TWI689895B - 非穩定光源下之皮膚顏色變化監測系統及方法 - Google Patents

非穩定光源下之皮膚顏色變化監測系統及方法 Download PDF

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陳中明
彭成康
余欣儒
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Abstract

本發明提供一種在非穩定光源下監測顏色變化的方法,包括:(A)以一攝影裝置每隔一特定時間對一目標物上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;(B)以一分析裝置取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像在每一時間點的一色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一色彩變化訊號;(C)以該分析裝置利用一因素分析對該等色彩變化訊號進行分析以取得一光線因素訊號;以及(D)以該分析裝置將該目標區域的該色彩變化訊號扣除該光線因素訊號,以得到該目標區域隨時間的一實際顏色變化。

Description

非穩定光源下之皮膚顏色變化監測系統及方法
本發明關於一種非穩定光源下之皮膚顏色變化監測系統及方法,特別是即時監測非穩定光源下之皮膚顏色變化監測系統及方法。
皮瓣是一具有血液供應的皮膚及其附著的皮下脂肪組織所形成的組織塊,可以從身體的一處向另一處轉移。皮瓣在美容整形術中,能覆蓋深大創面,保護深部組織,對器官、體形的美容整形是一種理想的材料。如鼻再造整形、矯正唇部畸形、矯正眼瞼外翻、耳再造整形、乳房再造、陰莖再造等都特別適用。在頭面部整形中,皮瓣移植(特別是局部鏇轉皮瓣轉移)對於疤痕切除後的修復、頭皮缺損修復整形等也是不可缺少的。
皮瓣形成時應注意皮瓣的血液循環,如果皮瓣變得蒼白,邊緣不出血,說明動脈供血不足或血管痙攣,如果靜脈迴流不佳時,則皮瓣腫脹或起水泡並變為暗紫色,最後由於嚴重組織腫脹壓迫動脈,使血流完全阻斷,造成皮瓣壞死。
皮瓣移植中又以微血管游離皮瓣手術(microvascular free flap surgery)對因受傷、感染、腫瘤等原因而已經切除大規模的組織的病人來說,是可靠且重要的重建方法。然而,手術後皮瓣上循環不良(circulatory compromise)的遲發性檢測降低了再次手術的成功率。
為了增加第二次手術的成功率,會利用一個即時監控系統,其根據皮瓣上的顏色變化來早期檢測循環不良。然而,在加護病房(ICU)中,光線的條件會根據臨床的需要而改變,例如護理師進出加護病房會有開關燈的狀態而使病人的皮瓣處忽亮忽暗、護理師檢查病人情況時也有可能遮住光線而使病人的皮瓣處造成陰影等,這些外在的環境光線皆會影響即時監控系統在判斷術後血管循環是否良好的正確性。因此,在沒有克服光線條件變化的影響的情況下,無法準確的得知循環不良所引起的顏色變化。
本案申請人鑑於習知技術中的不足,經過悉心試驗與研究,並一本鍥而不捨的精神,終構思出本案,能夠克服先前技術的不足,以下為本案的簡要說明。
為了構思出改善在光線不足或有光線影響的環境下,本發明利用相機或攝影機即時監測目標物,並利用顏色恢復演算法(Color Restoration Algorithm)及因素分析(Factor Analysis)來排除環境中的可見光對影像影響。本發明的皮膚顏色變化監測系統及方法不僅可以排除手術後加護病房中燈光對影像的影響, 以增加即時判斷術後血液循環的正確性,亦可應用於任何顏色會隨時間變化的物體,例如利用遠端或機器人監測人體臉色的變化等,包括但不限於人的臉色急遽變紅可能是血壓相關的疾病、臉色跟觀察初期相比若漸漸變慘白可能是中暑的跡象等。
因此,本發明提供一種在非穩定光源下確定一動物體術後血管流通狀況的即時監測方法,包括:(A)每隔一特定時間對該動物體之皮膚上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;(B)取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像在每一時間點的一紅色、一綠色及一藍色色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一紅色、一綠色及一藍色色彩變化訊號;(C)利用一因素分析對該等紅色、該等綠色及該等藍色色彩變化訊號進行分析,以取得各顏色的一光線因素訊號;以及(D)將該目標區域的該紅色、該綠色及該色彩變化訊號扣除各自的光線因素訊號,以得到該目標區域中紅色、綠色及藍色色彩各自隨時間的一實際顏色變化,其中該目標區域的紅色色彩的該實際顏色變化隨時間呈現下降趨勢表明該動物體術後血管不流通。
本發明另提出一種在非穩定光源下監測顏色變化的系統,包括:一攝影裝置,用以每隔一特定時間對一目標物上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;以及一分析裝置,用以:取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像中的一紅色、一綠 色及一藍色色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一紅色、一綠色及一藍色色彩變化訊號;利用一因素分析對該等紅色、該等綠色及該等藍色色彩變化訊號進行分析,以取得各顏色的一光線因素訊號;以及將該目標區域的該紅色、該綠色及該色彩變化訊號扣除各自的光線因素訊號,以得到該目標區域中紅色、綠色及藍色色彩各自隨時間的一實際顏色變化。
本發明另提出一種在非穩定光源下監測顏色變化的方法,包括:(A)以一攝影裝置每隔一特定時間對一目標物上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;(B)以一分析裝置取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像在每一時間點的一色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一色彩變化訊號;(C)以該分析裝置利用一因素分析對該等色彩變化訊號進行分析以取得一光線因素訊號;以及(D)以該分析裝置將該目標區域的該色彩變化訊號扣除該光線因素訊號,以得到該目標區域隨時間的一實際顏色變化。
100‧‧‧監測系統
110‧‧‧攝影裝置
120‧‧‧分析裝置
300‧‧‧目標影像
310‧‧‧正常皮膚
311‧‧‧藍色區域
312‧‧‧綠色區域
313‧‧‧黃色區域
320‧‧‧游離皮瓣
321‧‧‧紅色區域
S101-S104‧‧‧步驟
S201-S204‧‧‧步驟
本發明的上述目的及優點在參閱以下詳細說明及附隨圖式之後對那些所屬技術領域中具有通常知識者將變得更立即地顯而易見。
第1圖為本發明的顏色變化的監測系統的示意圖;第2圖為本發明的顏色變化的監測方法的流程圖; 第3圖為本發明的監測系統在游離皮瓣手術後檢測血液循環得影像;第4圖為本發明的監測系統應用於游離皮瓣手術後血液循環檢測的方法流程圖;第5(A)圖為影像受光線影響時的影像分析圖;第5(B)圖為本發明的排除光線影響後的影像分析圖;第6(A)圖為本發明對豬的動脈引發循環不良中紅色色彩強度的變化結果;第6(B)圖為本發明對豬的動脈引發循環不良中綠色色彩強度的變化結果;第6(C)圖為本發明對豬的動脈引發循環不良中藍色色彩強度的變化結果;第7(A)圖為本發明對豬的靜脈引發循環不良中紅色色彩強度的變化結果;第7(B)圖為本發明對豬的靜脈引發循環不良中綠色色彩強度的變化結果;以及第7(C)圖為本發明對豬的靜脈引發循環不良中藍色色彩強度的變化結果;
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點,其內容足以使任何熟習相關技術者了解本發明之技術內容並據以實施,且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式,任何熟習相關技術者可輕易地理解本發明相關之目的及優 點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點,但非以任何觀點限制本發明之範圍。
本發明的目的是排除環境光線對影像判斷的影響,以讓使用者正確評估目標物實際顏色的變化。請參閱第1及2圖,其分別為本發明的監測系統及監測方法的示意圖。本發明的監測系統100包括攝影裝置110及與攝影裝置110耦接的分析裝置120。攝影裝置110具有錄影及/或定時擷取影像的功能,可以每隔某一特定時間對目標物上的目標區域及至少一參考區域擷取目標影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像(第2圖步驟S101)。分析裝置120可以取得分析攝影裝置110所擷取到的複數個目標區域影像及複數個參考區域影像,以分別得到至少一參考區域及目標區域的色彩變化訊號(第2圖步驟S102),再利用因素分析對至少一參考區域的色彩變化訊號及目標區域的色彩變化訊號進行分析,以取得光線因素訊號(第2圖步驟S103),最後將目標區域的色彩變化訊號扣除光線因素訊號,以得到目標區域隨時間的實際顏色變化(第2圖步驟S104)。本發明的攝影裝置110可以每隔一段時間擷取一次影像,一段時間包括1秒-10分鐘,較佳為1分鐘-2分鐘。當本發明的攝影110擷取特定數量的影像後,即可開始進行分析,其中特定數量為影像數量大於50,例如當攝影裝置110每隔1分鐘擷取一次影像(影像中包括3個參考區域及1個目標區域),進行13分鐘後,可得到數量超過50的參考區域影像及目標區域影像,經分析後即可以看出目標區域隨時間的顏色變化。
本發明的目標物包括其表面的某塊區域的顏色會隨時間改變的任何物體,包括人體、動物體、植物體、會變色的物品(如實驗品、杯子等)等。目標物上的目標區域為顏色有可能會隨時間改變的區域,參考區域為在目標區域周圍但顏色不會隨時間改變的區域,可以有1個或多個,較佳為2-5個,最佳為3個。
本發明的攝影裝置110可以是一般或專業相機或攝影機,或其他具有攝影或拍照功能的電子裝置,例如手持裝置、機器人等。本發明的分析裝置120可以是具有運算功能的電子裝置,例如桌上型電腦、筆記型電腦等。
本發明的監測系統擷取參考區域的影像是為了利用參考區域的顏色不會隨時間改變的特性來得到光線因素訊號,再將目標影像分析得到的色彩變話訊號扣除光線因素訊號,即可得到目標影像的實際顏色變化。
在第2圖步驟S101中,會先以人工定出目標物上的參考區域及目標區域在第1個時間點的位置,攝影裝置110則接著每隔特定時間(1秒-10分鐘)繼續對目標物擷取影像,經過擷取了數量超過50的影像後,得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像。
在第2圖步驟S102中,當攝影裝置110擷取出數量超過50的影像後,分析裝置120即開始進行分析。分析裝置120會先利用習知的正規化處理目標影像,再利用對位演算法(registration algorithm)基於尺度不變特徵轉換(Scale-Invariant Feature Transform,SIFT)及一致性點漂移(Coherent Point Drift,CPD)方法進行位置校準,以得到目標區域影像及參考區域影像在每個時間點的色彩資訊,故可以得到目標區域及參考區域隨時間的色彩變化訊號 g (t)。每個區域的色彩變化訊號皆由紅色色彩變化訊號g r (t)、綠色色彩變化訊號g g (t)及藍色色彩變化訊號g b (t)組成,其公式如下: g (t)=(g r (t)+g g (t)+g b (t))T 公式1。
在第2圖步驟S103中,分析裝置120利用具有下列公式2的因素分析演算法對紅色色彩變化訊號g r (t)、綠色色彩變化訊號g g (t)及藍色色彩變化訊號g b (t)進行分析。
g (t)=A(t)ω(t)+f(t)+ε 公式2其中f(t)表明在足夠光源的線性光線條件下的潛在色彩強度,ω(t)表明改變皮膚顏色的潛在光線因素,A(t)表明潛在光線因素的權重,以及ε~N(0,σ2)表明雜訊。每個色彩變化訊號 g (t)中的紅色色彩變化訊號g r (t)、綠色色彩變化訊號g g (t)及藍色色彩變化訊號g b (t)分別經由因素分析演算法的分析,可以得到紅色光線因素訊號ω r (t)、綠色光線因素訊號ω g (t)及藍色光線因素訊號ω b (t),三個顏色的總合即為共同的光線因素訊號ω(t)=(ω r (t),ω g (t),ω b (t))T。光線因素的權重A(t)會隨著各區域的色彩變化訊號而不同。例如,若因素分析演算法評估光線因素值與區域A的相關性較高,則區域A的權重A(t)就會較大。權重A(t)介於-1~1之間,權重A(t)的絕對值越大表示光線因素訊號與色彩變化訊號的相關性越高,若為負數代 表此光線因素訊號與色彩變化訊號成負相關。因此,藉由上述公式1及公式2,可以得到在擷取時的光線因素訊號ω(t)及權重A(t)。
在第2圖步驟S104中,取得光線因素訊號ω(t)及權重A(t)後,分析裝置120再將目標區域的各色彩的色彩變化訊號扣掉光線因素訊號ω(t)與權重A(t)的乘積,得到紅色色彩強度f r (t)、綠色色彩強度f g (t)及藍色色彩強度f b (t),三者的總合即為目標區域的實際顏色變化f(t)=(f r (t),f g (t),f b (t))T
從步驟S101至S104得到的目標區域中紅色、綠色及藍色色彩強度隨時間的變化後,可由使用者評估目標物的實際顏色是否產生變化,亦可由監測系統判斷目標物的實際顏色是否產生變化,若顏色產生變化,會發出警訊。因此,本發明的監測系統及方法可以藉由線性潛在模型即時的模擬相機觀察到的顏色。
本發明的監測系統及方法的應用廣泛,可以應用至表面的某塊區域的顏色會隨時間改變的任何物體。本發明以游離皮瓣手術後,即時觀察游離皮瓣血管流通為例。
患者經過游離皮瓣手術後,游離皮瓣的動脈及靜脈分別與正常皮膚的動脈及靜脈連接,利用本發明的監測系統及方法可以即時觀察游離皮瓣中動脈及靜脈的流通狀況。請參閱第3圖,其為本發明監測系統在游離皮瓣手術後檢測血液循環的影像。透過一般相機可以清楚看出目標影像300中包含正常皮膚310與游離皮瓣320,使用者從正常皮膚310中選定3個區域作為參考區域(藍色區域311、綠色區域312及黃色區域313),且從游離皮瓣 320中選定1個區域作為目標區域(紅色區域321)。
確定3個參考區域及1個目標區域的位置後,相機以固定的位置及角度開始每1分鐘擷取一次目標影像,經過13分鐘的擷取後,得到13個目標區域影像及39個參考區域影像(第4圖步驟S201),當影像數量大於50後,分析裝置即開始以對位演算法對39個參考區域影像(藍色區域311、綠色區域312及黃色區域313)及13個目標區域影像(紅色區域321)取得紅色、綠色及藍色色彩資訊,故可以得到3個參考區域及1個目標區域隨時間的紅色、綠色及藍色色彩變化訊號(第4圖步驟S202)。分析裝置再利用因素分析演算法對3個參考區域及1個目標區域的紅色、綠色及藍色色彩變化訊號進行分析,以取得目標物在這13分鐘中紅色、綠色及藍色色彩變化訊號的共同光線因素訊號(第4圖步驟S203),即分析參考區域及目標區域的紅色色彩變化訊號會取得共同的紅色光線因素訊號。分析裝置再將每1分鐘所擷取到的目標區域影像的紅色、綠色及藍色色彩變化訊號扣掉各自的光線因素訊號與權重的乘積,即得到目標區域中紅色、綠色及藍色色彩各自隨時間的實際顏色變化(第4圖步驟S204)。
若沒有排除影像中的光線因素,則分析出來的結果會如第5(A)圖所示,因為加護病房的開關燈的結果,在第40分鐘時會觀察到紅色色彩強度有明顯的突然下降訊號,且在第175分鐘時的突然上升訊號,表示在第40分鐘時打開了加護病房的燈,且在第175分鐘時關掉加護病房的燈。因此,若不排除光線因素會影 響顏色變化在判斷時的準確性。當使用本發明的影像處理裝置及方法後,則分析出來的結果如第5(B)圖所示,可以在第80-100分鐘時(實線箭頭處)即明確的觀察到紅色色彩強度有下降的趨勢,即由本發明的監測系統及方法,可以在第80-100分鐘時觀察到靜脈血管阻塞,而即時再進行手術處理。但若由人的肉眼觀察,則會在約第190分鐘時(虛線箭頭處)才會觀察到靜脈血管阻塞,因而延遲了二次手術處理的時間。
請參閱第6(A)-7(C)圖,本發明利用對豬引發循環不良的動物研究,來觀察監測系統及方法可以判斷皮瓣上動脈及靜脈阻塞時的顏色變化。在6(A)-6(C)圖中,在實線箭頭處(約第60分鐘)開始對動脈引發循環不良,皮瓣顏色會漸漸變白,則影像分析後的紅色色彩強度的訊號會呈現下降趨勢(如第6(A)圖中在實線箭頭處的訊號開始下降)、綠色色彩強度的訊號會呈現平穩趨勢(如第6(B)圖中未有訊號下降趨勢)、以及藍色色彩強度的訊號會呈現平穩趨勢(如第6(C)圖中未有訊號下降趨勢)。當引發結束後(虛線箭頭處),紅色色彩強度的訊號會漸漸恢復(如第6(A)圖中在虛線箭頭處的訊號開始上升)。由此可知,動脈循環不良時,紅色色彩強度會呈現下降趨勢,但綠色色彩強度及藍色色彩強度則不會有太大的變化。
請參閱第7(A)-7(C)圖,在實線箭頭處(約第60分鐘)開始對靜脈引發循環不良,當靜脈阻塞時,皮瓣顏色會漸漸變深,紅色、綠色及藍色色彩強度的訊號皆會呈現下降趨勢(如第7(A)、 7(B)及7(C)圖中在實線箭頭處的訊號皆開始下降)。當引發結束後(虛線箭頭處),紅色、綠色及藍色色彩強度的訊號會漸漸恢復(如第7(A)、7(B)及7(C)圖中在虛線箭頭處的訊號開始上升)。由此可知,靜脈循環不良時,紅色色彩強度、綠色色彩強度及藍色色彩強度皆會呈現下降趨勢。
因此,本發明的監測系統及方法可以應用在皮瓣手術或任何重新連接血管的手術後,排除環境光線的影響而即時的觀察到血液循環不良的顏色變化,以縮短判斷血液循環不良的時間及增加判斷血液循環不良的正確性。
本發明的監測系統及方法可以設置於任何具有攝影裝置及分析裝置的運算裝置(如桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦等)中以應用在皮瓣手術後的血液循環的觀察,亦可將監測系統設置於機器人中,讓機器人觀察人臉的顏色變化,例如,機器人可以記錄每個時間的臉的顏色的色彩強度,當與初期相比,臉色的色彩強度有變化時(如紅色、綠色及/或藍色色彩強度有下降或上升趨勢等),機器人會發出警告。
綜合上述,本發明的監測系統及方法可以有效的排除環境光線對影像的影響,讓護理師在加護病房中可以即時且精確的觀察到顏色的變化,以提早進行更進一步的治療,也可以讓人們在生活中透過監測系統及方法的協助,提早發現身體的異狀。
實施例
1.一種在非穩定光源下確定一動物體術後血管流通 狀況的即時監測方法,包括:(A)每隔一特定時間對該動物體之皮膚上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;(B)取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像在每一時間點的一紅色、一綠色及一藍色色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一紅色、一綠色及一藍色色彩變化訊號;(C)利用一因素分析對該等紅色、該等綠色及該等藍色色彩變化訊號進行分析,以取得各顏色的一光線因素訊號;以及(D)將該目標區域的該紅色、該綠色及該色彩變化訊號扣除各自的光線因素訊號,以得到該目標區域中紅色、綠色及藍色色彩各自隨時間的一實際顏色變化,其中該目標區域的紅色色彩的該實際顏色變化隨時間呈現下降趨勢表明該動物體術後血管不流通。
2.如實施例1所述之即時監測方法,其中該目標區域為該動物體進行手術的區域,以及該至少一參考區域為該目標區域外未經手術影響的區域。
3.如實施例1或2所述之即時監測方法,更包括分析該目標區域的各該顏色變化,其中該紅色色彩、該藍色色彩及該綠色色彩的數值隨時間皆呈現下降趨勢,表明該目標區域中的一靜脈處於血管不流通的狀態,以及該紅色色彩的數值隨時間呈現下降趨勢、且該藍色色彩及該綠色色彩的數值隨時間皆呈現平穩趨勢,表明該目標區域中的一動脈處於血管不流通的狀態。
4.如實施例1-3中任一實施例所述之即時監測方法,其中該特定時間為1秒-10分鐘。
5.一種在非穩定光源下監測顏色變化的系統,包括: 一攝影裝置,用以每隔一特定時間對一目標物上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;以及一分析裝置,用以取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像中的一紅色、一綠色及一藍色色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一紅色、一綠色及一藍色色彩變化訊號,並利用一因素分析對該等紅色、該等綠色及該等藍色色彩變化訊號進行分析,以取得各顏色的一光線因素訊號,以及將該目標區域的該紅色、該綠色及該色彩變化訊號扣除各自的光線因素訊號,以得到該目標區域中紅色、綠色及藍色色彩各自隨時間的一實際顏色變化。
6.如實施例5所述之系統,其中該特定時間為1秒-10分鐘。
7.一種在非穩定光源下監測顏色變化的方法,包括:(A)以一攝影裝置每隔一特定時間對一目標物上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;(B)以一分析裝置取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像在每一時間點的一色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一色彩變化訊號;(C)以該分析裝置利用一因素分析對該等色彩變化訊號進行分析以取得一光線因素訊號;以及(D)以該分析裝置將該目標區域的該色彩變化訊號扣除該光線因素訊號,以得到該目標區域隨時間的一實際顏色變化。
8.如實施例7所述之方法,其中該特定時間為1秒-10分鐘。
9.如實施例7或8所述之方法,其中該色彩資訊由一紅色、一綠色及一藍色色彩資訊所組成,且該色彩變化訊號g(t)由一紅色色彩變化訊號g r (t)、一綠色色彩變化訊號g g (t)及一藍色色彩變化訊號g b (t)所組成,其中t為時間點。
10.如實施例7-9中任一實施例所述之方法,其中該因素分析的公式為g(t)=A(t)ω(t)+f(t)+ε,其中A為光線因素的權重、ω為光線因素、f為在有足夠照明的基礎光照條件下潛在的色彩強度以及ε為雜訊。
11.如實施例7-10中任一實施例所述之方法,其中該實際顏色變化是將該目標區域影像的該紅色色彩變化訊號g r (t)、該綠色色彩變化訊號g g (t)及該藍色色彩變化訊號g b (t),分別扣除該光線因素訊號ω(t)與權重A(t)的乘積後得到的一紅色色彩強度f r (t)、一綠色色彩強度f g (t)及一藍色色彩強度f b (t)的總合f(t)=(f r (t),f g (t),f b (t))T
本發明實屬難能的創新發明,深具產業價值,援依法提出申請。此外,本發明可以由所屬技術領域中具有通常知識者做任何修改,但不脫離如所附申請專利範圍所要保護的範圍。
S101-104‧‧‧步驟

Claims (11)

  1. 一種在非穩定光源下確定一動物體術後血管流通狀況的即時監測方法,包括:(A)每隔一特定時間對該動物體之皮膚上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;(B)取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像在每一時間點的一紅色、一綠色及一藍色色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一紅色、一綠色及一藍色色彩變化訊號;(C)利用一因素分析對該等紅色、該等綠色及該等藍色色彩變化訊號進行分析,以取得各顏色的一光線因素訊號;以及(D)將該目標區域的該紅色、該綠色及該色彩變化訊號扣除各自的光線因素訊號,以得到該目標區域中紅色、綠色及藍色色彩各自隨時間的一實際顏色變化,其中該目標區域的紅色色彩的該實際顏色變化隨時間呈現下降趨勢表明該動物體術後血管不流通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之即時監測方法,其中該目標區域為該動物體進行手術的區域,以及該至少一參考區域為該目標區域外未經手術影響的區域。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之即時監側方法,更包括分析該目標區域的各該顏色變化,其中該紅色色彩、該藍色色彩及該綠色色彩的數值隨時間皆呈現下降趨勢,表明該目標區域中的一靜脈處於血管不流通的狀態,以及該紅色色彩的數值隨時間呈現下降趨勢、且該藍色色彩及該綠色色彩的數值隨時間皆呈現平穩趨勢,表明該目標區域中的一動脈處於血管不流通的狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之即時監測方法,其中該特定時間為1秒-10分鐘。
  5. 一種在非穩定光源下監測顏色變化的系統,包括:一攝影裝置,用以每隔一特定時間對一目標物之皮膚上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;以及一分析裝置,用以:取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像中的一紅色、一綠色及一藍色色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一紅色、一綠色及一藍色色彩變化訊號;利用一因素分析對該等紅色、該等綠色及該等藍色色彩變化訊號進行分析,以取得各顏色的一光線因素訊號;以及將該目標區域的該紅色、該綠色及該色彩變化訊號扣除各自的光線因素訊號,以得到該目標區域中紅色、綠色及藍色色彩各自隨時間的一實際顏色變化。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之系統,其中該特定時間為1秒-10分鐘。
  7. 一種在非穩定光源下監測顏色變化的方法,包括:(A)以一攝影裝置每隔一特定時間對一目標物之皮膚上的一目標區域及至少一參考區域擷取一影像,以得到複數個目標區域影像及複數個參考區域影像;(B)以一分析裝置取得該複數個參考區域影像及該複數個目標區域影像在每一時間點的一色彩資訊,以分別得到該至少一參考區域及該目標區域的一色彩變化訊號; (C)以該分析裝置利用一因素分析對該等色彩變化訊號進行分析以取得一光線因素訊號;以及(D)以該分析裝置將該目標區域的該色彩變化訊號扣除該光線因素訊號,以得到該目標區域隨時間的一實際顏色變化。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中該特定時間為1秒-10分鐘。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法,其中該色彩資訊由一紅色、一綠色及一藍色色彩資訊所組成,且該色彩變化訊號g(t)由一紅色色彩變化訊號g r (t)、一綠色色彩變化訊號g g (t)及一藍色色彩變化訊號g b (t)所組成,其中t為時間點。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中該因素分析的公式為g(t)=A(t)ω(t)+f(t)+ε,其中A為光線因素的權重、ω為光線因素、f為在有足夠照明的基礎光照條件下潛在的色彩強度以及ε為雜訊。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法,其中該實際顏色變化是將該目標區域影像的該紅色色彩變化訊號g r (t)、該綠色色彩變化訊號g g (t)及該藍色色彩變化訊號g b (t),分別扣除該光線因素訊號ω(t)與權重A(t)的乘積後得到的一紅色色彩強度f r (t)、一綠色色彩強度f g (t)及一藍色色彩強度f b (t)的總合f(t)=(f r (t),f g (t),f b (t))T
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI803399B (zh) * 2022-07-26 2023-05-21 薩摩亞商星世代股份有限公司 醫療或美容的外觀重建方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI286927B (en) * 2003-05-06 2007-09-21 Victor John Yannacone Jr Method and apparatus for producing images of infrared radiation of a patient
TW200743478A (en) * 2006-05-17 2007-12-01 Univ Chung Yuan Christian Image recording system and monitoring method for the color variation of skin surface
US20140078301A1 (en) * 2011-05-31 2014-03-20 Koninklijke Philips N.V. Method and system for monitoring the skin color of a user
US20140378779A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-25 Zoll Medical Corporation Analysis of skin coloration
TWI541005B (zh) * 2014-11-03 2016-07-11 原相科技股份有限公司 具有校正功能的血管感測裝置
TWI615130B (zh) * 2016-07-21 2018-02-21 國立臺灣大學 影像處理方法及非暫態電腦可讀取媒體

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI286927B (en) * 2003-05-06 2007-09-21 Victor John Yannacone Jr Method and apparatus for producing images of infrared radiation of a patient
TW200743478A (en) * 2006-05-17 2007-12-01 Univ Chung Yuan Christian Image recording system and monitoring method for the color variation of skin surface
US20140078301A1 (en) * 2011-05-31 2014-03-20 Koninklijke Philips N.V. Method and system for monitoring the skin color of a user
US20140378779A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-25 Zoll Medical Corporation Analysis of skin coloration
TWI541005B (zh) * 2014-11-03 2016-07-11 原相科技股份有限公司 具有校正功能的血管感測裝置
TWI615130B (zh) * 2016-07-21 2018-02-21 國立臺灣大學 影像處理方法及非暫態電腦可讀取媒體

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