201247168 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係有關於智慧型影像膚質檢測系统及方法， 為一種藉由包含前處理模組、皮膚病照灶特徵擷取模組 及膚質分析模組之膚質檢測系統，以標準化之流程完成 膚質影像檢測。 [先前技術3 [0002] 近三十年來，生物科技產品成為新的消費方向，其 中叙藏者無限商機’帶給現在和未來市場旺盛的生命力 。而化妝保養品是生物科技產業中可以帶給女性（甚至是 男性）美麗、希望與愉悅感受的產業。 [0003] 根據國際主要消費市場前50個國家進行調查統計， 2008年有關化妝保養產品市場銷售金額達2, 億美元 ，並維持3. 6%~7. 3%的年增率，是一個相當重要的產業 。我國經過30年的發展、引導和培f，已孕育了 1，綱億 元_售市場，產品出口也逐年上升，現已創造了⑴意 〇 纽的外匯，為150個时和地區㈣費者帶來美的享受 〇 闺 目前我國化妝品的銷售額僅次於日本和美國，是全 球第三大化妝品消費市場。而在琳螂滿目的化妝保養品 中，如何挑選適合個人膚質的化妝保養品，來達成美妝 同時保養的目的，成了目前最重要的課題。因此若能快 速、安全及準確的提供消費者膚質資料，不自可幫助消 費者，選合適化妝保養品，也可增進消費者賭買意願以 刺激買氣。 100118900 表單编號A0101 第3頁/共24頁 1002031898-0 201247168 [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] 些接觸式的膚質檢2進步帶動了膚質檢測的盛行，這 齡，但透過探、斑可以檢測判斷受測者的膚質及膚 病問題外受測者皮膚接觸，除了衛生及傳染 ^嚴重的*去- 人員也必____ /測試，而且檢測 上迷習用接觸式膚質檢測儀之最大的缺點在於： 僅綠得使崎轉轉皮膚像，一次皮膚疾，咖有嚴重 產生交又絲。‘、·、接受職，且料因為衛生問題 3.為維護探測棒清潔需增加額外成本。 、乍員使帛膚質檢測儀前需接受特別訓練。 ”J者在又剛前需清潔臉部，以免造成檢測儀器 〇 誤判 右％使用數位相機等數位影像擷取裝置代替探 測棒掏取皮膚影像，以影像處理技術取得膚質特徵 ，不但可以簡化操作流程，也可解決接觸 生問題 式探踯棒的衛 〇 100118900 前述所提及闕於習用接觸式膚質檢測儀之 管能夠達成在膚質檢測處理過程中所應具備儘 求與成效，但在實際應用時之安全衛生與教 t要 整合能力與成本控管等產業應用專上 置 白存在諸多 表單編號A0101 第4頁/共24頁 1〇〇2〇31898~〇 201247168 [0014] [0015] Ο
[0016] 100118900 缺點與不足的情況下’無法發揮更具狀產業應用性。 综上所述’由於習用接觸式膚質檢測儀之架構，存 在上述之缺失與从，基於產業進步之未來趨勢前提下 ’實在有必要提ώ具體的改善方案’以符合產業進步之 所茜，更進一步提供業界更多的技術性選擇。 【發明内容】 本發明提出—套鮮化㈣f影像檢測系統與流程 ，利用自動人臉偵測技術，從影像中定位出人臉，再基 於皮膚病灶之特徵在各種不同色彩空間及光源下的特性 ，個別取出皮膚斑點、敏紋、青春殖等皮膚影像特徵值 ’由於此階段所取特徵為特徵影像，減直接用來評估 膚質的好壞，因此本發明透過量化特徵影像的方式，取 得各種膚質問題的tf估參數’但由於評估參數無法明確 界定膚質問題的嚴重程度，因此透過減法聚類找出適合 本發明諸的分群數’再利賴雜網频娜論系統 取得膚質問題嚴重程度的歸屬函數，最後即可利用歸屬 函數來區分膚質問題的嚴重程度，因此本發明最終可得 到一份客觀的膚質評估報告。 再者，由於本發明之皮膚影像皆由標準流程拍攝取 得，且皮膚影像是藉由數位相機在固定環境及固定距離 下取得’因此可改善探測棒與人體皮膚接觸之缺點，能 精確的與受測者前次拍攝的皮膚影像做比較，進而了解 皮膚的改善狀況。 所以不論由主客觀條件觀之’本發明之智慧型影像 膚質檢測系統及方法’在國内外專利中目前確實無相關 表單編號A0101 第5頁/共24頁 [0017] 201247168 [0018] 技術應用於高效能之影像膚質檢測處理架構建置， 具'備 市場無可取代之技術之優勢，極適合應用於智慧型麥像 膚質檢測系統產業等設備市場，勢必可以帶來知織型$ 像膚質檢測系統及其設備之生產與設計製造產業相關市 場之莫大商機。 本發明係藉由包含前處理模組、皮膚 汉屑屄,¾灶特徵擷 取模組及膚質分析模組之膚質檢測系統，以標準化之、衣 程完成膚質影像檢測。 之机 [0019] [0020] 馬r钱上述目的及功能，—種智慧型影 :系統’包含一前處理模組、-皮膚病照灶特徵掏取模 組及-膚質分析模組，其具體可行之實施方式如下： -前處理歡m色影像輸人介面、 =測介面、一雜點去除介面、-膚色取樣介 色 定位介面，且依序作連結。 〇 面及一人臉 [0021] [0022] 100118900 一皮膚病照灶特徵擷取模組，係 分割介面、一声麥介門人品、 動人臉丨 依序作連結，另膚病灶特徵介面 模組之人蚊位㈣。域相介面連結前』 該資料:二=量化介面連結膚質分㈣ 介面與調適性網路模糊推論系統，且該她 、满適性㈣模_論純均連結㈣質 表單編敢物1第6頁/共24頁 ；
1002031898-0 201247168 旦該膚質模型介面連結膚質評估報告介 篁化介面連結皮膚病照灶特徵 介面。 面，另 ’該特徵 梅取板組之皮膚病灶特徵 [0023] [0024] 臉模組之彩色影像輪入介面係固定先罩式人 臉“象嶋，作彩色人臉影像之拍攝。罩式人 該前處理模叙之膚色_介面係作彩 膚色候選區塊篩選。 色人臉影像 [0025] Ο [0026] 該前處理模組之雜點去除介面，係依型 人臉影像之過小雜點去除。 態學作彩色 [0027] [0028]
該前處理模組之膚色取樣介面係連通元件 人臉影像之最大全臉膚色區塊保留。 該皮膚病照灶特徵操取模組之自動 面，係自彩色人臉H 刀割介 臉影像分割額頭、眼尾、臉頰、 嘴角及下巴，形成六大膚質檢測區塊。 /皮膚病照灶特徵操取模組之色彩 咖色物顿、_。 面係包含 ’作彩色 [0029] 該皮膚病照 係擷取青春痘、 灶特徵擷取模組之皮膚病灶特徵介 面 [0030] 斑點及皺紋之皮膚病灶特徵 該膚質分析模級 作特徵值量化。 之特徵量化介面係將所擷取之膚質 [0031] 100118900 模，、且之膚質分析介面，係依毛孔大小、 膚色均勻度、斑點夕奋 •夕寡、皺紋深度、皮脂線分泌程度、 皺紋密度、角質客皆^ 夕暮與青春疫多募，形成八大膚質評估 表卓編A0101 第7頁/共24頁 10020318 201247168 標準。 [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] 該膚質分析模組之調適性網路模糊推論系統，係比 對資料庫以計算膚質評估標準之膚質問題嚴重程度之歸 屬度，且進行分類，形成膚質模型介面。 該膚質分析模組之膚質評估報告介面，係依據膚質 模型介面作膚質之分數評斷。 一種智慧型影像膚質檢測方法，包含下列步驟包含 A. 彩色影像輸入：首先由系統讀入一張從固定環境 中所拍攝的彩色人臉影像。 B. 膚色偵測：經過膚色偵測後留下膚色的候選區塊 〇 C. 形態學去雜點：使用型態學將過小雜點去除。 D. 連通取最大區塊：使用連通元件留下最大的膚色 區塊，即在人臉定位部分找出人臉膚色區塊。 E. 人臉定位：從原始影像中取出完整的人臉膚色區 塊，完成人臉定位。 F. 自動人臉區域分割：為了自動定位出膚質區塊， 而膚質區塊的定位根據美容師及醫師定義的人臉膚質檢 測六大區塊，分別為額頭、眼尾、臉頰、鼻翼、嘴角及 下巴等區域。 G. 色彩空間表現：選擇不易受到光線影響的YCbCr色 100118900 表單編號A0101 第8頁/共24頁 1002031898-0 201247168 衫空間來偵測膚 色區域。 [0042] 皮膚病灶特徵操取：主要目的是從人臉區塊内裸 取出皮膚病灶的特徵，除了使用皮膚病灶種色彩空 間下之 同表現外，也依照臨床醫學上某些病灶會出現 特又區塊上的特性，來提升特徵操取的準禮率。 [0043] j .特徵量化：由於所找出的單一特徵值，無法當作 胃質好壞的評量標準將所找出的所有特徵值做量化，以 提供膚質分析時使用。 〇 [0044] γ 餅.膚質分析.量化目標是根據美容醫師所訂定影響 、的八大重要因素以及美容師在評估這人大問題時的 評估標準為基準。 [0045] V a ^ ^ 膚質比對：使用調適性網路模糊推論系統
Adaptive Network based Fuzzy Inference Sys- tem，ANFIS)來計算這些膚f問題嚴重程度的歸屬度， 即針對對所輸人的膚質問題嚴重程度做分類。 ❹_ L.膚質評估報告：使用膚質問題嚴重程度的歸屬度 來為皮膚進行評分，輸出-個概略的膚質評斷分數。 刚 树明智慧变影像膚質檢測系統及方法之具體特點 與功效在於： [0048] [0049] 1 ‘使用影像處理技術與調適性類神經網路對皮膚影 像作膚質分析。 2.以穩定光源之攝影環境，取得高解析度之皮膚影 像，並輔料及連通元料影像處理技術，從照 100118900 表單編號A0101 第9頁/共24胃 1002031898-0 201247168 [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] [0055] [0056] 片中取出完整的人臉影像。 3. 透過皮膚病灶擷取模組，使用影像處理技術找出 適合決定人臉肌膚的影像特徵值。 4. 相較於接觸式膚質檢測儀，影像處理技術能以簡 單的影像擷取裝置（如：數位相機）取代探測棒，不需接 觸受測者的肌膚。 5. 自動去除人臉五官，僅留下人臉的膚色區塊，以 降低人臉皮膚影像擷取的誤差。 6. 使用斑點、皺紋及青春痘特徵擷取演算法找出膚 質特徵，其結果與專家判定頗為相似，符合一般人對於 斑點、敏紋及青春癌的觀感。 7. 評估參數的設計方法是透過病灶面積佔肌膚影像 區域的比例，以及病灶所造成皮膚表面所產生的色度， 綜合兩項因素來判定受測者膚質的狀況。 8. 膚質評估參數，具有一定的評估能力，配合使用 調適性類神經網路模糊推論系統中的減法聚類，找出適 合分類膚質問題嚴重程度的群數，並透過歸數函數得到 分類膚質問題嚴重程度。 9. 根據檢測數據，可以針對消費者的膚質狀況推薦 適合的美容保養品，也可進一步記錄並研究皮膚老化或 產生病變的原因，亦或是保養品業者可利用這些數據資 料向消費者證明。 10. 皮膚科醫師或美容師則可藉由此報告給予受測者 1G0118900 表單編號A0101 第10頁/共24頁 1002031898-0 [0057] 201247168 [0058] [0059] [0060] Ο [0061]
適當的治療、建議或提供有效的醫療美容用品。 11.皮膚病灶特徵擷取模組的整體準確率大約為74. 8 %，膚質分析模組的準確率大約為7 2. 7 %。 1 2.綜合所有膚質特徵，以評估參數方法分析膚質， 可得到一客觀的膚質評估標準。 【實施方式】 請參閱第一、二圖，分別為本發明一實施例之膚質 檢測系統架構示意圖及局部膚質檢測系統示意圖，本發 明係一種智慧型影像膚質檢測系統，包含一前處理模組 (1)、一皮膚病照灶特徵擷取模組（2)及一膚質分析 模組（3 )，其中： 一前處理模組（1)，係具一彩色影像輸入介面（11 )、一膚色4貞測介面（12)、一雜點去除介面（13)、 一膚色取樣介面（14)及一人臉定位介面（15)，且依 序作連結；前處理模組（1)之彩色影像輸入介面（11) 係固定光罩式人臉影像擷取器，作彩色人臉影像之拍攝 ;前處理模組（1)之膚色偵測介面（12)係作彩色人臉 影像之膚色候選區塊篩選；前處理模組（1 )之雜點去除 介面（13)，係依型態學作彩色人臉影像之過小雜點去 除；前處理模組（1 )之膚色取樣介面（14)係連通元件 ，作彩色人臉影像之最大全臉膚色區塊保留。 一皮膚病照灶特徵擷取模組（2)，係具一自動人臉 區域分割介面（21)、一色彩空間介面（22)及一皮膚 病灶特徵介面（23)，且依序作連結，另，該自動人臉 100118900 表單編號Α0101 第11頁/共24頁 1002031898-0 [0062] 201247168 區域分割介面（21)連結前處理模組（1)之人臉定位介 面（15);皮膚病照灶特徵擷取模組（2)之自動人臉區 域分割介面（21)，係自彩色人臉影像分割額頭（211) 、眼尾（212)、臉頰（213)、鼻翼（214)、嘴角（ 215)及下巴（216)，形成六大膚質檢測區塊，如第二 、四圖所示或參考附件一；皮膚病照灶特徵擷取模組（2 )之色彩空間介面（22)係包含YcbCr色彩空間與UB色 象工間，如第二圖，·皮膚病照灶特徵操取模組（2)之皮 膚病灶特徵介面（23)，侧取青春癌、斑點及敵紋之 皮膚病灶特徵，如第二圖或參考附件_二至四。 [0063] —膚質分析模組（3)，係連結該皮膚病照灶特徵榻 取模組（2)，係具—特徵量化介面（31)、__膚質分析 介面（32)、-資料庫（33)、一調適性網路模糊推論 系統（34)、-膚質模型介面（35)及—膚質評估報告 介面（36)，該特徵量化介面（31)連結膚質分析介面 (32) ’該資料庫（33)連結調適性網路模糊推論系統 (34)且。亥膚質分析介面（32)與調適性網路模糊推 論系統（34)均連結至膚質模型介面（35)，該膚質模 型介面（35)連結膚質評估報告介面（36)，另，該特 徵量化介面（31)連結皮膚病照灶特徵擁取模組（2)之 皮膚病灶特徵介面（23);膚質分析模組⑴之特徵量 化介面（31)係將所擁取之膚質作特徵值量化；膚質分 析模組⑺之膚質分析介面（32)，係依毛孔大小、膚 色均勻度、斑點多寡、敵紋深度、皮脂線分泌程度、敏 紋在度、角質多募與青春痘多募，形成八大膚質評估標 100118900 表單編號A0101 第頁/共24頁 1002031898-0 201247168 [0064] G [0065] [0066] [0067] [0068] Ο [0069] [0070] 100118900 7第二圖；膚質分析模組(3)之調適性網路模糊推 論系統（⑷，係比對資料庫（33)以計算膚質評估/ 準之膚㈣題嚴4料之闕度，且騎分類，形成膚 質模型介面（35);膚質分析模組⑺之膚質評估報土 介面⑽’係依據膚質模型介面（35)作膚質之分數。 評斷。 明參閱第二圖’為本發明—實施例之膚質檢測步驟 流程示意圖’依第-圖之系統架構實際應用時，受測者 膚質檢測步驟流程如下〔同時參閱第一、二圖〕： Α·系色影像輸人：首先由系統讀人-張從固定環境 中所拍攝的彩色人臉影像。 Β.膚色偵測：經過膚色偵測後留下膚色的候選區塊 C.形態學去雜點：使用型態學將過小雜點去除。 D·連通取最大區塊：使用連通元件留下最大的膚色 區塊，即在人臉定位部分找出人臉廣色區塊。 Ε.人臉定位：從原始影像中取出完整的人臉膚色區 塊，完成人臉定位。 F.自動人臉區域分割：為了自動定位出膚質區塊， 而膚質區塊的定位根據美容師及醫師定義的人臉膚質檢 測六大區塊，分別為額頭（211)、眼尾（212)、臉頰 (213)、鼻翼（214)、嘴角（215)及下巴（216)等 區域，如第四圖所示或參考附件一。 表單編號Α0101 第13頁/共24頁 1002031898-0 201247168 [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] 彩*G.色彩空間表現：選擇不易受到光線影響的KbCr色 間來偵測膚色區域。 皮膚病灶特徵操取：主要目的是從人臉區塊内揭 &出皮膚病灶的特徵，除了使用皮膚病灶在各種色彩空 間下之不同表現外，也依照臨床醫學上某些病灶會出現 在人臉特定區塊上的特性’來提升特徵擷取的準確率。 L特徵量化：由於所找出的單—特徵值， ^質好壞的評量標準將所找出的所有特徵值做量化「以 提供膚質分析時使用。 膚質J/質分析：量化目標是根據美容醫師所訂定影響 評估::::r以及美容師在評估這— K·膚質比對：使用調適性網路模糊推論系統 te aPtiVe NetW〇rk based F^Zy Inference Sys-=刪S)來計算這些膚質問題嚴重程度的歸屬度， 对對所輸入的膚質問題嚴重程度做分類。 L.膚質評估報告：使用膚質問題嚴重程度的歸屬度 來為皮膚騎評分，輸出—個概略的膚質評斷分數。 综合上述，本發明係針對智慧型影像膚質檢測系統 及方法之應用技術，特指—種藉由包含—前處理模組（ι )、一皮廣病照灶特徵操取模組⑴及-膚質分析模組 (3)之膚錄測系統，以標準化的膚質影像檢測流程， 利用自動人臉_技術，從影像h位出人臉，再基於 皮膚病灶之特徵在各種不同色彩空間及光源下的特性， 表單編號A0101 第Η頁/共24頁
Q
[0077] 100118900 1002031898-0 201247168 個別取出皮膚斑點、皺紋、青春痘等皮膚影像特徵值， 透過量化特徵影像的方式，取得各種膚質問題的評估參 數，再利用調適性網路模糊推論系統取得膚質問題嚴重 程度的歸屬函數，最後即可利用歸屬函數來區分膚質問 題的嚴重程度，得到一份客觀的膚質評估報告，達成非 接觸式之膚質檢測機制，作一最佳之改良與設計，為本 發明對於智慧型影像膚質檢測系統及方法所作最具體之 精進。
【圖式簡單說明】 [0078] 第一圖：本發明一實施例之膚質檢測系統架構示意 圖。 [0079] 第二圖：本發明一實施例之局部膚質檢測系統示意 圖。 [0080] 第三圖：本發明一實施例之膚質檢測步驟流程示意 圖。
[0081] 第四圖：本發明一實施例之人臉膚質區域分割示意 圖 [0082] 附件一 :人臉膚質六大區塊分區圖。 [0083] 附件二 :青春痘影像分析圖。 [0084] 附件三 :斑點影像分析圖。 [0085] 附件四 :皺紋影像分析圖。 【主要元件符號說明】 [0086] (1 ) 前處理模組 100118900 表單編號A0101 第15頁/共24頁 1002031898-0 201247168 (11) 彩色影像輸入介面 (12) 膚色偵測介面 (13) 雜點去除介面 (14) 膚色取樣介面 (15) 人臉定位介面 (2 ) 皮膚病照灶特徵擷取模組 (21) 自動人臉區域分割介面 (2 1 1 )額頭 （2 1 2 )眼尾 (2 1 3)臉頰 （2 1 4)鼻翼 (215)嘴角 （216)下巴 (22) 色彩空間介面 (23) 皮膚病灶特徵介面 (3 ) 膚質分析模組 (31) 特徵量化介面 (32) 膚質分析介面 (33) 資料庫 (34) 調適性網路模糊推論系統 (35) 膚質模型介面 (36) 膚質評估報告介面 100118900 表單編號A0101 第16頁/共24頁 1002031898-0