greater than the second distance d2. The detector 120 and optional optical elements may have a height in the range of about 1-50 mm, such as 1-20 mm. As can be understood from the drawings, when the sensor 100 is mounted on the skin, a second distance d2 is guaranteed. Thus, the sensor 100 may comprise a distance maintaining device, such as a housing 105 (as shown) or, if desired, a housing and a separate distance maintaining device. As indicated above, the visible light 111 of the source is, in particular, unpolarized. Thus, the source light 111 is, in particular, unpolarized source light. It should be noted that the optical axis of the O2 sensor 100 and the optical axis of the detector 120 may substantially coincide. In addition, the optical axis of the O2 sensor and the resulting optical axis of all light sources 110 may be the same.

В целом, расстояние d2 может быть задано как расстояние между отверстием, которое подлежит расположению на коже, и детектором или его последними оптическими элементами, если смотреть от детектора.In general, the distance d2 can be defined as the distance between the hole to be located on the skin and the detector or its last optical elements as viewed from the detector.

На ФИГ. 1b схематически изображен вариант реализации системы 1, в котором система 1 содержит устройство 3 для ухода за кожей, как такое устройство для очистки кожи, устройство для омолаживания кожи, причем устройство 3 для ухода за кожей содержит датчик 100 и систему 2 анализа. Устройство 3 для ухода за кожей может содержать блок IU индикации и/или также интерфейс UI пользователя. Обозначение FA относится к функциональной области, такой как область, которая может быть использована для массажа или слущивания кожи.FIG. 1b schematically shows an embodiment of a system 1 in which the system 1 comprises a skin care device 3 such as a skin cleansing device, a skin rejuvenation device, the skin care device 3 comprising a sensor 100 and an analysis system 2. The skin care device 3 may comprise a display unit IU and/or also a user interface UI. The designation FA refers to a functional area, such as an area that can be used to massage or exfoliate the skin.

Для исследования заявленной системы для съемки блеска кожи авторами изобретения было использовано трассирование лучей методом Монте Карло со специальным программным обеспечением. При моделировании вычисляют фотометрические и радиометрические количественные значения для выполнения полного анализа освещения и обнаружения. Схематическое представление прототипа камеры и схема системы показаны на ФИГ. 2а. На ФИГ. 2а схематически изображен еще один вариант реализации системы 1. Здесь применена дополнительная линза 102b, выполненная до отверстия 103. Размер датчика определяет размер короба таким образом, что свет из угла короба будет попадать на датчик на краю для зеркального отражения. Авторами был использован черный короб вокруг датчика для предотвращения прямого попадания сигналов от стенок и диафрагмы на датчик без взаимодействия с кожей. Образец кожи был смоделирован с использованием поверхности, имеющей отражающую способность 17%. Часть этого отраженного света отражается зеркально, означая, что угол отражения является таким же, что и угол падения, а часть свет отражается диффузно, означая, что между направлением поступающего света и отраженным светом отсутствует какое-либо отношение. Таким образом, свойство блеска образца изменялось путем выбора того, какая часть отраженного света является зеркальной, а какая является диффузной. Авторами был исследован весь диапазон от 100% зеркального (зеркало) до 0% зеркального или 100% диффузного (стандарт диффузии). Для обеспечения возможности получения информации о степени блеска образца, авторам требуется, чтобы зеркальное отражение от света СИД могло достичь поверхности датчика. Таким образом, ранее определенный размер короба обеспечивает нам возможность использования только значимых расстояний между СИД и датчиком.To study the claimed system for capturing the shine of the skin, the authors of the invention used Monte Carlo ray tracing with special software. The simulation computes photometric and radiometric scores to perform a complete illumination and detection analysis. A schematic representation of a camera prototype and a system diagram are shown in FIG. 2a. FIG. 2a schematically depicts another embodiment of system 1. Here, an additional lens 102b is used, made up to hole 103. The size of the sensor determines the size of the box so that light from the corner of the box will hit the sensor at the edge for specular reflection. The authors used a black box around the transducer to prevent signals from the walls and diaphragm from reaching the transducer directly without interacting with the skin. The skin sample was modeled using a surface having a reflectivity of 17%. Part of this reflected light is specularly reflected, meaning that the angle of reflection is the same as the angle of incidence, and part of the light is diffusely reflected, meaning that there is no relationship between the direction of the incoming light and the reflected light. Thus, the gloss property of the sample was changed by choosing how much of the reflected light is specular and how much is diffuse. The authors investigated the entire range from 100% specular (mirror) to 0% specular or 100% diffuse (diffusion standard). In order to be able to obtain information about the degree of gloss of the sample, the authors require that the specular reflection from the LED light can reach the surface of the sensor. Thus, the previously determined size of the box ensures that we can use only significant distances between the LED and the sensor.

СИД, который был использован, имеет цветовую температуру 4000 К и CRI 70, а также был смоделирован как излучатель с ламбертовой поверхностью. Сам по себе пакет СИД был смоделирован как обладающий диффузной отражающей способностью 90%. СИД гаснет как поверхность с отражающей способностью 70%. Печатная плата смоделирована как обладающая диффузной отражающей способностью 60%. Стенки корпуса, а также блокирующая поверхность STOP, были смоделированы как черные, но не полностью черные, а имеющие диффузную отражающую способность 5%. Линзы смоделированы как имеющие показатели преломления, соответствующие стеклу N-LASF9 и N-BK7, для большего и меньшего стекла, соответственно. The LED that was used has a color temperature of 4000 K and a CRI of 70 and has also been modeled as a Lambert surface emitter. The LED package itself was modeled as having a diffuse reflectivity of 90%. The LED goes out as a 70% reflective surface. The PCB is modeled as having a diffuse reflectance of 60%. The body walls, as well as the STOP blocking surface, were modeled as black, but not completely black, but having a diffuse reflectance of 5%. The lenses are modeled as having refractive indices corresponding to N-LASF9 and N-BK7 glass for the larger and smaller glass, respectively.

Примеры распределений плотности мощности на датчике для трех различных значений блеска показаны на ФИГ. 3. На фигуре показан логарифм значений серого. Как можно увидеть на графиках, изменения значения блеска образца от отражающего зеркала (100%) до стандарта диффузии (0%) соответствуют изменениям амплитуде зеркально отражаемого света. Она падает, тогда как сигнал диффузного фона увеличивается. В основном, происходит то, что в случае зеркала получают изображение СИД на поверхности датчика, и изображение становится все более и более размытым по мере снижения степени блеска. Examples of power density distributions on the sensor for three different brightness values are shown in FIG. 3. The figure shows the logarithm of gray values. As can be seen in the graphs, changes in the sample luster value from the reflective mirror (100%) to the diffusion standard (0%) correspond to changes in the amplitude of the specularly reflected light. It falls while the diffuse background signal increases. Basically, what happens is that in the case of a mirror, the LED is imaged on the surface of the sensor, and the image becomes more and more blurred as the degree of gloss decreases.

На ФИГ. 2b схематически показан вид сверху (без корпуса), на котором заштрихованным прямоугольником посередине обозначен детектор 120. Здесь применяется прямоугольный детектор, например, имеющий характеристическое отношение 4:3. Поле FV обзора представляет собой область на отверстии корпуса (не показан) или сохраняющего расстояние приспособления, если применимо (не показано), которое может видеть детектор 120. В частности, это поле обзора, следовательно, отверстие, выбрано таким образом, что оно имеет такую же симметрию, что и детектор 120, хотя отверстие может также иметь, например, круговую симметрию. Здесь, прямоугольное поле FV обзора имеет длину FVL и ширину FVW, и диагональ FVD. Если поле обзора является круглым, то будет предусмотрен диаметр (FVL=FVW=FWD). В частности, источники 110 света выполнены таким образом, что расстояние от края до края между источником 110 света и детектором 120 меньше чем размер релевантного поля обзора, параллельный первому расстоянию d1 от соответствующего источника 110 света до детектора 120. Здесь, расстояния d1 источников 110 света, которые обозначены s2 и s7, в частности, меньше чем FVW; расстояния d1 источников 110 света, которые обозначены s4 и s5, в частности, меньше чем FVL. Кроме того, в частности, расстояния d1 источников 110 света, которые обозначены s1, s, s6 и s8, в частности, меньше чем FVD (диагонали).FIG. 2b is a schematic plan view (without housing) showing detector 120 as a crosshatched rectangle in the middle. A rectangular detector is used here, for example having an aspect ratio of 4:3. The field of view FV is the area at the opening of the housing (not shown) or the spacing device if applicable (not shown) that the detector 120 can see. In particular, this field of view, hence the opening, is chosen such that it has the same symmetry as the detector 120, although the hole may also have, for example, circular symmetry. Here, the rectangular field of view FV has a length FVL and a width FVW, and a diagonal FVD. If the field of view is circular, then the diameter will be provided (FVL=FVW=FWD). In particular, the light sources 110 are configured such that the edge-to-edge distance between the light source 110 and the detector 120 is smaller than the size of the relevant field of view parallel to the first distance d1 from the corresponding light source 110 to the detector 120. Here, the distances d1 of the light sources 110 , which are denoted s2 and s7, in particular less than FVW; the distances d1 of the light sources 110, which are designated s4 and s5, are in particular smaller than FVL. In addition, in particular, the distances d1 of the light sources 110, which are indicated by s1, s, s6 and s8, in particular, are smaller than the FVD (diagonal).

В качестве альтернативы расстоянию от края до края, также может быть применено расстояние от центра источника света, такого как, в частности, СИД, до центра детектора 120, которое, в свою очередь, должно быть меньше, чем размер релевантного поля обзора, включающий размер источника света 0,5 и размер детектора 0,5.As an alternative to the edge-to-edge distance, the distance from the center of the light source, such as in particular the LED, to the center of the detector 120 can also be applied, which in turn should be less than the size of the relevant field of view, including the size light source 0.5 and detector size 0.5.

На ФИГ. 3а показано изображение, полученное с помощью изображения, после измерения поверхности с блеском 100%. На ФИГ. 3b показано изображение, полученное с помощью изображения, после измерения поверхности с блеском 50% и поверхности с диффузией 50%. На ФИГ. 3c показано изображение, полученное с помощью изображения, после измерения поверхности с диффузией 100%.FIG. 3a shows the image obtained with the image after measuring the surface with 100% gloss. FIG. 3b shows the image obtained with the image after measuring the surface with 50% gloss and the surface with 50% diffusion. FIG. 3c shows an image taken with the image after measuring the surface with 100% diffusion.

На ФИГ. 4 информация с графиков, показанных на ФИГ. 3, была представлена иным образом. Была выполнена интеграция плотности мощности в прямоугольник и отцентрирована вокруг положения зеркального отражения. Это дает количество света, которое отражается зеркально. Из общего количества света, падающего на датчик, авторы затем могут вычислить мощность, содержащуюся в диффузном фоне. Соотношение этих двух чисел, мощности зеркального отражения, деленной на фоновую мощность, нанесено на график на ФИГ. 4. Как ожидается, соотношение увеличивается с увеличением степени блеска. Данный график подразумевает, что авторы могут вывести значение блеска образца из одного изображения, полученного с помощью прототипа камеры, путем использования различных способов, таких как количество пикселей выше порогового значения, взвешенное с интенсивностью, наклон перехода интенсивности от зеркальной к диффузной и соотношение зеркального фона к диффузному в выбранной исследуемой области. Значение блеска, оцененное с использованием этих новых способов на основе моделирований, описано в других частях настоящего документа. Подробности новых способов, которые были авторами разработаны для оценки значения блеска, и физические принципы, лежащие в основе данных способов, описаны в других частях настоящего документа.FIG. 4 information from the graphs shown in FIG. 3 was presented in a different way. The power density was integrated into a box and centered around the mirror image position. This gives the amount of light that is reflected specularly. From the total amount of light hitting the sensor, the authors can then calculate the power contained in the diffuse background. The ratio of these two numbers, specular power divided by background power, is plotted in FIG. 4. As expected, the ratio increases with the degree of gloss. This plot implies that the authors can derive the sample shininess value from a single prototype camera image by using various methods such as the number of pixels above the threshold weighted with intensity, the slope of the intensity transition from specular to diffuse, and the ratio of specular background to background. diffuse in the selected study area. The gloss value estimated using these new simulation-based methods is described elsewhere in this document. Details of the new methods that have been developed by the authors for estimating the gloss value, and the physical principles underlying these methods, are described elsewhere in this document.

На ФИГ. 4 по оси х отложен процент степени блеска, при этом на 0% находится диффузная поверхность, а справа на 100% - зеркальная поверхность. По оси y отложено соотношение зеркального к диффузному (зеркальное/диффузное).FIG. 4 on the x-axis is the percentage of the degree of gloss, while at 0% is the diffuse surface, and on the right at 100% is the mirror surface. The y-axis represents the ratio of specular to diffuse (specular/diffuse).

Помимо прочего, ниже предложен способ и система, основанные на последовательном освещении из множества излучателей неполяризованного света, освещающих кожу под углом освещения, который по существу равен углу Брюстера или поляризации, и с использованием сегментированного обнаружения или обнаружения с пространственно изменяющейся поляризацией.Among other things, the following provides a method and system based on successive illumination of a plurality of unpolarized light emitters illuminating the skin at an illumination angle that is substantially equal to the Brewster angle or polarization and using segmented or spatially variable polarization detection.

Возможный подход может быть основан на оценке количества белых пикселей выше некоторого порогового значения в качестве индикатора блеска кожи. Однако количество белх пикселей на датчике меняется по мере вращения прототипа/датчика для измерений. Зависимость значения блеска от угла вращения датчика становится более явной, когда более высокие значения порогового значения используются для оценки количества белых пикселей, присутствуют структуры кожи и для освещения используется один излучатель. Таким образом, характеристики блеска кожи с изменяющейся в пространстве поверхностью и структурными свойствами могут быть получены лишь частично с использованием одного источника света при формировании изображений с помощью камеры, чувствительной к поляризации. Эта зависимость является критической проблемой, поскольку потребители будут случайным образом располагать камеру с датчиком на коже и это будет приводить к неколичественной оценке значения блеска и, следовательно, ухудшать качество информации, которая потенциально может быть предложена потребителям. A possible approach could be based on estimating the number of white pixels above some threshold value as an indicator of skin luster. However, the number of white pixels on the sensor changes as the prototype/sensor is rotated for measurement. The dependence of the gloss value on the angle of rotation of the sensor becomes more pronounced when higher threshold values are used to estimate the number of white pixels, skin structures are present, and a single emitter is used for illumination. Thus, the luster characteristics of skin with spatially variable surface and structural properties can only be partially obtained using a single light source in imaging with a polarization-sensitive camera. This dependency is a critical issue because consumers will randomly place the sensor camera on the skin and this will lead to a non-quantitative evaluation of the gloss value and therefore degrade the quality of the information that can potentially be offered to consumers.

Для преодоления этого ограничения и уменьшения зависимости значения блеска от угла вращения датчика авторами предлагаются, помимо прочего, множество источников неполяризованного света (N > 2), осуществляющих последовательное освещение, и S-поляризованное обнаружение с использованием недорогого датчика-камеры. Однако в данном подходе обнаружение предпочтительного S-поляризованного состояния, которое является индикатором зеркального отражения/блеска, может быть реализовано лишь для одной пары из двух источников неполяризованного света (комбинации U1 с U3 или комбинации U2 с U4), которые диаметрально противоположны друг другу (ФИГ. 5). Это подразумевает то, что когда используется поляризатор со свойствами равномерной поляризации, на оптическом пути для обнаружения максимального количества источников света, которые могут обеспечивать оптимальное состояние поляризации, равняется двум. На ФИГ. 5а показан датчик посередине, а U1-UV обозначают источники неполяризованного света. На ФИГ. 5а показана схема обнаружения, а на ФИГ. 5b показана схема обнаружения, предполагающая наличие равномерного поляризационного фильтра. To overcome this limitation and reduce the dependence of the brightness value on the angle of rotation of the sensor, the authors propose, among other things, a variety of non-polarized light sources (N > 2) that provide sequential illumination and S-polarized detection using an inexpensive camera sensor. However, in this approach, the detection of the preferred S-polarized state, which is a specular reflection/shine indicator, can only be realized for one pair of two unpolarized light sources (U1 with U3 combination or U2 with U4 combination) that are diametrically opposed to each other (FIG. . 5). This implies that when a polarizer with uniform polarization properties is used, the maximum number of light sources in the optical path to detect that can provide the optimum polarization state is two. FIG. 5a shows the sensor in the middle, and U1-UV denote unpolarized light sources. FIG. 5a shows the detection circuit, and FIG. 5b shows a detection circuit assuming a uniform polarizing filter.

Помимо прочего, в настоящем документе предложено использование системы с камерой и способов для количественного измерения блеска кожи, которое по существу независимо от угла вращения датчика. Помимо прочего, может быть использовано последовательное освещение из более трех источников света (неполяризованного) и последовательное обнаружение с использованием дешевого датчика-камеры (S-поляризованное обнаружение). Схематическое представление оптической схемы прототипа камеры показано на ФИГ. 2а.Among other things, the present document proposes the use of a camera system and methods for quantitative measurement of skin gloss, which is essentially independent of the angle of rotation of the sensor. Among other things, sequential illumination from more than three light sources (non-polarized) and sequential detection using a cheap camera sensor (S-polarized detection) can be used. A schematic representation of the optical layout of the camera prototype is shown in FIG. 2a.

Аспекты, которые также были использованы для прототипа, например, могут включать: Aspects that were also used for the prototype, for example, may include:

1) Освещение СИД белого света; 2) Неполяризованное освещение (количество СИД > 3); 3) Угол падения, в частности, составляющий ~ 54° (т.е. в диапазоне 50-60°), равняется углу Брюстера; 4) Расстояние СИД-датчик > 5 мм (диапазон 6-14 мм); 5) Датчик-камера (недорогой) с фокусирующей линзой и отверстием (размер диафрагмы 0,2-0,6 мм); и 6) Сегментированный поляризатор или поляризатор пространственно изменяющейся поляризации перед камерой.1) White light LED lighting; 2) Non-polarized lighting (number of LEDs > 3); 3) The angle of incidence, in particular ~ 54° (i.e. in the range of 50-60°), is equal to the Brewster angle; 4) LED-sensor distance > 5mm (range 6-14mm); 5) Sensor-camera (inexpensive) with a focusing lens and a hole (aperture size 0.2-0.6 mm); and 6) Segmented polarizer or spatially variable polarization polarizer in front of the camera.

Алгоритмы обработки изображений, используемые для оценки значения блеска, могут быть основаны на количестве белых пикселей или наклоне изменения интенсивности вдоль оптической оси, нормализованной по максимальному значению после коррекции на плоское поле. В настоящем документе описаны также и другие способы.The image processing algorithms used to estimate the gloss value may be based on the number of white pixels or the slope of the change in intensity along the optical axis, normalized to the maximum value after flat field correction. Other methods are also described in this document.

Когда неполяризованный свет отражается поверхностью кожи, свойства поляризации отраженного света зависят от угла освещения (ФИГ. 6). Два ортогональных линейных состояния поляризации, важные для отражения и пропускания, называются p- и s-поляризацией. P-поляризованный свет (от немецкого parallel) имеет электрическое поляризованное поле, параллельное плоскости падения, тогда как s-поляризованный свет (от немецкого senkrecht) перпендикулярен этой плоскости. Обозначение N относится к нормали (к поверхности), обозначение PI относится к плоскости падения. Кроме того, обозначение SK относится к поверхности падения, такой как поверхность кожи. Обозначения S и P относятся к поляризациям.When unpolarized light is reflected by the skin surface, the polarization properties of the reflected light depend on the illumination angle (FIG. 6). The two orthogonal linear polarization states important for reflection and transmission are called p- and s-polarization. P-polarized light (from German parallel ) has an electric polarized field parallel to the plane of incidence, while s-polarized light (from German senkrecht ) is perpendicular to that plane. The designation N refers to the normal (to the surface), the designation PI refers to the plane of incidence. In addition, the designation SK refers to a fall surface such as a skin surface. The designations S and P refer to polarizations.

Отраженный свет будет неполяризованным для угла освещения, который равняется 0° или 90°, частично поляризованным (предпочтительно, S) для углов освещения между 0° и 90°, и плоскополяризованным (S) для одного угла освещения, который равен углу поляризации или углу Брюстера.Reflected light will be unpolarized for an illumination angle that is 0° or 90°, partially polarized (preferably S) for illumination angles between 0° and 90°, and plane polarized ( S ) for a single illumination angle that is the polarization angle or Brewster angle. .

Угол падения (0° и 90°), под которым коэффициент отражения для света, который имеет электрическое поле, параллельное плоскости (Р) падения, стремится к нулю, а отраженный свет под этим углом линейно поляризуется, при этом векторы его электрического поля перпендикулярны плоскости (S) падения, называется углом поляризации или углом Брюстера. Угол поляризации или угол Брюстера (θB) может быть вычислен на основе уравнений Френеля. Уравнения Френеля предсказывают то, что свет с p-поляризацией (электрическое поле поляризовано в той же плоскости, что и падающий луч и нормаль поверхности) не будет отражаться, если угол падения составляет θB= 1/tan(n2/n1), где n1 - коэффициент преломления первичной среды, через которую распространяется свет («среда падения»), а n2 - коэффициент другой среды. Для стеклянной среды (n2 ≈ 1,5) в воздухе (n1 ≈ 1), угол Брюстера для видимого света составляет приблизительно 56°. Для оптической схемы, раскрытой в настоящем изобретении, свет падает на границу между воздухом и кожей, и угол Брюстера составляет приблизительно 54°. Предпочтительным диапазоном является 50-60°.The angle of incidence (0° and 90°) at which the reflection coefficient for light that has an electric field parallel to the plane (P) of incidence tends to zero, and the reflected light at this angle is linearly polarized, while its electric field vectors are perpendicular to the plane (S) incidence is called the polarization angle or Brewster angle. The polarization angle or Brewster angle (θB) can be calculated based on the Fresnel equations. The Fresnel equations predict that p-polarized light (the electric field is polarized in the same plane as the incident beam and the surface normal) will not be reflected if the angle of incidence is θ B = 1/tan(n 2 /n 1 ), where n 1 is the refractive index of the primary medium through which the light propagates (the "incident medium"), and n 2 is the coefficient of the other medium. For a glass medium (n 2 ≈ 1.5) in air (n 1 ≈ 1), the Brewster angle for visible light is approximately 56°. For the optical design disclosed in the present invention, light falls on the interface between air and skin, and the Brewster angle is approximately 54°. The preferred range is 50-60°.

Таким образом, в вариантах реализации может быть использован сегментированный (для меньшего количества излучателей от четырех до восьми) или поляризатора пространственно изменяющейся поляризации (для большего количества излучателей, например, больше 12) на пути обнаружения. В частности, количество сегментов равняется количеству излучателей.Thus, implementations may use a segmented (for fewer emitters from four to eight) or spatially varying polarization polarizers (for more emitters, eg more than 12) in the detection path. In particular, the number of segments equals the number of emitters.

Когда угол освещения составляет от 0 до 90°, обнаружение частично поляризованного (предпочтительно, S) зеркально отраженного света, который является мерой блеска, может быть улучшено путем фильтрации в данной составляющей с использованием S-поляризатора перед камерой. В случае схемы освещения с использованием множества источников света, может быть использован сегментированный поляризатор или поляризатор пространственно изменяющейся поляризации, как показано на ФИГ. 7. Это подразумевает то, что когда для освещения используется четыре излучателя, ориентация поляризатора перед датчиком для пары источников (U2 и U4) света должна быть ортогональна (H) ориентации поляризатора (V), который используется в оптическом пути для света, определенного от U1 и U3. Эти сегменты могут быть отрезаны от стандартного недорогого листа поляризации и могут быть размещены в соответствующей ориентации путем вращения отдельных сегментов для получения сегментированного поляризатора. Обозначение 104 относится к поляризатору. Кроме того, обозначение 1041 относится к сегментированному поляризатору.When the illumination angle is between 0 and 90°, detection of partially polarized (preferably S) specularly reflected light, which is a measure of gloss, can be improved by filtering this component using an S -polarizer in front of the camera. In the case of an illumination scheme using multiple light sources, a segmented polarizer or a spatially varying polarization polarizer may be used, as shown in FIG. 7. This implies that when four emitters are used for illumination, the orientation of the polarizer in front of the sensor for the pair of light sources (U2 and U4) must be orthogonal ( H ) to the orientation of the polarizer (V) that is used in the optical path for the light determined from U1 and U3. These segments can be cut from a standard inexpensive polarization sheet and can be placed in the appropriate orientation by rotating the individual segments to form a segmented polarizer. The designation 104 refers to the polarizer. In addition, the designation 1041 refers to a segmented polarizer.

На ФИГ. 8A-b показаны поляризаторы 1042 пространственно изменяющейся поляризации, которую они изменяют, соответственно, азимутально или радиально.FIG. 8A-b show spatially varying polarization polarizers 1042, which they vary azimuthally or radially, respectively.

Сегментированный поляризатор может быть размещен в оптическом пути для обнаружения или же также может быть отпечатан на самом датчике-камере путем изготовления поляризаторов из проволочной сетки с использованием стандартного КМОП-процесса. Уже было сообщено о высокоскоростном поляризационном датчике изображения с размером пикселя 6 мкм для маппинга поляризации, который состоит из 4 подпикселей с эталонным и тремя покрытыми сеткой пикселями с ориентацией 0°, 45° и 90°.The segmented polarizer can be placed in the optical path for detection, or it can also be imprinted on the camera sensor itself by fabricating wire mesh polarizers using a standard CMOS process. A high-speed polarization image sensor with a pixel size of 6 µm for polarization mapping has already been reported, which consists of 4 sub-pixels with a reference and three grid-coated pixels with 0°, 45° and 90° orientations.

На ФИГ. 9 схематически изображен вариант реализации сегментированного поляризатора 1041, содержащего пиксел-поляризатор 1043 из проволочной сетки с двумя наборами из двух пикселей 1044, имеющих ориентации поляризации, перпендикулярные друг другу. FIG. 9 is a schematic of an embodiment of a segmented polarizer 1041 comprising a wire mesh pixel polarizer 1043 with two sets of two pixels 1044 having polarization orientations perpendicular to each other.

Как указано выше, измерение характеристик блеска кожи с изменяющейся в пространстве поверхностью и структурыми свойствами с использованием оптического датчика может зависеть от угла вращения датчика, когда используется один или два источника света. Это может привести к неколичественной оценке значения блеска и, следовательно, ухудшить качество информации о блеске, которая потенциально может быть предложена потребителям.As mentioned above, measurement of the gloss characteristics of skin with spatially variable surface and structure properties using an optical sensor may depend on the rotation angle of the sensor when one or two light sources are used. This can lead to a non-quantitative evaluation of the gloss value and therefore degrade the quality of gloss information that can potentially be offered to consumers.

Таким образом, в настоящем документе также предложены системы и способы количественного измерения блеска кожи, которые в меньшей степени зависят от угла вращения датчика. В качестве альтернативы или дополнения, предложенное изобретение может быть основано на использовании последовательного освещения и обнаружения с использованием больше трех источников света (неполяризованного освещения) и датчика-камеры (поляризационного обнаружения).Thus, the present document also provides systems and methods for quantitative measurement of skin gloss, which are less dependent on the angle of rotation of the sensor. Alternatively or in addition, the proposed invention may be based on the use of sequential illumination and detection using more than three light sources (non-polarized illumination) and a camera sensor (polarization detection).

Помимо прочего, авторами были проанализированы изменения в количестве белых пикселей по сравнению с углом вращения датчика при настройке поляризационной камеры для получения изображений. Помимо прочего, авторами было обнаружено, что зависимость значения блеска от угла вращения датчика становится более явной при высоком пороговом значении, когда присутствует структура и когда для освещения используется один излучатель.Among other things, the authors analyzed changes in the number of white pixels compared to the rotation angle of the sensor when adjusting the polarizing camera for imaging. Among other things, the authors found that the dependence of the brightness value on the angle of rotation of the sensor becomes more pronounced at a high threshold value, when structure is present and when a single emitter is used for illumination.

Таким образом, помимо прочего, в настоящем документе предложено использование систем с камерой и способов для количественного измерения блеска кожи, которое в меньшей степени зависит от угла вращения датчика. В вариантах реализации, помимо прочего, предложенное изобретение может быть основано на использовании последовательного освещения из более трех источников света (неполяризованного освещения) и последовательного обнаружения с использованием одного недорогого датчика-камеры (поляризационного обнаружения). Значение блеска оценивают на основе среднего количества пикселей, оцененного из множества независимых изображений, взятых вдоль разных направлений. Схематическое представление оптической схемы прототипа камеры показано на ФИГ. 2а. Способ (алгоритмы) обработки изображений, используемые для оценки значения блеска, могут быть основаны на количестве белых пикселей или наклоне изменения интенсивности вдоль оптической оси, нормализованной по максимальному значению после коррекции на плоское поле, хотя также могут быть возможны другие опции (см. также ниже).Thus, inter alia, the present document proposes the use of camera systems and methods for quantitative measurement of skin gloss, which is less dependent on the angle of rotation of the sensor. In embodiments, among other things, the proposed invention may be based on the use of sequential illumination from more than three light sources (non-polarized illumination) and sequential detection using a single low-cost camera sensor (polarization detection). The gloss value is estimated based on the average number of pixels estimated from a plurality of independent images taken along different directions. A schematic representation of the optical layout of the camera prototype is shown in FIG. 2a. The image processing method(s) used to estimate the gloss value may be based on the number of white pixels or the slope of the change in intensity along the optical axis, normalized to the maximum value after flat field correction, although other options may also be possible (see also below). ).

Аспекты, которые также были использованы для прототипа, например, могут включать: 1) освещение СИД белого света; 2) неполяризованное последовательное освещение с помощью множества излучателей (количество СИД > 3); 3) угол падения, в частности, составляющий > 45° (в целом, в частности, в диапазоне 40-80°); 4) расстояние СИД-датчик > 5 мм (диапазон 6-14 мм); 5) датчик-камера (недорогой) с фокусирующей линзой и отверстием (граничный размер 0,2-0,6 мм); и 6) Поляризатор перед камерой.Aspects that were also used for the prototype, for example, may include: 1) white light LED lighting; 2) non-polarized sequential illumination with multiple emitters (number of LEDs > 3); 3) an angle of incidence, in particular > 45° (in general, in particular in the range of 40-80°); 4) LED-sensor distance > 5mm (range 6-14mm); 5) sensor-camera (inexpensive) with a focusing lens and a hole (boundary size 0.2-0.6 mm); and 6) Polarizer in front of the camera.

Авторами была исследована зависимость значения блеска (количества белых пикселей выше некоторого порогового значения) от угла вращения датчика (0-360° с шагом в 30°). Измерения выполняли с использованием прототипа камеры с использованием одного и двух излучателей с последовательным освещением.The authors investigated the dependence of the gloss value (the number of white pixels above a certain threshold value) on the sensor rotation angle (0-360° in 30° increments). Measurements were performed using a prototype camera using one and two emitters with sequential illumination.

• Спектралон (стандарт диффузии с равномерными оптическими свойствами);• Spectralon (diffusion standard with uniform optical properties);

• Кожа ex-vivo (для выполнения контролируемых экспериментов); и• Skin ex-vivo (for controlled experiments); and

• Кожа in-vivo (лоб, тип кожи II).• Skin in-vivo (forehead, skin type II).

На основе экспериментальных данных, измеренных на спектралоне, коже ex-vivo и in-vivo, авторами на примере было показано, что недостаточная оценка содержимого блеска, являющегося результатом связанных с вращением эффектов, связанных с использованием одного излучателя, может быть минимизирована путем использования последовательного освещения с использованием более трех излучателей (треугольная конфигурация для N=3 и прямоугольная конфигурация для N=4 и т.д.), которые расположены симметрично в конфигурации кольцевого освещения (ФИГ. 10). Когда множество излучателей используются независимо, значение блеска зависит от угла вращения, в этот эффект, преимущественно, делает вклад количество белых пикселей в областях, где распределения интенсивности от множества излучателей перекрываются. Здесь, под A, B и C обозначены источники света, которые расположены в кольцевой конфигурации.Based on experimental data measured on Spectral, ex-vivo and in-vivo skin, the authors have shown by example that the underestimation of gloss content resulting from rotation-related effects associated with the use of a single emitter can be minimized by using sequential illumination. using more than three emitters (triangular configuration for N=3 and rectangular configuration for N=4, etc.) that are arranged symmetrically in an annular lighting configuration (FIG. 10). When multiple emitters are used independently, the brightness value depends on the rotation angle, this effect is predominantly contributed by the number of white pixels in areas where the intensity distributions from the multiple emitters overlap. Here, under A, B and C are light sources that are arranged in an annular configuration.

Для того, чтобы количественно оценить зависимость блеска от угла вращения датчика, было оценено количество белых пикселей в зависимости от угла вращения датчика для другого порогового значения (ФИГ. 11). На ФИГ. 11 по оси х отложен угол RA вращения датчика, а по оси y отложено количество N белых пикселей (в относительных единицах). Количество POL_L пикселей отображается в зависимости от углов для ряда пороговых значений, где 110 обозначает пороговое значение 110, а 200 обозначает пороговое значение 200. Обозначения MX и MN относятся к максимуму и минимуму, соответственно.In order to quantify the dependence of gloss on the angle of rotation of the sensor, the number of white pixels was estimated depending on the angle of rotation of the sensor for another threshold value (FIG. 11). FIG. 11, the x-axis represents the rotation angle RA of the sensor, and the y-axis represents the number N of white pixels (in relative units). The number of POL_L pixels is displayed depending on the angles for a series of thresholds, where 110 indicates a threshold value of 110, and 200 indicates a threshold value of 200. The designations MX and MN refer to the maximum and minimum, respectively.

Для заданного порогового значения, зависимость блеска от угла вращения выражается в максимальной относительной разнице количества пикселей: (ΔБлеска)= (max-min)/(среднее (max,min).For a given threshold value, the dependence of gloss on rotation angle is expressed as the maximum relative difference in the number of pixels: (ΔGloss)= (max-min)/(average (max,min).

Исходя из этих экспериментов можно сделать следующие выводы:Based on these experiments, the following conclusions can be drawn:

- количество пикселей, оцененное с помощью спектралона, с равномерными оптическими свойствами демонстрировало меньшую зависимость от угла вращения датчика;- the number of pixels estimated using the Spectralon, with uniform optical properties, showed less dependence on the angle of rotation of the sensor;

- количество пикселей, оцененное с помощью измерений кожи ex-vivo и in-vivo, демонстрировало зависимость от угла вращения;- the number of pixels, estimated using ex-vivo and in-vivo skin measurements, showed dependence on the angle of rotation;

- эта зависимость значения блеска от угла вращения является результатом неоднородности свойств структур и поверхности кожи. Эта зависимость от угла становится более явной, когда присутствуют структуры кожи и, в частности, после очистки; и- this dependence of the gloss value on the angle of rotation is the result of the heterogeneity of the properties of the structures and the surface of the skin. This angle dependence becomes more pronounced when skin structures are present and in particular after cleaning; and

- зависимость от угла вращения датчика может быть минимизирована с использованием множества источников освещения по сравнению с одним излучателем. Эта зависимость дополнительно уменьшается, когда множество излучателей используются последовательно (L_R), а не одновременно (L, R):- dependence on the angle of rotation of the sensor can be minimized using multiple sources of illumination compared to a single emitter. This dependency is further reduced when multiple emitters are used in series (L_R) rather than simultaneously (L, R):

- ΔБлеска (Неполяр.)(L_R) ΔБлеска (Неполяр.)(L, R) < Δ Блеска (Неполяр.)L, Δ Блеска (Неполяр.)R и/или - ∆Glare (Nonpolar)(L_R) ∆Glare (Nonpolar)(L, R) < ∆Glare (Nonpolar)L, ∆Glare (Nonpolar)R and/or

- ΔБлеска (Поляр.)(L_ R) < ΔБлеска (Поляр.)(L, R) < Δ Блеска (Поляр.)L, Δ Блеска (Поляр.)R- ΔGlitter (Polar)(L_R) < ΔGlitter (Polar)(L, R) < ΔGlitter (Polar)L, ΔGlitter (Polar)R

Здесь, Here,

- L: Один неполяризационный излучатель с левой стороны;- L: One non-polarized emitter on the left side;

- R: Один неполяризационный излучатель с правой стороны;- R: One non-polarized radiator on the right side;

- L, R: 2 излучателя (L и R) используются одновременно и захватывается одно изображение; и- L, R: 2 emitters (L and R) are used simultaneously and one image is captured; and

- L_R: 2 излучателя (L и R) используются последовательно и значение блеска оценивается на основе среднего значения (излучатели L и R расположены диаметрально противоположно друг другу в кольцевой конфигурации).- L_R: 2 emitters (L and R) are used in series and the brightness value is estimated based on the average value (emitters L and R are diametrically opposed to each other in a ring configuration).

Результаты резюмированы в таблице ниже: The results are summarized in the table below:

СпектралонSpectralon Ex vivoex vivo тип кожи 2skin type 2
(перед очисткой)(before cleaning)
тип кожи 2skin type 2
(после очистки)(after cleaning)
условияterms максимальное относительное изменение количества пикселей за счет вращения (0-360)maximum relative change in the number of pixels due to rotation (0-360) максимальное относительное изменение количества пикселей за счет вращения (0-180)maximum relative change in the number of pixels due to rotation (0-180) максимальное относительное изменение количества пикселей за счет вращения (0-360)maximum relative change in the number of pixels due to rotation (0-360) максимальное относительное изменение количества пикселей за счет вращения (0-360)maximum relative change in the number of pixels due to rotation (0-360) неполяр._Rnon-polar_R 0,030.03 1,291.29 0,570.57 1,871.87 неполяр._Lnon-polar_L 0,050.05 1,481.48 0,620.62 1,621.62 неполяр._LRnon-polar_LR 0,010.01 0,960.96 0,420.42 1,811.81 неполяр._L_Rnon-polar_L_R 0,330.33 1,651.65 поляр._Rpolar_R 0,050.05 22 0,940.94 1,811.81 поляр._Lpolar_L 0,10.1 22 1,291.29 2,02.0 поляр._LRpolar_LR 0,020.02 22 0,850.85 1,831.83 поляр._L_Rpolar_L_R 0,770.77 1,811.81

Таким образом, помимо прочего, в настоящем документе представлены системы и способы измерения блеска кожи с использованием последовательного освещения от более чем трех источников света (неполяризованное освещение, разделение равное-угловое) и одного недорогого датчика-камеры (поляризованное обнаружение) для минимизации зависимости значения блеска от ориентации датчика.Thus, inter alia, systems and methods for measuring skin gloss using sequential illumination from more than three light sources (unpolarized illumination, equal-angle separation) and one low-cost camera sensor (polarized detection) are presented herein to minimize gloss value dependency. on the orientation of the sensor.

Ниже авторами приведены эксперименты, выполненные на калибровочных образцах (зеркало, калибровочные плитки, блестящая бумага, стандарт диффузии) при диапазоне значений блеска от 0 до 100 единиц блеска. Авторами были сравнены значения блеска, измеренные с помощью камеры и других профессиональных устройств, известных из уровня техники. На ФИГ. 12 изображены показатель DR устройства в единицах GU, где DS обозначает стандарт диффузии, RM обозначает отражающее зеркало, а S обозначает калибровочные стандарты блеска. По оси x отложен блеск в GU калибровочных стандартов.Below, the authors present experiments performed on calibration samples (mirror, calibration tiles, glossy paper, diffusion standard) with a range of gloss values from 0 to 100 gloss units. The authors compared the gloss values measured with a camera and other professional devices known from the prior art. FIG. 12 shows the DR of the device in GU units, where DS is the diffusion standard, RM is the reflective mirror, and S is the gloss calibration standards. The x-axis shows the gloss in GU calibration standards.

Измерения выполняли с использованием профессионального промышленного измерителя блеска Гарднера (G85) для задания шкалы измерения в диапазоне от 0 до 100 единиц блеска (GU). Производительность и линейность профессионального измерителя блеска (Гарднер 85) в более высоком диапазоне единиц блеска измеряли с использованием трех эталонных стандартов черного стекла высокой степени полировки (Novo Gloss) с заданным коэффициентом преломления в известных эталонных единицах блеска 50, 60, 90 GU. Их использовали в качестве «калибровочных плиток» или «калибровочных стандартов». Такой материал, который обеспечивал бы широкий диапазон значений блеска при одинаковых свойствах поверхности и при достаточном количестве образцов, отсутствует. Первые калибровочные плитки охватывают значения среды с умеренно высоким блеском, тогда как блестящая бумага охватывает низкие значения блеска. Таким образом, авторами была использована блестящая бумага с диапазоном значений блеска в более низком диапазоне единиц блеска после калибровки устройства с использованием этих калибровочных плиток. Эти калибровочные стандарты присвоили значения блеска для угла измерения и могут быть проанализированы относительно стандарта BIN для исследований материала. Авторами наблюдалась хорошая корреляция между значением блеска, измеренным с помощью Гарднер 85, и эталонным значением блеска калибровочных стандартов блеска. Авторами были проведены дополнительные эксперименты на зеркале и стандарте диффузии для установления верхней калибровочной точки 100 на зеркале и с нижней конечной точкой, установленной на 0 при стандарте диффузии. Авторами наблюдался сдвиг 10 GU на зеркале и стандарте диффузии. Измерения, выполненные при другом угле освещения, например, 20° и 65°, в устройстве Гарднера, не могли обеспечивать широкий диапазон от 0 до 100 GU и, следовательно, авторами был использован конкретный угол освещения, составляющий 85°, в качестве эталонного угла для следующих измерений. Measurements were performed using a professional industrial Gardner gloss meter (G85) to set the measurement scale in the range from 0 to 100 gloss units (GU). The performance and linearity of a professional gloss meter (Gardner 85) over a higher range of gloss units was measured using three highly polished black glass reference standards (Novo Gloss) with a given refractive index in known gloss reference units of 50, 60, 90 GU. They were used as "calibration tiles" or "calibration standards". There is no such material that would provide a wide range of gloss values with the same surface properties and with a sufficient number of samples. The first calibration tiles cover medium high gloss values, while the glossy paper covers low gloss values. Thus, we used glossy paper with a gloss range in the lower gloss range after calibrating the device using these calibration tiles. These calibration standards have assigned gloss values for the measurement angle and can be analyzed against the BIN standard for material studies. The authors observed a good correlation between the brightness value measured with the Gardner 85 and the reference value of the brightness of the calibration brightness standards. The authors performed additional experiments on the mirror and diffusion standard to establish an upper calibration point of 100 on the mirror and with the lower endpoint set to 0 on the diffusion standard. The authors observed a shift of 10 GU on the mirror and the diffusion standard. Measurements made at other illumination angles, such as 20° and 65°, in the Gardner device could not provide a wide range from 0 to 100 GU and, therefore, the authors used a specific illumination angle of 85° as a reference angle for next measurements.

Показаны производительность и линейность прототипа камеры и алгоритмы измерения блеска в диапазоне низкого и высокого блеска при использовании блестящей бумаги (ФИГ. 13) и калибровочных плиток (ФИГ. 14), соответственно. Описание различных способов, используемых для оценки блеска на основе изображений с камеры и определения коррекции на плоское поле, может быть найдено в Разделе 6. Единицы блеска, измеренного с помощью профессионального устройства, Гарднер 85, использовались в качестве эталонного значения на горизонтальной оси. Показатели камеры нормализованы к максимальному значению. Авторами наблюдалось то, что точность измерения в различных способах зависит от диапазона блеска образцов. Для более низких значений блеска, точность измерения наклона и количества взвешенных пикселей являются выше чем таковые в подходе с соотношением зеркальное-диффузное. В случае образцов с более высокими значениями блеска, количество взвешенных пикселей и соотношение зеркальное-диффузное являются превосходными по сравнению со способом наклон/угол. Эти наблюдения согласуются с результатами моделирований. На ФИГ. 13 по оси х отложены единицы блеска, а по оси y отложены показатели устройства в случайных единицах. Обозначение S/D относится к соответствующим значениям соотношения наклон/диффузия; S/A относится к соответствующим значениям соотношения наклон/угол; а NWP обозначает соответствующее значение количества взвешенных пикселей. На ФИГ. 14 использованы те же обозначения, что и на ФИГ. 13, для различных кривых; в дополнение, обозначение R относится к эталонным единицам блеска. Shown are the performance and linearity of the camera prototype and the gloss measurement algorithms in the low and high gloss range using glossy paper (FIG. 13) and calibration tiles (FIG. 14), respectively. A description of the various methods used to estimate camera image gloss and determine flat field correction can be found in Section 6. Gloss units measured with a professional device, Gardner 85, were used as a reference value on the horizontal axis. Camera performance is normalized to the maximum value. The authors observed that the accuracy of measurement in different ways depends on the range of brightness of the samples. For lower gloss values, the accuracy of tilt measurements and the number of weighted pixels are higher than those of the specular-to-diffuse ratio approach. In the case of samples with higher gloss values, the number of weighted pixels and the specular-diffuse ratio are superior compared to the slope/angle method. These observations are consistent with the simulation results. FIG. 13, the x-axis represents gloss units, and the y-axis represents device performance in random units. The notation S/D refers to the respective values of the slope/diffusion ratio; S/A refers to the respective slope/angle ratio values; and NWP denotes the corresponding value of the number of weighted pixels. FIG. 14 uses the same notation as in FIG. 13 for various curves; in addition, the designation R refers to reference units of brightness.

В настоящее время используются разные углы освещения, зависящие от уровней блеска. Измеритель блеска с углом (AOI) падения 85° является более чувствительным к отличиям блеска ниже 10 GU@ 60º, тогда как AOI 20º имеет более высокое разрешение на покрытиях с высоким блеском выше 70 GU@ 60º. Это указывает на то, что одно устройство с камерой с разными алгоритмическими подходами может быть использовано для измерения значения блеска в диапазоне от 0 до 100 GU без какой-либо аппаратной модификации, и значимо хорошая точность может быть достигнута для всех образцов, используя способ с рядом взвешенных пикселей.Currently, different illumination angles are used, depending on the gloss levels. The 85° incidence angle (AOI) gloss meter is more sensitive to gloss differences below 10 GU@ 60º, while the 20º AOI has higher resolution on high gloss coatings above 70 GU@ 60º. This indicates that a single camera device with different algorithmic approaches can be used to measure gloss values in the range of 0 to 100 GU without any hardware modification, and significantly good accuracy can be achieved for all samples using the series method. weighted pixels.

Уровни блеска образца измеряли и оценивали производительность способа на калибровочных стандартах с другими профессиональными измерителями блеска. Точность измерения свойств поверхности как калибровочных плиток, так и блестящей бумаги, является однородной. Результаты могут отличаться, когда измерения выполняются на коже с ожидаемыми свойствами неоднородной поверхности и ожидаемыми низкими значениями блеска.The gloss levels of the sample were measured and the performance of the method was evaluated on calibration standards with other professional gloss meters. The measurement accuracy of the surface properties of both the calibration tiles and the glossy paper is uniform. Results may differ when measurements are made on leather with expected non-homogeneous surface properties and expected low gloss values.

В дополнение к этому, на измерение блеска кожи с использованием камеры может оказывать влияние ряд факторов, например, цвет кожи, степень вздутия кожи в зависимости от прилагаемого давления и количества кожного сала, пот и т.д. на поверхности кожи Вероятно, цвет кожи даст лишь эффект отличия интенсивности в каналах синего, зеленого или красного, и он может быть компенсирован автоматической коррекцией интенсивности в финальной системе. Отличия блеска, которые могут быть обнаружены, зависят от уровня блеска, а релевантность этих отличий, которые могут быть обнаружены, зависит от того, сколько единиц блеска субъективно может быть воспринято в качестве существенно отличающихся. При измерении под углом 60°, эти отличия, которые могут быть обнаружены, зависят от уровня блеска образца, например, отличие 3,0 GU, измеренное на очень матовой поверхности (возможно, 5 GU), человеческий глаз будет видеть, однако при покрытии с более сильным блеском (возможно, 60 GU), отличие будет очень сложно заметить. In addition, the measurement of skin gloss using a camera can be influenced by a number of factors, such as skin color, degree of skin swelling depending on applied pressure and amount of sebum, sweat, etc. on the surface of the skin It is likely that the color of the skin will only give the effect of a difference in intensity in the blue, green or red channels, and this can be compensated for by automatic intensity correction in the final system. The brightness differences that can be detected depend on the brightness level, and the relevance of these differences that can be detected depends on how many units of brightness can be subjectively perceived as significantly different. When measured at a 60° angle, these differences that can be detected depend on the gloss level of the sample, for example a difference of 3.0 GU measured on a very matte surface (maybe 5 GU) will be seen by the human eye, however when coated with stronger gloss (perhaps 60 GU), the difference will be very difficult to notice.

Ниже описаны некоторые возможные этапы (предварительной) обработки на основе формирования изображений от RGB (red, green, blue — красный, зелёный, синий) до оттенков серого и коррекции на плоское поле, которые могут быть использованы в качестве этапов предварительной обработки для способов, описанных ниже (или выше). Предполагается, что полученные изображения не являются насыщенными. Насыщенные изображения усиливают общую интенсивность изображения и, следовательно, во внимание может быть взята не релевантная (фоновая) информация.Described below are some possible (pre-)processing steps based on RGB imaging (red, green, blue) to grayscale and flat field correction that can be used as pre-processing steps for the methods described. below (or above). It is assumed that the resulting images are not saturated. Saturated images increase the overall intensity of the image and therefore irrelevant (background) information may be taken into account.

Каждый захват камерой выдает четыре изображения, полученные четырьмя источниками неполяризованного света, которые расположены внизу справа - BR, внизу слева - BL, вверху слева - TL и вверху справа - TR. Затем, эти изображения используются для выполнения усреднения сигнала и для минимизации зависимости между значением степени блеска и вращением датчика.Each camera capture produces four images taken by four unpolarized light sources, which are located at the bottom right - BR, bottom left - BL, top left - TL and top right - TR. Then, these images are used to perform signal averaging and to minimize the relationship between gloss value and sensor rotation.

От RGB до оттенков серого: Изображение с камеры SensorTech является 24-битным RGB-изображением. Каждый цвет имеет 8 битов. Значение цвета для каждого пикселя на RGB-изображении является 24-битным значением. Для каждого пикселя дерево интенсивности цвета может быть разделено путем использования частей 24-битного номера (биты 0-7 представляют собой СИНИЙ (B), биты 8-15 представляют собой ЗЕЛЕНЫЙ (G), биты 16-23 представляют собой КРАСНЫЙ (R)). Изображение в оттенках серого представляет собой усредненную информацию, полученную из каналов R, G и В, а при проверке RGB-изображения на насыщенность должны быть проверены отдельные каналы. В алгоритмах, реализованных в LabVIEW, изображение в оттенках серого получено путем сложения трех каналов (R, G и В), т.е. максимальная интенсивность изображения может составлять 3 х 255 = 765. From RGB to Greyscale: The SensorTech camera image is a 24-bit RGB image. Each color has 8 bits. The color value for each pixel in an RGB image is a 24-bit value. For each pixel, the color intensity tree can be divided by using parts of a 24-bit number (bits 0-7 are BLUE (B), bits 8-15 are GREEN (G), bits 16-23 are RED (R)) . The grayscale image is an average of the information obtained from the R, G and B channels, and when testing an RGB image for saturation, individual channels must be tested. In the algorithms implemented in LabVIEW, a grayscale image is obtained by adding three channels (R, G and B), i.e. the maximum image intensity can be 3 x 255 = 765.

Коррекция на плоское поле: Цель коррекции на плоское поле (Flat Field Correction, FFC) заключается в удалении с изображения артефактов, вызванных изменениями чувствительности камеры от пикселя к пикселю и общих искажений интенсивности в оптическом пути. Также, авторы используют FFC для компенсации изменения градиента в интенсивности пикселей в изображении в результате неполяризованного света. Для выполнения FFC используется эталонное изображение-стандарт диффузии, например, «спектралон». Поскольку на камере SensorTech предусмотрено множество источников света, берутся разные изобржения, т.е. FFC выполняется для каждого излучателя отдельно. Flat Field Correction: The purpose of Flat Field Correction (FFC) is to remove image artifacts caused by pixel-to-pixel changes in camera sensitivity and general intensity distortions in the optical path. Also, the authors use FFC to compensate for the gradient change in pixel intensity in an image as a result of unpolarized light. To perform FFC, a diffusion standard image, such as a Spectralon, is used. Since there are many light sources on the SensorTech camera, different images are taken, i.e. FFC is performed for each emitter separately.

Коррекция на плоское поле (FFC) изображения выполняется путем разделения изображения на эталонное изображение (спектралон) и последующего умножения каждого пикселя на среднюю интенсивность пикселя эталонного изображения.Flat field correction (FFC) of an image is performed by dividing the image into a reference image (spectralon) and then multiplying each pixel by the average pixel intensity of the reference image.

Ниже описаные некоторые способы, которые могут быть использованы для измерений (количественных).Some of the methods that can be used for measurements (quantitative) are described below.

Количество пикселей выше порогового значения: Данный способ основан на том факте, что зеркально отраженный свет кажется ярче на изображении, чем диффузный фон. Важно, что изображения не являются насыщенными: 1) авторы используют изображения из 4 источников неполяризованного света в камере (BR, TL, BL и TR). Каждое изображение обрабатывается отдельно; 2) преобразуют изображение из RGB в оттенки серого; 3) применяют FFC к изображению в оттенках серого; 5) подсчитывают количество пикселей с интенсивностью, которая выше и ниже, чем половина максимальной интенсивности; 6) Результатом является: (#пиксели выше)/(#пиксели ниже); 7) среднее значение = (#пиксели выше)/(#пиксели ниже результат 4 изображений). При большем или меньшем количестве источников света, вместо 4 изображений может быть использовано n изображений, при этом n относится к количеству источников света. Number of Pixels Above Threshold: This method relies on the fact that specular light appears brighter in an image than a diffuse background. It is important that the images are not saturated: 1) the authors use images from 4 unpolarized light sources in the camera (BR, TL, BL and TR). Each image is processed separately; 2) convert the image from RGB to grayscale; 3) apply FFC to the grayscale image; 5) counting the number of pixels with an intensity that is higher and lower than half of the maximum intensity; 6) The result is: (#pixels above)/(#pixels below); 7) average = (#pixels above)/(#pixels below result of 4 images). With more or less light sources, n images can be used instead of 4 images, with n referring to the number of lights.

Вычисление наклона (угла): В данном способе используется наклон (угол) распределения интенсивности в исследуемой области, определенной в окне вокруг перехода от зеркального отражения к диффузии в направлении оптической оси, а также используются источники неполяризованного света. Идеальное зеркало даст 100% зеркальное отражение излучателя, сконцентрированное на небольшой области на датчике, с нулевым фоном (шумом), тогда как идеальный стандарт диффузии дает почти равномерное распределение интенсивности на датчике после FFC. Наклон (угол) дает указание того, насколько быстро падает интенсивность в зависимости от расстояния вдоль оптической оси. Могут быть включены следующие действия (см. также ФИГ. 15). Slope (angle) calculation: This method uses the slope (angle) of the intensity distribution in the region of interest defined in a window around the transition from specular reflection to diffusion in the direction of the optical axis, and also uses unpolarized light sources. An ideal mirror will give a 100% specular reflection of the emitter, concentrated on a small area on the sensor, with zero hum (noise), while an ideal diffusion standard will give a nearly uniform intensity distribution on the sensor after FFC. Tilt (angle) gives an indication of how quickly the intensity falls off as a function of distance along the optical axis. The following actions may be included (see also FIG. 15).

1. Каждое из четырех изображений, полученных из источников неполяризованного света в камере (BR, TL, BL и TR), обрабатывается отдельно;1. Each of the four images taken from the unpolarized light sources in the camera (BR, TL, BL and TR) is processed separately;

2. Преобразование изображения из RGB в оттенки серого; 2. Convert image from RGB to grayscale;

3. Снижение разрешения изображения с коэффициентом 8 для удаления обратно рассеянного света, обусловленного структурой кожи. Применение медианного фильтра с размером ядра 15 для дополнительного удаления каких-либо структур кожи и повторного повышения разрешения изображения в направлении исходного размера;3. Reduce image resolution by a factor of 8 to remove backscattered light caused by skin structure. Applying a median filter with a kernel size of 15 to additionally remove any skin structures and re-enhance the image resolution in the direction of the original size;

4. Теперь будет проведен поиск интенсивности блика на изображении. Он представлен областью с максимальной интенсивностью. Это выполняется путем следующих этапов:4. Now the search for the intensity of the glare in the image will be carried out. It is represented by the area with maximum intensity. This is done through the following steps:

a. Поиск максимальной интенсивности на 16х изображении с пониженным разрешением;a. Search for maximum intensity on a 16x image with reduced resolution;

b. Определение пороговых значений для изображения с этой интенсивностью;b. Definition of threshold values for the image with this intensity;

c. Создание бинарного изображения (0 = нижнее пороговое значение, 1 = верхнее пороговое значение);c. Create a binary image (0 = lower threshold, 1 = upper threshold);

d. Использование возможности подключения 8 устройств для создания BLOB (больших бинарных объектов).d. Using the connectivity of 8 devices to create BLOBs (Binary Large Objects).

e. Получение центра массы наибольшего BLOB;e. Getting the center of mass of the largest BLOB;

5. Определение линии между определенной интенсивностью блика и центром изображения.5. Determination of a line between a certain glare intensity and the center of the image.

6. Создание (#160) прямоугольников (шириной 75, высотой 50) с центрами прямоугольника, которые равномерно разделены по линии;6. Create (#160) rectangles (width 75, height 50) with rectangle centers that are evenly spaced along the line;

7. Если применяется коррекция на плоское поле, то затем повторяются этапы 5, 6, 7 на эталонном изображении и делятся на результаты плоского поля;7. If a flat field correction is applied, then steps 5, 6, 7 are then repeated on the reference image and divided by the flat field results;

8. Нанесение результатов на оси координат X, Y, где Х соответствует диапазону [1, 160], а Y - средняя интенсивность. 8. Plotting the results on the X, Y coordinate axes, where X corresponds to the range [1, 160], and Y is the average intensity.

Конкретные параметры (этапы 6-8) были выбраны в отношении изображений, полученных настоящей системой. Представляется возможным, что эти параметры могут потребовать дополнительной настройки для изображений, полученных другими устройствами. Specific parameters (steps 6-8) were selected in relation to the images acquired by the present system. It is possible that these settings may require further adjustment for images received by other devices.

9. Получение средней интенсивности в каждом прямоугольнике;9. Obtaining the average intensity in each rectangle;

10. Если максимум этого графика не является Х=1, то часть удаляется до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение Y. Деление оставшегося графика на 3 части;10. If the maximum of this graph is not X=1, then the part is removed until the maximum value of Y is reached. Divide the remaining graph into 3 parts;

11. Вычисление наклона на графике по первому графику. Это всегда является отрицательным значением.11. Calculation of the slope on the graph according to the first graph. This is always a negative value.

a. Высокое зеркальное отражение должно приводить к высокому отрицательному числу.a. A high specular reflection should result in a high negative number.

b. Диффузное отражение должно приводить к низким отрицательным числам.b. Diffuse reflection should result in low negative numbers.

12. Усреднение результата наклона, полученного для четырех изображений.12. Averaging the result of the slope obtained for the four images.

На ФИГ. 15 схематически изображено необработанное изображение на ФИГ. 15а; на ФИГ. 15b показано обработанное изображение, такое как после FFC. На ФИГ. 15с показана область с максимальной интенсивностью MI, при этом область обозначена ссылочным обозначением 1001. Ссылочное обозначение 104 указывает на линию, соединяющую первую область 1001 и вторую область 1002, которая выполнена на некотором расстоянии. Перемещение от первой области 1001 ко второй области 1002 вдоль линии 104 по существу может быть таким же, что и перемещение окна вдоль оптической оси. На ФИГ. 15d показан профиль интенсивности вдоль этой линии. Наклон 1005 и/или область 1006 под кривой могут быть использованы в качестве меры для параметра кожи.FIG. 15 is a schematic of the raw image of FIG. 15a; in FIG. 15b shows a processed image such as after FFC. FIG. 15c shows the region with the maximum MI intensity, with the region indicated by reference symbol 1001. Reference symbol 104 indicates a line connecting the first region 1001 and the second region 1002, which is made at some distance. The movement from the first region 1001 to the second region 1002 along the line 104 may be substantially the same as the movement of the window along the optical axis. FIG. 15d shows the intensity profile along this line. The slope 1005 and/or the area under the curve 1006 may be used as a measure for the skin parameter.

Соотношение зеркальной и диффузной интенсивности: Прямо отраженный свет (направляемый зеркалом под тем же углом в канал отражения) и диффузно отраженный (рассеянный) свет принимаются двумя отдельными каналами измерения. Рассеянный/диффузный отраженный свет измеряется под углом 0° (полностью вертикально над измеряемой поверхностью), предполагая, что свет рассеивается таким же образом при углах всех градусов (диффузный канал). Эти зеркальные и диффузные составляющие пространственно разделены, но обнаруживаютя на одной и той же плоскости датчика и используют освещение широкополосной длины волны и широкий диапазон угла освещения и обнаружения. Способ основан на вычислении соотношения интенсивности в исследуемой области вокруг места зеркального отражения относительно таковой диффузного света. Эти исследуемые области подобны областям, используемым для оценки блеска на основе наклона (угла). Таким образом, соотношение зеркальной интенсивности к диффузной дает максимальные значения для образцов с высокими значениями блеска, таких как зеркало (~ 1). The ratio of specular and diffuse intensity: Directly reflected light (directed by a mirror at the same angle into the reflection channel) and diffusely reflected (scattered) light are received by two separate measurement channels. Scattered/diffuse reflected light is measured at 0° (fully vertical above the surface being measured), assuming the light scatters in the same way at all angles (diffuse channel). These specular and diffuse components are spatially separated but are detected on the same sensor plane and use broadband wavelength illumination and a wide range of illumination and detection angles. The method is based on calculating the ratio of the intensity in the area under study around the place of specular reflection relative to that of diffuse light. These regions of interest are similar to those used for tilt (angle) based gloss estimation. Thus, the ratio of specular to diffuse intensity gives maximum values for specimens with high gloss values such as a mirror (~1).

В частности, в этом способе средние интенсивности области с наиболее сильным отражением сравниваются со средними интенсивностями области диффузного отражения. In particular, in this method, the average intensities of the region with the strongest reflection are compared with the average intensities of the region of diffuse reflection.

1. Над областью прямоугольника с наиболее сильным зеркальным отражением вычисляются средние интенсивности;1. Average intensities are calculated over the region of the rectangle with the strongest specular reflection;

2. Подобным образом, над областью прямоугольника с максимальным диффузным отражением вычисляются средние интенсивности; и2. Similarly, average intensities are calculated over the region of the rectangle with maximum diffuse reflection; and

3. Вычисленное соотношение представляет собой соотношения интенсивностей (этап 1/ этап 2).3. The calculated ratio is the intensity ratios (step 1/step 2).

Способ формирования изображений с разностью поляризаций (способ, аналогичный SAMBA): в данном способе может использоваться информация о поляризационном канале в дополнение к каналу неполяризованного освещения. Кожа освещалась поляризованным и неполяризованным светом последовательно и обнаруживалась с использованием поляризационного датчика-камеры. В целом, принцип измерения в данном способе основан на формировании изображений с разностью поляризаций и подобен тому, что используется в профессиональном устройстве для измерения блеска, таком как SAMBA. Однако здесь авторы использовали неполяризованный свет и поляризационный фильтр. Для вычисления в способе, аналогичном SAMBA, авторы используют источники поляризованного и неполяризованного света. Источники неполяризованного света имеют зеркальные и диффузные составляющие, тогда как поляризованный свет имеет только диффузные составляющие. Для получения зеркальной составляющей, поляризованное изображение вычитается из неполяризованного изображения. Polarization difference imaging method (similar to SAMBA): This method can use polarization channel information in addition to the unpolarized illumination channel. The skin was illuminated with polarized and unpolarized light sequentially and detected using a polarizing sensor-camera. In general, the principle of measurement in this method is based on the formation of images with a polarization difference and is similar to that used in a professional gloss measurement device such as SAMBA. However, here the authors used unpolarized light and a polarizing filter. For calculation in a way similar to SAMBA, the authors use sources of polarized and unpolarized light. Unpolarized light sources have specular and diffuse components, while polarized light has only diffuse components. To obtain the specular component, the polarized image is subtracted from the non-polarized image.

1. Изображения из поляр._BR и поляр._TL обрабатываются вместе с изображениями неполяр._BR и неполяр._TL.1. Polar_BR and polar_TL images are processed together with non-polar_BR and non-polar_TL images.

2. Преобразование изображения из RGB в оттенки серого.2. Convert image from RGB to grayscale.

3. Применение FFC к изображению в оттенках серого.3. Applying FFC to a grayscale image.

4. Для дальнейшей обработки авторы преобразовали изображение через его симметрию, т.е. максимальное отражение должно быть вверху справа (TR). 4. For further processing, the authors transformed the image through its symmetry, i.e. maximum reflection should be top right (TR).

Изображения поляр._BR и неполяр._BR преобразуются через горизонтальную симметрию, тогда как поляр._TL и неполяр._TL преобразуются через вертикальную симметрию.Polar_BR and non-polar_BR images are transformed via horizontal symmetry, while polar_TL and non-polar_TL images are transformed via vertical symmetry.

5. Для каждых четырех изображений средняя интенсивность вычисляется в пределах прямоугольника 200х200, который находится в центре изображения. Прямоугольник выбирается таким образом, что имеется лишь диффузное отражение. Располагая этими значениями интенсивности, представляется возможной компенсация интенсивности света между изображениями. Размер прямоугольника задан заранее для настоящей системы.5. For every four images, the average intensity is calculated within the 200x200 rectangle that is in the center of the image. The rectangle is chosen such that there is only diffuse reflection. With these intensity values, it seems possible to compensate for the light intensity between images. The size of the rectangle is predetermined for the present system.

6. Вычисление 2 соотношений6. Calculation of 2 ratios

a. Соотношение_BR = интенсивность поляр._BR/интенсивность неполяр._BRa. Ratio_BR = polar_BR intensity / non-polar_BR intensity

b. Соотношение TL = интенсивность поляр._TL/интенсивность неполяр._TL.b. Ratio TL = polar_TL intensity/non-polar_TL intensity.

7. Деление неполяризованных изображений на их соотношения.7. Division of non-polarized images into their ratios.

8. Добавление поляризованных изображений, что в результате дает только 1 поляризованное изображение.8. Adding polarized images, resulting in only 1 polarized image.

9. Добавление неполяризованных изображений, что в результате дает только 1 неполяризованное изображение.9. Adding non-polarized images, resulting in only 1 non-polarized image.

10. Вычитание: Неполяризованное – Поляризованное.10. Subtraction: Unpolarized - Polarized.

11. Вычисление средней интенсивности и ее стандартного отклонения во всем результирующем изображении.11. Calculation of the average intensity and its standard deviation in the entire resulting image.

12. Средний результат Samba / stdev.12. Samba / stdev average result.

Средний размер BLOB и максимальный размер BLOB; Данный способ основан на среднем размере и максимальном размере BLOB (большого бинарного объекта), находящегося на изображении, и является более релевантным для количественной оценки характеристик кожи, связанных с жирностью, а не с блеском. Взаимосвязь между блеском и жирностью кожи по-прежнему следует хорошо понимать. BLOB можно увидеть в качестве группы пикселей, следующих друг за другом, с одинаковыми характеристиками. Интенсивность пикселей должна быть выше некоторого уровня. Способ основан на визуальном представлении жира на изображении. Могут быть выполнены следующие этапы: Average BLOB size and maximum BLOB size; This method is based on the average size and maximum size of the BLOB (Large Binary Object) present in the image, and is more relevant for quantifying skin characteristics related to oiliness rather than glossiness. The relationship between luster and oiliness of the skin still needs to be well understood. A BLOB can be seen as a group of pixels that follow each other with the same characteristics. The intensity of the pixels must be above a certain level. The method is based on the visual representation of fat in the image. The following steps can be performed:

1. Авторы используют лишь изображения из неполяризованного света (BR, TL, BL и TR). 1. The authors use only images from unpolarized light (BR, TL, BL and TR).

2. Преобразование изображения из RGB в оттенки серого.2. Convert image from RGB to grayscale.

3. Применение FFC к изображению в оттенках серого.3. Applying FFC to a grayscale image.

4. Определение максимальной интенсивности пикселя на изображении.4. Determining the maximum intensity of a pixel in an image.

a. Определение пороговых значений изображения, например, с 80% или 90% или 95% максимального значения. И создание бинарного изображения (Выше порогового значения = 1; Ниже порогового значения = 0).a. Definition of image thresholds, for example with 80% or 90% or 95% of the maximum value. And creating a binary image (Above threshold = 1; Below threshold = 0).

5. Вычисление BLOB, используя способность соединения 8 устройств. 5. BLOB calculation using the connectivity of 8 devices.

6. Вычисление среднего размера по всем BLOB.6. Calculation of the average size over all BLOBs.

7. Вычисление максимального размера BLOB.7. Calculate the maximum BLOB size.

8. Вычисление средних значений по 4 изображениям (полученным с помощью четырех источников света, которые расположены в кольцевой конфигурации). 8. Calculation of average values for 4 images (obtained using four light sources, which are arranged in a ring configuration).

Количество пикселей выше порогового значения: Данный способ основан на отличиях интенсивности зеркально и диффузно отраженного света. Зеркальное отражение ярче и, следовательно, может быть использовано для количественной оценки степени блеска после определения пороговых значений изображения. Здесь авторы используют диапазон пороговых значений для облегчения лучшего установления различия цвета кожи, а также для создания более чувствительного способа для учета дополнительной информации, когда FFC не проводится. Данная информация может быть отброшена, когда учитывается только интенсивность пикселей выше конкретного порогового значения. Основной недостаток этого алгоритма заключается в том, что пороговые значения должны быть настроены для конкретных случаев. Number of Pixels Above Threshold: This method is based on the difference in intensity between specular and diffuse reflected light. The specular reflection is brighter and therefore can be used to quantify the degree of gloss after image thresholds have been determined. Here, the authors use a range of thresholds to facilitate better discrimination of skin color and also to provide a more sensitive way to account for additional information when FFC is not performed. This information may be discarded when only pixel intensities above a particular threshold are taken into account. The main disadvantage of this algorithm is that the thresholds must be customized for specific cases.

1. Четыре изображения (BR, TL, BL и TR) обрабатываются отдельно.1. Four images (BR, TL, BL and TR) are processed separately.

2. Для каждого такого изображения: каналы R, G и В корректируются по плоскому полю каналами R, G и В, соответственно, эталонного изображения с использованием спектралона. 2. For each such image: the R, G, and B channels are flat-field corrected by the R, G, and B channels, respectively, of the reference image using a spectralon.

3. Использование множества пороговых значений {110, ..... 180, ….., 220} для откорректированного канала В и {120} для откорректированных каналов R и G для определения пороговых значений изображения. 3. Using a set of thresholds {110, ..... 180, ....., 220} for the equalized B channel and {120} for the equalized R and G channels to determine image thresholds.

4. Подсчет количества пикселей с интенсивностью выше выбранного порогового значения.4. Count the number of pixels with intensity above the selected threshold.

5. Полученное в результате количество пикселей получено путем усреднения количества пикселей, вычисленных для каждого изображения BR, TL, BL и TR. 5. The resulting number of pixels is obtained by averaging the number of pixels calculated for each image BR, TL, BL and TR.

Взвешенное количество пикселей выше порогового значения: Данный способ также основан на отличиях интенсивности зеркально и диффузно отраженного света. Авторы выбирают некоторые значения интенсивности RGB путем определения пороговых значений изображения и на основании этого выполняем представленные ниже этапы. Все пиксели, находящиеся выше некоторого порогового значения, дают одно и то же значение (1) независимо от фактических уровней интенсивности пикселей. Поскольку более яркие зеркальные отражения соответствуют более высоким значениям блеска, в данном способе авторы взвешивают заранее выбранный пиксель по значениям его интенсивности. Следующие этапы описывают детали алгоритма: Weighted Number of Pixels Above Threshold: This method is also based on differences in specular and diffuse reflected light intensity. The authors choose some RGB intensity values by defining image thresholds and based on that, perform the following steps. All pixels above a certain threshold yield the same value (1) regardless of the actual pixel intensity levels. Since brighter specular reflections correspond to higher gloss values, in this method, the authors weight a preselected pixel by its intensity values. The following steps describe the details of the algorithm:

1. Изображения BR, TL, BL и TR обрабатываются отдельно.1. BR, TL, BL and TR images are processed separately.

2. Для каждого такого изображения: каналы R, G и В корректируются по плоскому полю каналами эталонного RGB-изображения (спектралон), если используется FFC.2. For each such image: the R, G and B channels are flat-field corrected by the channels of the reference RGB image (spectralon) if FFC is used.

3. Преобразование RGB-изображения в оттенки серого. 3. Convert RGB image to grayscale.

4. Использование множества пороговых значений {110, ..... 180, …. 220} для откорректированного канала В и {120} для откорректированных каналов R и G для определения пороговых значений изображения. 4. Using a set of threshold values {110, ..... 180, …. 220} for the equalized B channel and {120} for the equalized R and G channels to determine the image thresholds.

5. Умножение каждого пикселя, находящегося выше порогового значения, на его интенсивность оттенков серого и их суммирование.5. Multiply each pixel above the threshold by its grayscale intensity and sum them.

6. Нормализация результата по количеству пикселей.6. Normalization of the result by the number of pixels.

7. Полученное в результате взвешенное количество пикселей получено путем усреднения взвешенного количества пикселей, вычисленных для каждого изображения BR, TL, BL и TR. 7. The resulting weighted number of pixels is obtained by averaging the weighted number of pixels calculated for each image BR, TL, BL and TR.

Количество BLOB/Средний размер BLOB/Наибольшие BLOB: Здесь авторы используют множество пороговых значений для выбора количества пикселей (для образования BLOB), где изображение преобразуется в оттенки серого и выбирается 95% максимальной значения интенсивности. Как указано выше, более низкие пороговые значения могут вносить дополнительную важную информацию, в частности, в случае неравномерного освещения. Number of BLOBs/Average BLOB Size/Largest BLOBs: Here, the authors use a variety of thresholds to select the number of pixels (to form a BLOB) where the image is converted to grayscale and 95% of the maximum intensity value is selected. As mentioned above, lower thresholds can introduce additional important information, in particular in the case of uneven illumination.

Основные этапы алгоритма являются следующими:The main steps of the algorithm are as follows:

1. Изображения BR, TL, BL и TR обрабатываются отдельно.1. BR, TL, BL and TR images are processed separately.

2. Для каждого такого изображения: каналы R, G и В корректируются по плоскому полю каналами эталонного RGB-изображения (спектралон), если используется FFC.2. For each such image: the R, G and B channels are flat-field corrected by the channels of the reference RGB image (spectralon) if FFC is used.

3. Использование множества пороговых значений {110, ....., 180, ….., 220} для откорректированного канала В и {120} для откорректированных каналов R и G для определения пороговых значений изображения. 3. Using a set of thresholds {110, ....., 180, ….., 220} for the equalized B channel and {120} for the equalized R and G channels to determine image thresholds.

4. Поиск соединенных пикселей и их аппроксимация по контурам - BLOB.4. Search for connected pixels and their approximation by contours - BLOB.

5. Количество BLOB: Полученное в результате количество BLOB (контуров) получено путем усреднения количества контуров изображений BR, TL, BL и TR. 5. Number of BLOBs: The resulting number of BLOBs (edges) is obtained by averaging the number of edges of the BR, TL, BL, and TR images.

6. Размер BLOB: Вычисление размера прямоугольников и взятие среднего / взятие наибольшего. И снова, полученный в результате средний размер BLOB / наибольший размер получают путем усреднения средних размеров контура/наибольшего из изображений BR, TL, BL и TR. 6. BLOB Size: Calculate the size of the rectangles and take the average / take the largest. Again, the resulting average BLOB size/largest size is obtained by averaging the average outline sizes/largest of the images BR, TL, BL, and TR.

Термин «множество» относится к двум или более.The term "multiple" refers to two or more.

Используемый в настоящем документе термин «по существу», например, «по существу состоит», будет понятен для специалиста в данной области техники. Термин «по существу» также может включать варианты реализации с «полностью», «совершенно», «всеми» и т.д. Таким образом, в вариантах реализации слово «по существу» также может быть удалено. Где применимо, термин «по существу» также может относиться к 90% или выше, например, 95% или выше, в частности, 99% или выше, еще более конкретно, 99,5% или выше, в том числе 100%. Термин «содержать» также включает варианты реализации, в которых термин «содержит» означает «состоит из». Термин «и/или», в частности, относится к одному или более элементам, указанным перед и после «и/или». Например, выражение «элемент 1 и/или элемент 2» и подобные фразы могут относиться к одному или более из элемента 1 и элемента 2. В варианте реализации термин «содержащий» может относиться к «состоящий из», но в другом варианте реализации также может относиться к «содержащий по меньшей мере определенные виды и, при необходимости, один или более других видов».As used herein, the term "substantially", for example, "essentially consists", will be understood by a person skilled in the art. The term "substantially" can also include implementations with "completely", "completely", "all", etc. Thus, in embodiments, the word "substantially" may also be deleted. Where applicable, the term "substantially" may also refer to 90% or more, such as 95% or more, in particular 99% or more, even more specifically 99.5% or more, including 100%. The term "comprise" also includes embodiments in which the term "comprises" means "consists of". The term "and/or", in particular, refers to one or more elements specified before and after "and/or". For example, the expression "element 1 and/or element 2" and similar phrases may refer to one or more of element 1 and element 2. In an embodiment, the term "comprising" may refer to "consisting of", but in another implementation it may also refer to "comprising at least certain species and optionally one or more other species".

Кроме того, термины первый, второй, третий и подобные в описании и формуле изобретения используются для отличия между подобными элементами и не обязательно для описания последовательности или хронологического порядка. Следует понимать, что используемые термины являются взаимозаменяемыми при подходящих обстоятельствах и что варианты реализации изобретения, описанные здесь, могут функционировать в других последовательностях, нежели описанные или проиллюстрированные здесь.In addition, the terms first, second, third, and the like in the specification and claims are used to distinguish between like elements and not necessarily to describe sequence or chronological order. It should be understood that the terms used are interchangeable under appropriate circumstances and that the embodiments of the invention described herein may operate in other sequences than those described or illustrated here.

Помимо прочего, представленные здесь устройства описаны во время функционирования. Как будет ясно специалисту в данной области техники, изобретение не ограничено способами работы или функционирующими устройствами.Among other things, the devices presented here are described during operation. As will be clear to a person skilled in the art, the invention is not limited to methods of operation or functioning devices.

Следует отметить, что вышеуказанные варианты реализации иллюстрируют, а не ограничивают настоящее изобретение, и специалист в данной области техники сможет реализовать широкий ряд альтернативных вариантов реализации без выхода за рамки объема прилагаемой формулы изобретения. В пунктах формулы изобретения, любые ссылочные обозначения, заключенные в скобки, не следует считать ограничением пункта формулы изобретения. Использование глагола «содержит» и его спряжений не исключает наличия элементов или этапов, отличных от указанных в пункте формулы изобретения. Если контекст явным образом не указывает иное, в описании и формуле изобретения слова «содержать», «содержащий» и подобные следует толковать во включающем смысле в отличие от исключающего или исчерпывающего смысла; то есть в смысле «включающий, но без ограничения». Грамматический показатель единственного числа перед элементом не исключает наличия множества таких элементов. Настоящее изобретения может быть реализовано посредством аппаратного обеспечения, содержащего несколько разных элементов, а также посредством подходящим образом запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения на устройство, в котором перечислено несколько средств, несколько из этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратного обеспечения. Сам по себе тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть с успехом использована.It should be noted that the above embodiments are illustrative and not limiting of the present invention, and a person skilled in the art will be able to implement a wide range of alternative implementations without departing from the scope of the appended claims. In claims, any parenthetical references are not to be considered as limiting the claim. The use of the verb "comprises" and its conjugations does not preclude the presence of elements or steps other than those specified in a claim. Unless the context clearly indicates otherwise, in the description and claims, the words "comprise", "comprising" and the like should be construed in an inclusive sense as opposed to an exclusive or exhaustive sense; that is, in the sense of "including but not limited to". The grammatical indicator of the singular before an element does not exclude the presence of a plurality of such elements. The present invention may be implemented by hardware comprising several different elements, as well as by a suitably programmed computer. In a device claim that lists multiple features, multiple of those features may be implemented by the same piece of hardware. The fact that some measures are listed in mutually distinct dependent claims does not in itself indicate that a combination of these measures cannot be successfully used.

В изобретении также предложена система управления, которая может управлять аппаратом или устройством, или системой, или которая может исполнять описанный здесь способ или процесс. Кроме того, в изобретении также предложен компьютерный программный продукт, запущенный на компьютере, который функционально соединен или содержится в аппарате или устройстве, или системе, управляет одним или более управляемыми элементами такого аппарата или устройства, или системы.The invention also provides a control system that can control an apparatus or device or system, or that can execute a method or process as described herein. In addition, the invention also provides a computer program product running on a computer that is operatively connected to or contained in an apparatus or device or system controls one or more controllable elements of such apparatus or device or system.

Изобретение также применимо к устройству, содержащему один или более отличительных признаков, описанных в описании и/или показанных на прилагаемых чертежах. Изобретение также относится к способу или процессу, включающему один или более отличительных признаков, описанных в описании и/или показанных на прилагаемых чертежах.The invention is also applicable to a device containing one or more of the distinguishing features described in the description and/or shown in the accompanying drawings. The invention also relates to a method or process comprising one or more of the features described in the description and/or shown in the accompanying drawings.

Различные аспекты, описанные в данном патенте, могут быть скомбинированы для обеспечения дополнительных преимуществ. Кроме того, специалисту в данной области техники будет ясно, что варианты реализации могут быть скомбинированы, а также что может быть скомбинировано более чем два варианта реализации. Кроме того, некоторые признаки могут образовывать основание для одной или более выделенных заявок. Various aspects described in this patent may be combined to provide additional benefits. In addition, one skilled in the art will appreciate that embodiments may be combined, and also that more than two embodiments may be combined. In addition, certain features may form the basis for one or more divisional applications.

Claims (41)

1. Система (1) для определения блеска кожи, содержащая датчик (100) для измерения параметра кожи, при этом датчик (100) содержит1. System (1) for determining the gloss of the skin, containing a sensor (100) for measuring a skin parameter, while the sensor (100) contains (i) n пространственно разнесенных источников (110) света, выполненных с возможностью выдачи неполяризованного видимого света (111) источника, причем значение n не менее трех;(i) n spatially separated light sources (110) configured to output unpolarized visible light (111) source, and the value of n is not less than three; (ii) детектор (120), выполненный на первом расстоянии (d1), выбранном из диапазона 10-80 мм, от каждого из источников (110) света и выполненный с возможностью обнаружения поляризованного света; и(ii) a detector (120) made at a first distance (d1) selected from the range of 10-80 mm from each of the light sources (110) and configured to detect polarized light; and (iii) поляризатор (104), выполненный до детектора (120), причем поляризатор (104) содержит один или более из(iii) a polarizer (104) upstream of the detector (120), wherein the polarizer (104) contains one or more of (i) сегментированного поляризатора (1041) и(i) segmented polarizer (1041) and (ii) поляризатора (1042) пространственно изменяющейся поляризации,(ii) a polarizer (1042) of spatially varying polarization, причем система (1) содержит корпус (105), содержащий датчик (100),moreover, the system (1) contains a housing (105) containing a sensor (100), корпус (105) имеет первое отверстие (107), обеспечивающее поле обзора для детектора (120),the housing (105) has a first opening (107) providing a field of view for the detector (120), датчик (100) выполнен, при использовании, с возможностью выдачи света (111) источника, направленного к коже, с оптическими осями (OL) под углом (α) падения, выбранным из диапазона 50-60°, с кожей на втором расстоянии (d2), заданном как расстояние между первым отверстием (107) и детектором (120) или как расстояние между первым отверстием (107) и последним оптическим элементом перед детектором (120), если смотреть от детектора (120), и обнаружения, при использовании, отраженного света (111) источника,the sensor (100) is made, when used, with the possibility of issuing light (111) of a source directed towards the skin, with optical axes (OL) at an angle (α) of incidence selected from the range of 50-60°, with the skin at a second distance (d2 ) given as the distance between the first hole (107) and the detector (120) or as the distance between the first hole (107) and the last optical element in front of the detector (120) as viewed from the detector (120) and detection, when used, reflected light (111) source, отличающаяся тем, чтоcharacterized in that устройство имеет режим обнаружения,the device has a discovery mode, источники (110) света выполнены с возможностью последовательной выдачи света (111) источника,light sources (110) are configured to sequentially output light (111) of the source, детектор (120) выполнен с возможностью последовательного обнаружения отраженного света источника, последовательно генерируемого источниками (110) света, и с возможностью генерирования соответствующих сигналов детектора,the detector (120) is configured to sequentially detect the reflected light of the source, sequentially generated by the light sources (110), and with the possibility of generating the corresponding detector signals, сегментированный поляризатор (1041) содержит пиксел-поляризатор (1043) из проволочной сетки с n пикселями (1044), имеющими ориентации поляризации, перпендикулярные друг другу.the segmented polarizer (1041) comprises a wire mesh pixel polarizer (1043) with n pixels (1044) having polarization orientations perpendicular to each other. 2. Система (1) по п. 1, которая также содержит систему (2) анализа, выполненную с возможностью генерирования соответствующего значения датчика кожи в зависимости от сигнала с датчика (100).2. The system (1) according to claim 1, which also comprises an analysis system (2) configured to generate an appropriate skin sensor value depending on the signal from the sensor (100). 3. Система (1) по п. 2, которая содержит устройство (3) для ухода за кожей, причем устройство (3) для ухода за кожей содержит датчик (100) и систему (2) анализа.3. System (1) according to claim 2, which comprises a skin care device (3), wherein the skin care device (3) comprises a sensor (100) and an analysis system (2). 4. Система (1) по п. 2, которая содержит (i) устройство (3) для ухода за кожей,4. The system (1) according to claim. 2, which contains (i) a device (3) for skin care, причем устройство (3) для ухода за кожей содержит датчик (100) и (ii) второе устройство (200), функционально соединенное с устройством (3) для ухода за кожей,wherein the skin care device (3) comprises a sensor (100) and (ii) a second device (200) operably connected to the skin care device (3), причем второе устройство (200) содержит систему (2) анализа.and the second device (200) contains the system (2) analysis. 5. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой сегментированный поляризатор (1041) содержит пиксел-поляризатор (1043) из проволочной сетки с двумя или более пикселями (1044), имеющими разные ориентации поляризации.5. System (1) according to any one of the preceding claims, wherein the segmented polarizer (1041) comprises a wire mesh pixel polarizer (1043) with two or more pixels (1044) having different polarization orientations. 6. Система (1) по п. 1, в которой поляризатор (1042) пространственно изменяющейся поляризации содержит одно или более из поляризатора азимутально изменяющейся поляризации и поляризатора радиально изменяющейся поляризации.6. The system (1) of claim 1, wherein the spatially varying polarization polarizer (1042) comprises one or more of an azimuthally varying polarization polarizer and a radially varying polarization polarizer. 7. Система (1) по п. 2, в которой значение датчика кожи основано на среднем значении соответствующих сигналов детектора.7. System (1) according to claim 2, wherein the value of the skin sensor is based on the average value of the respective detector signals. 8. Система (1) по п. 2, которая выполнена с возможностью создания изображения (1000) кожи с помощью детектора (120), причем8. The system (1) according to claim 2, which is configured to create an image (1000) of the skin using a detector (120), and изображение (1000) кожи содержит первую область (1001), в которой обнаружена максимальная интенсивность, и вторую область (1002) на первом расстоянии (1003) изображения от первой области (1001),the image (1000) of the skin contains the first area (1001), in which the maximum intensity is detected, and the second area (1002) at the first distance (1003) of the image from the first area (1001), первая область (1001) и вторая область (1002) не перекрываются, иthe first region (1001) and the second region (1002) do not overlap, and система (1) также выполнена с возможностью генерирования значения датчика кожи на основе интенсивности в зависимости от отраженного света (111) источника вдоль пути (1004) между первой областью (1001) и второй областью (1002).the system (1) is also configured to generate a skin sensor value based on the intensity depending on the reflected light (111) of the source along the path (1004) between the first area (1001) and the second area (1002). 9. Система (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой датчик (100) имеет оптическую ось (О2) датчика, а источники (110) света выполнены осесимметрично вокруг оптической оси (О2) датчика.9. System (1) according to any one of the preceding claims, wherein the sensor (100) has an optical axis (O2) of the sensor, and the light sources (110) are axisymmetric around the optical axis (O2) of the sensor. 10. Способ обнаружения блеска кожи с помощью системы (1), содержащей датчик (100), при этом датчик (100) содержит10. A method for detecting skin gloss using a system (1) containing a sensor (100), while the sensor (100) contains (i) n пространственно разнесенных источников (110) света, выполненных с возможностью выдачи неполяризованного видимого света (111) источника, причем значение n не менее трех;(i) n spatially separated light sources (110) configured to output unpolarized visible light (111) source, and the value of n is not less than three; (ii) детектор (120), выполненный на первом расстоянии (d1), выбранном из диапазона 10-80 мм, от каждого из источников (110) света и выполненный с возможностью обнаружения поляризованного света; и(ii) a detector (120) made at a first distance (d1) selected from the range of 10-80 mm from each of the light sources (110) and configured to detect polarized light; and (iii) поляризатор (104), выполненный до детектора (120), причем поляризатор (104) содержит один или более из(iii) a polarizer (104) upstream of the detector (120), wherein the polarizer (104) contains one or more of (i) сегментированного поляризатора (1041) и(i) segmented polarizer (1041) and (ii) поляризатора (1042) пространственно изменяющейся поляризации,(ii) a polarizer (1042) of spatially varying polarization, сегментированный поляризатор (1041) содержит пиксел-поляризатор (1043) из проволочной сетки с n пикселями (1044), имеющими ориентации поляризации, перпендикулярные друг другу;the segmented polarizer (1041) comprises a wire mesh pixel polarizer (1043) with n pixels (1044) having polarization orientations perpendicular to each other; причем система (1) содержит корпус (105), содержащий датчик (100), аmoreover, the system (1) contains a housing (105) containing a sensor (100), and корпус (105) имеет первое отверстие (107), обеспечивающее поле обзора для детектора (120),the housing (105) has a first opening (107) providing a field of view for the detector (120), при этом способ включаетwherein the method includes - последовательную выдачу света (111) источника от указанных n пространственно разнесенных источников (110) света, причем свет (111) источника выдают с оптическими осями (OL) под углом (α) падения, выбранным из диапазона 50-60°, с кожей на втором расстоянии (d2), заданном как расстояние между первым отверстием (107) и детектором (120) или как расстояние между первым отверстием (107) и последним оптическим элементом перед детектором (120), если смотреть от детектора (120);- sequential output of light (111) of the source from the specified n spatially separated light sources (110), and the light (111) of the source is output with optical axes (OL) at an angle (α) of incidence selected from the range of 50-60°, with skin on a second distance (d2) defined as the distance between the first hole (107) and the detector (120) or as the distance between the first hole (107) and the last optical element in front of the detector (120) as viewed from the detector (120); - обнаружение последовательно отраженного света источника, последовательно генерируемого источниками (110) света; и- detection of sequentially reflected source light, sequentially generated by light sources (110); and - генерирование сигналов детектора, соответствующих обнаруженному отраженному свету.- generating detector signals corresponding to the detected reflected light. 11. Носитель данных для определения блеска кожи, на котором сохранены программные инструкции, которые при их исполнении системой (1) по любому из предыдущих пп. 1-9 побуждают систему (1) к выполнению способа по п. 10, причем система (1) содержит процессор.11. A data carrier for determining skin gloss, which stores program instructions that, when executed by the system (1) according to any of the previous paragraphs. 1-9 cause system (1) to execute the method of claim 10, system (1) comprising a processor.
RU2019135238A 2017-04-05 2018-04-02 Skin gloss measurement, using brewster angle RU2785284C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17165011.2 2017-04-05
EP17165011.2A EP3384831A1 (en) 2017-04-05 2017-04-05 Skin gloss measurement using brewster's angle
PCT/EP2018/058375 WO2018185039A1 (en) 2017-04-05 2018-04-02 Skin gloss measurement using brewster's angle

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019135238A RU2019135238A (en) 2021-05-05
RU2019135238A3 RU2019135238A3 (en) 2021-08-03
RU2785284C2 true RU2785284C2 (en) 2022-12-06

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100249731A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Georgios Stamatas Method for measuring skin erythema
JP2014512900A (en) * 2011-03-24 2014-05-29 レツド・ソフト・アイ・テイー−サービス・ゲー・エム・ベー・ハー Apparatus and method for determining skin inflammation value
WO2014152096A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Suncare Research Laboratories, Llc In vitro determination of sunscreen protection based on image analysis of sunscreens applied to skin

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100249731A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Georgios Stamatas Method for measuring skin erythema
JP2014512900A (en) * 2011-03-24 2014-05-29 レツド・ソフト・アイ・テイー−サービス・ゲー・エム・ベー・ハー Apparatus and method for determining skin inflammation value
WO2014152096A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Suncare Research Laboratories, Llc In vitro determination of sunscreen protection based on image analysis of sunscreens applied to skin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7186717B2 (en) Skin Gloss Measurement for Quantitative Estimation of Skin Gloss
JP7113025B2 (en) Skin gloss measurement using the Brewster angle
US11712196B2 (en) Skin sensor
US20160270665A1 (en) Method and apparatus for imaging tissue topography
JP2009022745A (en) Method for measuring skin tissue and apparatus
WO2018185142A1 (en) Skin gloss measurement which is sensor angle rotation independent
JP2002078683A (en) Device and method for inspecting surface
JP2009075109A (en) Methods and apparatus for measuring collagen thickness
JP2009011824A (en) Method and apparatus for measuring skin texture
US8270692B2 (en) Methods and apparatus for quantifying photo-damage
RU2785284C2 (en) Skin gloss measurement, using brewster angle
JP7248683B2 (en) Optical skin sensor using optimal spectral bands to minimize probe pressure effects
IE20100104U1 (en) Method and apparatus for imaging tissue topography
IES85695Y1 (en) Method and apparatus for imaging tissue topography