WO2010081972A1 - Dispositif et procédé de caractérisation d'une surface de peau - Google Patents

Dispositif et procédé de caractérisation d'une surface de peau Download PDF

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WO2010081972A1
WO2010081972A1 PCT/FR2010/000038 FR2010000038W WO2010081972A1 WO 2010081972 A1 WO2010081972 A1 WO 2010081972A1 FR 2010000038 W FR2010000038 W FR 2010000038W WO 2010081972 A1 WO2010081972 A1 WO 2010081972A1
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WO
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image
accident
discriminant information
skin
lighting
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PCT/FR2010/000038
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English (en)
Inventor
Patrick Bellenger
William Ivaldi
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Dynamic 3D
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/442—Evaluating skin mechanical properties, e.g. elasticity, hardness, texture, wrinkle assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for characterizing a skin surface that makes it possible to characterize the level, in particular of wrinkles, fine lines, furrows, pores, scars and ulcers, for example of the skin of a face.
  • the field of skin analysis for aesthetic or medical purposes, or for the purpose of analyzing the performance of products or treatments, is an area where knowledge is shared between a detailed and scientific understanding of the characteristics and mechanisms biological aspects of the skin, and a very pragmatic and somewhat Cartesian approach to the perception and the aesthetic relation of its external appearance.
  • surface accidents called wrinkles, fine lines, furrows, pores, scars, ulcers in particular, are characteristics for which there is a need for rigorous characterization tools.
  • wrinkles fine lines, furrows, pores, scars, ulcers in particular
  • wrinkles fine lines, furrows, pores, scars, ulcers in particular
  • wrinkles fine lines, furrows, pores, scars, ulcers in particular
  • the patent application US 2006/0 239 547 describes a device comprising a lighting, an optical sensor, and an optical signal processing module in particular to quantify the fine lines and wrinkles of the skin of the face.
  • This device uses for this a complex analysis and very difficult to implement, especially in an environment not completely isolated from natural lighting and in particular on the overallity of a face.
  • This analysis consists in extracting, from the variation of the local polarizations between two stereoscopic images, the bidirectional reflection map, named BRDF.
  • This cartographic modeling of the separation between specularly reflected light and diffusely reflected light from the skin was originally created for computer-based image synthesis systems, corresponding to perfectly computerized synthesis environments. free from environmental constraints, including light radiation, clutter, processing time, movement of the person, etc.
  • this roughness measurement device does not provide sufficiently accurate or reproducible results in any type of uncontrolled environment.
  • No. 6,251,070 discloses a device for measuring the parameters of the skin comprising lighting means arranged around the objective of a camera. The lighting means and the camera are housed in a housing comprising a lighting and observation window. This particular construction makes it possible to guarantee the distance between the objective of the camera and the surface of skin observed and thus to ensure the reliability of the images acquired.
  • the use of this measuring device is, however, limited to local measurements of the skin and does not make it possible to apprehend a wider area of skin, such as, for example, that of a face as a whole.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a device and a method for characterizing a skin surface making it possible to characterize, independently of the environment of use and in a simple and reliable manner, surfaces important skin, including the skin surface of a face in its entirety, these skin surfaces may include one or more accidents such as in particular wrinkles, fine lines, furrows, pores, scars, ulcers.
  • wrinkle is used generically to describe any type of accident present on the surface of the skin, including in particular wrinkles, fine lines, furrows, pores, scars, skin ulcers or any other alteration of the skin.
  • the remainder of the description focuses on the characterization of a skin surface of a face. It is understood that the device and the method according to the invention are suitable for the characterization of any other skin surface, for example that of the neck.
  • Wrinkles have been classically studied and considered as anfractuosities in a surface having a simple characteristic of reflection, what is commonly called the brightness of the skin. This approach leads to want to identify shine variations as characteristics of wrinkles, and therefore to - imagine devices such as that described in the aforementioned US Patent 2006/0 239 547.
  • the skin has another feature, less obvious to consider by those skilled in the art because not naturally visible to the human eye, related to absorption characteristics and reflection at different wavelengths (spectrum) components of skin located at different depths.
  • the skin consists of a layer called "epidermis", semi transparent and located on the surface and, under the epidermis, a layer called the "dermis” and including, among others, the blood vessels in which hemoglobin is highly reflective at high wavelengths close to red.
  • the light absorption spectrum of the epidermal and dermal components constituting the skin is not uniform according to the electromagnetic wavelengths, the appearance and the color of the skin result from a complex combination of these phenomena.
  • lighting the skin, for example the face with a light source restricted to wavelengths around the red, tends to remove the phenomenon of shadows from the bottom of wrinkles.
  • red typically the wavelength band between violet (400 nm) and yellow-orange (600 nm), allows on the contrary to strongly contrast these wrinkles of the skin by the appearance of shadows at the bottom of wrinkles.
  • the invention relates to a device for characterizing a skin surface that can comprise at least one accident, such as in particular a wrinkle, a wrinkle, a groove, a pore, a scar, an ulcer, said device comprising at least: lighting provided with at least one light source, and capable of illuminating said skin surface, image acquisition means able to acquire at least one image of said skin surface, image processing means capable of extracting at least one discriminant information from said image to characterize said accident, characterization means capable of characterizing said discriminant information in quantitative form.
  • This device is remarkable in that said lighting means are arranged to create, at said accident, at least one shadow whose luminous intensity gradient is greater than that related to the phenomenon of rear projection by reflection on the dermis and to through the epidermis of near-red wavelengths and in that said image processing means are arranged to extract said discriminant information using said light intensity gradient related to said shadow.
  • the device according to the invention thus makes it possible to produce a gradient of light intensity related to (or to) shadow (s) of the accident greater than that generated by the retro-projection effect by reflection on the dermis and through the epidermis of wavelengths close to red.
  • the characterization of the surface of the skin is thus easier and more accurate.
  • the characterization means make it possible to carry out an absolute characterization, such as a measurement of length, the detection of the points of intersection between several wrinkles, or a relative characterization on a set of wrinkles of the same face, on a set of a set of faces, or to be expressed compared to a specific criterion previously modeled.
  • This characterization can also be expressed as an algebraic position representing the level of wrinkles analyzed compared to a reference scale.
  • said lighting means are arranged to emit a homogeneous light whose variation of the detectable intensity on a flat surface is less than 10% of the maximum detectable intensity on said flat surface.
  • the resulting image has a very good signal-to-noise ratio, achievable in a simple context and inexpensive to implement, quick to acquire and therefore very comparable from one image to another, allows to produce means of reproduction.
  • acquisition and treatment of wrinkle images providing very rigorous, reliable characterizations, and which can be partially or fully automated.
  • said lighting means are arranged to emit light whose color spectrum is far from red and entirely within a wavelength range from violet (400 nm) to yellow-orange (600 nm). The influence of the retro-projection effect is thus minimized.
  • the illumination means are preferably arranged to emit a diffuse light whose diffusion angle is between 120 ° and 180 °.
  • the entire skin surface of the face can thus be illuminated so that the whole skin surface can be characterized.
  • lighting means in the form of LEDs, these LEDs can be arranged on one or more lighting panels.
  • the device according to the invention is also of particular interest when it makes it possible to carry out an overall characterization analysis of the surface of the skin of the face or of any other skin surface thanks to the use of a sensor of the skin. images with optical characteristics and resolution suitable for producing overall images of the facial skin surface and for the perception of fine details, this image sensor making it possible to cover most of the face and distinguish the brightness gradient detailing each ride.
  • a matrix image sensor for example of the CCD type, whose resolution and optics make it possible to obtain an image of the face in which the presence of the wrinkles is distinguished thanks to an intensity gradient of which the order of magnitude is at least two to three pixels across the width of each ride.
  • Said lighting means are preferably arranged to emit a light whose colorimetric spectrum is narrow and comprises at least a band of about 30 nm wide at 50% power of said lighting means.
  • said lighting means comprise at least one narrow chromatic filter remote from the red coupled to said light source to allow only the passage of electromagnetic waves away from the red.
  • Said image processing means advantageously comprise means selected from the group comprising at least means for segmenting said image, means for filtering said image, means for transforming said image and means for vectorizing said image, said image processing means being arranged to be able to characterize said accident by discriminant information, said discriminant information being in the form of at least one value and preferably in the form of at least two values defining at least one vector.
  • said image processing means are arranged to be able to extract said discriminant information from several images of said skin surface.
  • Said characterization means preferably comprise statistical analysis means provided with statistical classification operators able to convert said discriminant information.
  • the characterization means advantageously comprise at least one multilayer neuron network capable of qualifying each accident according to said discriminant information, said multilayer neuron network being compiled by supervised learning from a reference knowledge base.
  • said lighting means comprise diffusion means able to be arranged between said light source and said skin surface and arranged to uniform the light flow intended to be received by said skin surface.
  • diffusion means comprise for example at least one diffusing plate such as that used to perform radiographs or a diffusing dome. This diffusing plate may for example be translucent.
  • Said image acquisition means are preferably of the monochrome type.
  • the device comprises a plurality of image acquisition means arranged so as to form between them an angle chosen between 0 ° to 120 °, and preferably about 45 °.
  • the invention also relates to a method for characterizing a skin surface that may comprise at least one accident, such as in particular a wrinkle, a wrinkle, a groove, a pore, a scar, an ulcer, during which at least one embodiment is performed. the following steps: - illumination of said skin surface acquisition of at least one image of said skin surface. processing said image to extract at least one discriminant information from said image to characterize said accident, characterizing said discriminant information in quantitative form.
  • lighting means are used so as to create, at the level of said accident, at least one shadow whose luminous intensity gradient is greater than that of linked to the phenomenon of retroprojection by reflection on the dermis and through the epidermis of wavelengths close to red and in that to carry out said image processing step, image processing means are used for extracting said discriminant information using the light intensity gradient related to said shadow.
  • lighting means arranged to emit light having at least one of the following criteria are used: homogeneous light whose variation of the detectable intensity on a flat surface is less than at 10% of the maximum detectable intensity on said planar surface, the light whose color spectrum is far from red and wholly within a wavelength range from violet (400 nm) to yellow-orange (600 nm) ), diffuse light whose diffusion angle is between 120 ° and 180 °, light whose colorimetric spectrum is narrow and comprises at least a band of about 30 nm wide at 50% power of said lighting means.
  • At least one sub-step is preferably carried out in the group comprising at least: segmentation of said image into zones of interest, filtering the image of said accident, transformation of the image of said accident, extraction of said discriminant information to characterize said accident.
  • a vectorization is advantageously carried out to present said discriminant information in the form of at least one value and preferably of at least two values defining at least one vector.
  • Each treatment step may include one or more treatments.
  • a statistical analysis is preferably performed to convert said discriminant information.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of a software module comprising means for acquiring images and image processing of the device according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of the characteristic spectrum of the lighting means of the device according to the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of the spectrum characteristic of the absorption, by the skin, of the electromagnetic radiation of the illumination means of the device according to the invention.
  • the device for characterizing a skin surface consists of lighting means 12 that may comprise one or more light sources (not shown) such as, for example Hyper-Topled OSRAM type LEDs LVT67C-S1U2-35 having a peak wavelength at 503 nm
  • the device according to the invention also comprises image acquisition means 13 for acquiring one or more images of the face 11 thus illuminated.
  • the acquisition of the image or images is performed using a monochrome digital camera 13 AVT Marlin F201B, equipped with a Sony CCD sensor ICX274AL resolution 1628x1236 pixels, the largest line of pixel is placed in the direction of the height of the face 11, in the central axis of the face 11.
  • Other image acquisition means such as in particular cameras, CCD digital cameras, or any other means of acquisition of images using eg CMOS digital sensors, may also be suitable.
  • a different resolution camera especially higher resolution, to the extent that the resolution can distinguish finer details of the face 11, can be used advantageously.
  • the LED lighting means 12 are advantageously put in place in the form of LED panels and uniformly distributed around the axis of the camera lens 13, while respecting the implantation constraints of the electronic components.
  • the LED panels 12 are shown diagrammatically in FIG. 1 by a recessed rectangle for the passage of the camera 13.
  • the LED panels are placed in a housing, closed on the front by a diffusing plate.
  • the diffusing plate thus disposed between the light source and the face 11 to be illuminated, makes it possible to standardize the flow of light received by the face 11.
  • This diffusing plate may be translucent or not.
  • the lighting means 12 are positioned so as to diffuse on the face 11 electromagnetic radiation at the chosen wavelengths, and thus to acquire, in return, thanks to the camera 13, the image of the face skin 11 response to this electromagnetic radiation.
  • the camera 13 is preferably situated approximately in the same plane as the lighting means 12 in order to represent a minimum imprint on the luminous flux, for a maximum angle of view on the face 11 and without obstruction on the luminous flux on the part of the camera. lighting panels 12.
  • the distance between the lighting panels 12 and the face 11, the height and width of the lighting panels 12, as well as their luminous power, are determined in order to illuminate all the parts of the face 11 in such a uniform manner. as possible and in particular so that the illumination means emit a homogeneous light whose variation of the detectable intensity on a flat surface is less than 10% of the maximum detectable intensity on the same plane surface.
  • any technical means adapted to widen and standardize the luminous flux such as, for example, diffusing domes, diffusion plates, mirrors or other type of diffusion means or reflection means.
  • the device according to the invention comprises any light source whose colorimetric spectrum is not specifically remote from red and may therefore have wavelengths close to red.
  • the light source is associated with a filter capable of preventing the passage of these light waves close to red so that, in their entirety, the lighting means which comprise the filter emit only a light of which the color spectrum is far from red and fully within a wavelength range from violet (400 nm) to yellow-orange (600 nm).
  • the acquisition of images necessary for the characterization of the wrinkles is carried out by means of a device and according to a method of characterizing a skin surface according to the invention in the manner schematized in FIG.
  • the face 11 of the subject whose skin surface is to be characterized is placed in the axis of the camera 13 and illuminated by the lighting means 12.
  • the lighting means 12 thus diffuse, on the face 11, a light in a color spectrum far from red. According to whether one wishes to study the wrinkles of the face or the side of the face 11, or all the wrinkles, one can either position the face 11 face or profile.
  • two or a greater number of lighting means can be combined so that they form between them an angle between 0 ° and 120 °, more typically about 45 °.
  • the acquisition of images is thus enriched by a different and complementary observation zone.
  • the image is acquired (step shown schematically by the square 14 in FIG. 1) of the surface of the skin of the face 11 located in the axis of the camera 13, to capture the response. from the skin to this band of the color spectrum.
  • the optical parameters (focus, diaphragm, focal length, exposure time) of the camera 13 are adjusted to obtain a clear image of the face 11, the shooting is initiated, and the images obtained are recorded on a digital medium enabling to perform the downstream operations.
  • the sensor of the camera 13 being monochrome (wide band) and the lighting means 12 being a fine color spectrum (narrow band), the image of the response of the face 11 to this particular fine color spectrum is obtained.
  • a camera other than monochrome such as a color camera or a Foveon type camera.
  • step schematized by the square 15 in FIG. 1 the image processing is then carried out (step schematized by the square 15 in FIG. 1), that is to say that various steps of calculations and transformations are carried out on the values of the pixels. images allowing in - fine to obtain the values of all the parameters and variables necessary for the characterization of the wrinkle.
  • step schematized by the square 16 in FIG. 1 a result is expressed (step schematized by the square 16 in FIG. 1) from the data extracted by processing the images 15, this result giving a characterization of the wrinkles of the skin of the face 11 studied.
  • the processing of facial images 11 is particularly complex in view of the wide variety of human population, therefore statistical statistical processing, typically using a neural network, is a particularly relevant method for automating this process. process.
  • the variables of the statistical analysis are chosen to be adapted to the specificity of each type of wrinkle being studied, and are expressed in the form of a vector, that is to say in the form of a inseparable set of values.
  • it allows to differentiate the characterization of light wrinkles, wrinkles of the corner of the eye called “crow's feet", wrinkles of the forehead, wrinkles of the lion, wrinkles of the mouth, pores, etc.
  • segmentation operations, then filtering and transformation, and finally vectorization, adapted to each type of ride are examples of the a vector, that is to say in the form of a inseparable set of values.
  • a statistical analysis system such as a multilayer neural network compiled by supervised learning from a reference knowledge base including manual annotation by operators, if possible experts in dermatology or cosmetology, images similar to those produced for this system to quantify the characterization values of wrinkles of the studied face.
  • the process between the image acquisition steps 14 and the production of the result 16 has been arranged in the manner illustrated in FIG.
  • the images acquired are recorded (step shown schematically by the square 21 of FIG. 2) in digital format without compression, on a computer medium, typically on the hard disk of a computer.
  • the images giving a global view of the face 11, and having variable areas of relevance for the characterization of the wrinkles, are divided into segments (step schematized by the square 22 of FIG. extract the segments to be treated, and eliminate the parts not to be treated.
  • This segmentation by zones can be carried out manually by an operator, or implemented by an automated approach which will be found numerous implementations in the prior art on image segmentation.
  • the image segments are indexed by zones of location of a particular type of ride, in order to be able to assign to each zone the appropriate treatment vis-à-vis the morphological typology of the wrinkles of this geographical area of the face 11.
  • Step shown schematically by the square 23 of Figure 2 for highlighting the information carried by the pixels of the image using image analysis tools such as processing, transformations and detections.
  • image analysis tools such as processing, transformations and detections.
  • the type of tools implemented and the scheduling of operations depend on the index of the segment, since the geography of the segmentation is related to the type of wrinkle studied in a given area of the face 11.
  • steps schematized by the square 24 of FIG. 2 in order to convert the image data into parametric data, typically relative numerical values expressed in percentages .
  • the digital vectors representative of the image of the face with respect to the analysis of a particular type of ride are introduced as inputs of a suitable module to perform a classification (step schematized by the square 25 of FIG. 2), to determine the membership of the wrinkles present in this portion of the image to a class representative of this characteristic level of wrinkles.
  • this classification module is of the statistical modeling type, by example a neural network obtained by compiling a reference knowledge base, that is to say by the statistical analysis of a large number of reference images classified by human stakeholders.

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Abstract

La présente invention décrit un dispositif de caractérisation d'une surface de peau pouvant comporter un accident, par exemple une ride, une ridule, un sillon, un pore, une cicatrice, un ulcère, en particulier de la peau du visage, ce dispositif comportant des moyens d'éclairage (12), des moyens d'acquisition (13), des moyens de traitements d'image et des moyens de caractérisation, ce dispositif étant remarquable en ce que lesdits moyens d'éclairage (12) sont agencés pour créer, au niveau dudit accident, au moins une ombre dont le gradient d'intensité lumineuse est plus important que celui lié au phénomène de rétroprojection par réflexion sur le derme et à travers l'épiderme des longueurs d'ondes proches du rouge et en ce que lesdits moyens de traitements d' images sont agencés pour extraire une information discriminante en utilisant le gradient d'intensité lumineuse liée à ladite ombre. L' invention concerne également un dispositif de caractérisation d'une surface de peau.

Description

Dispositif et procédé de caractérisation d'une surface de peau
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de caractérisation d'une surface de peau permettant de caractériser le niveau notamment de rides, ridules, sillons, pores, cicatrices et ulcères, par exemple de la peau d'un visage.
Etat de la technique
Le domaine de l'analyse de la peau, à des fins esthétiques ou médicales, ou à des fins d'analyse de la performance de produits ou traitements, est un domaine dont les connaissances sont partagées entre une compréhension fine et scientifique des caractéristiques et mécanismes biologiques de la peau, et une approche très pragmatique et peu cartésienne de la perception et de la relation esthétique de son aspect extérieur. Parmi les caractéristiques importantes de l'aspect extérieur de la peau, les accidents de surface, appelées notamment rides, ridules, sillons, pores, cicatrices, ulcères en particulier, sont des caractéristiques pour lesquelles il existe un besoin d'outils de caractérisation rigoureux. En effet, à partir de la caractérisation des rides par exemple, on peut produire des évaluations de l'état de santé ou de l'âge apparent de la peau. On peut également, en analysant l'évolution de cette caractérisation, fournir des informations sur la pertinence de produits ou actes de soins de beauté afin de réduire l'importance de ces rides. Il en est de même pour tout autre type dΛaccident de surface de la peau. II existe de cet état de fait un réel besoin d'avoir des dispositifs permettant de fournir une mesure fiable, répétable et comparable sur l'importance de ces accidents de surface de la peau, notamment leur longueur, leur forme, leur profondeur, ou plus généralement leur niveau sur une échelle de référence. On trouve dans l'état de l'art un nombre important de brevets et dispositifs concernant des procédés d'analyse de l'apparence ou de la beauté des personnes, tel que notamment la demande de brevet EP 1 297 782. On trouve également des dispositifs concernant l'évaluation de la capacité de certains produits à améliorer la beauté des personnes, pour lesquels un équipement permettant de fournir une mesure fiable, répétable et comparable sur l'importance des accidents de surface de la peau, notamment leur longueur, leur forme, leur profondeur, leur localisation ou leur niveau sur une échelle de référence serait un composant important. La demande de brevet US 2006/0 239 547 décrit un dispositif comportant un éclairage, un capteur optique, et un module de traitements du signal optique permettant en particulier de quantifier les ridules et rides de la peau du visage. Ce dispositif utilise pour cela une analyse complexe et très difficile à mettre en œuvre, en particulier dans un environnement non totalement isolé d'un éclairage naturel et en particulier sur la globalité d' un visage. Cette analyse consiste à extraire, de la variation des polarisations locales entres deux images stéréoscopiques, la cartographie de réflexion bidirectionnelle, nommée BRDF. Cette modélisation cartographique de la séparation entre la lumière réfléchie de manière spéculaire et la lumière renvoyée de manière diffuse par la peau, a été créée à l'origine pour des systèmes de synthèse d' images par ordinateur, correspondant à des environnements de synthèse informatique parfaitement exempts de contraintes environnementales, notamment de rayonnements lumineux, d'encombrement, de temps de traitement, de mouvements de la personne, etc. Du fait de la forme globalement sphérique d'un visage, la mise en œuvre de cette modélisation cartographique nécessite une multitude de points de vue pour obtenir une cartographie complète du visage. Cette modélisation cartographique est donc extrêmement difficile et coûteuse à mettre en œuvre sur le visage d'une personne en conditions réelles. Cette approche est, de ce fait, exclusivement réservée à un usage en laboratoire, et non automatisable ni reproductible de manière simple dans tout autre type d'environnement non contrôlé.
La demande internationale de brevet WO 2006/069 443 décrit un dispositif de mesure de rugosité d'une surface telle qu'une surface de peau ou de toute autre surface biologique. Ces mesures de rugosité sont utilisées notamment pour le diagnostic de certains cancers. Ce dispositif de mesure de rugosité a pour but d'améliorer la précision et la reproductivité des dispositifs antérieurs tout en restant simple à utiliser et moins onéreux que ses prédécesseurs. Ce dispositif de mesure de rugosité comporte des moyens d'éclairage produisant une lumière cohérente en direction de la peau. Cette lumière cohérente permet de mettre en évidence les variations de hauteur et les irrégularités à la surface de la peau sous forme de variations de l'intensité locale de la lumière se réfléchissant sur la peau. Ce dispositif de mesure de rugosité comporte également des moyens d' acquisition d'images, par exemple une caméra digitale ou vidéo de type CCD. Il comporte en outre des moyens de contrôle permettant de contrôler le rayon lumineux émis par les moyens d'éclairage, notamment son intensité, tels que par exemple des diaphragmes, miroirs, lentilles et tout autre moyen. Ce dispositif de mesure de rugosité ne permet toutefois pas d'obtenir des résultats suffisamment précis ni reproductibles dans tout type d'environnement non contrôlé. Le brevet US 6,251,070 décrit un dispositif de mesure des paramètres de la peau comportant des moyens d' éclairage disposés autour de l'objectif d'une caméra. Les moyens d' éclairage et la caméra sont logés dans un boîtier comportant une fenêtre d'éclairage et d'observation. Cette construction particulière permet de garantir la distance entre l'objectif de la caméra et la surface de peau observée et donc d'assurer la -netteté des images acquises. L'utilisation de ce dispositif de mesure est toutefois limitée à des mesures locales de la peau et ne permet pas d'appréhender une zone de peau plus large, telle que par exemple, celle d'un visage dans son entier.
But de l'invention La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif et un procédé de caractérisation d' une surface de peau permettant de caractériser, indépendamment de l'environnement d'utilisation et de manière simple et fiable, des surfaces de peaux importantes, notamment la surface de peau d'un visage dans son entier, ces surfaces de peau pouvant comporter un ou plusieurs accidents tels que notamment des rides, ridules, sillons , pores, cicatrices, ulcères.
Dans la suite de cette description, le terme « ride » est utilisé de manière générique pour décrire tout type d'accident présent à la surface de la peau, incluant notamment les rides, ridules, sillons, pores, cicatrices, ulcères de peau ou toute autre altération de la peau.
De même, la suite de la description est centrée sur la caractérisation d'une surface de peau d'un visage. Il est bien entendu que le dispositif et le procédé selon l'invention sont adaptés à la caractérisation de toute autre surface de peau, pas exemple celle du cou.
Les rides ont été classiquement étudiées et considérées comme des anfractuosités dans une surface ayant une simple caractéristique de réflexion, ce que l'on nomme communément la brillance de la peau. Cette démarche mène à vouloir identifier les variations de brillance comme caractéristiques des rides, et donc à - imaginer des dispositifs tels que celui décrit dans le brevet US 2006/0 239 547 précédemment cité. La peau a cependant une autre particularité, moins évidente à envisager par l'homme de l'art car non visualisable naturellement par l'œil humain, liée aux caractéristiques d'absorption et de réflexion à différentes longueurs d'onde (spectre) des composants de la peau situés à différentes profondeurs. Dans un modèle simplifié, la peau est constituée d'une couche nommée « épiderme », semi transparente et située en surface puis, sous l' épiderme, d'une couche nommée le « derme » et comprenant, entre autres, les vaisseaux sanguins dans lesquels l'hémoglobine est fortement réfléchissante aux longueurs d'onde élevées proches du rouge. En d'autres termes, le spectre d'absorption lumineux des composants de l' épiderme et du derme constituant la peau n'étant pas uniforme selon les longueurs d'ondes électromagnétiques, l'apparence et la couleur de la peau résultent d'une combinaison complexe de ces phénomènes. Dans le cas des rides, l'éclairage de la peau, par exemple du visage, par une source lumineuse restreinte aux longueurs d'onde aux alentours du rouge, tend à faire disparaître le phénomène d'ombres du fond des rides. En effet, il se produit un effet de rétro projection par réflexion sur le derme et à travers l' épiderme de ces longueurs d'onde proches du rouge, alors que l'éclairage de la peau du visage par une source de spectre colorimétrique éloigné du rouge, typiquement la bande de longueurs d'onde située entre le violet (400 nm) et jusqu'au jaune-orangé (600 nm) , permet au contraire de mettre fortement en contraste ces rides de la peau par l'apparition d'ombres au fond des rides.
L'invention concerne un dispositif de caractérisation d'une surface de peau pouvant comporter au moins un accident, tel que notamment une ride, une ridule, un sillon un pore, une cicatrice, un ulcère, ledit dispositif comportant au moins : des moyens d'éclairage pourvus d'au moins une source lumineuse, et aptes à éclairer ladite surface de peau, des moyens d'acquisition d'images aptes à acquérir au moins une image de ladite surface de peau, des moyens de traitements d' images aptes à extraire au moins une information discriminante de ladite image pour caractériser ledit accident, des moyens de caractérisation aptes à caractériser ladite information discriminante sous forme quantitative . Ce dispositif est remarquable en ce que lesdits moyens d'éclairage sont agencés pour créer, au niveau dudit accident, au moins une ombre dont le gradient d'intensité lumineuse est plus important que celui lié au phénomène de rétroprojection par réflexion sur le derme et à travers l'épiderme des longueurs d'ondes proches du rouge et en ce que lesdits moyens de traitements d' images sont agencés pour extraire ladite information discriminante en utilisant ledit gradient d'intensité lumineuse liée à ladite ombre.
Le dispositif selon l'invention permet ainsi de produire un gradient d'intensité lumineuse lié à (ou aux) ombre (s) de l'accident plus important que celui généré par l'effet de rétro projection par réflexion sur le derme et à travers l'épiderme des longueurs d'ondes proches du rouge. La caractérisation de la surface de la peau est ainsi facilitée et plus précise.
De plus, les moyens de caractérisation permettent de procéder à une caractérisation absolue, comme une mesure de longueur, la détection des points de croisements entre plusieurs rides, ou à une caractérisation relative sur un ensemble de rides d'un même visage, sur un ensemble de rides d'un ensemble de visages, ou encore être exprimé comparativement à un critère spécifique modélisé auparavant. Cette caractérisation peut également être exprimée comme une position algébrique représentant le niveau des rides analysées par rapport à une échelle de référence .
Selon un mode de réalisation préféré, lesdits moyens d' éclairage sont agencés pour émettre une lumière homogène dont la variation de l'intensité détectable sur une surface plane est inférieure à 10% de l'intensité maximale détectable sur ladite surface plane.
L' image obtenue ayant un très bon rapport signal sur bruit, réalisable dans un contexte simple et peu coûteux à mettre en œuvre, rapide à acquérir et donc très comparable d'une prise d'images à une autre, permet de produire des moyens d' acquisition et de traitements des images des rides fournissant des caractérisations très rigoureuses, fiables, et pouvant être partiellement ou entièrement automatisée. De manière avantageuse, lesdits moyens d'éclairage sont agencés pour émettre une lumière dont le spectre colorimétrique est éloigné du rouge et intégralement situé à l'intérieur d'une plage de longueurs d'ondes allant du violet (400 nm) au jaune-orangé (600 nm) . L'influence de l'effet de rétro projection est ainsi minimisée.
Les moyens d'éclairage sont de préférence agencés pour émettre une lumière diffuse dont l'angle de diffusion est compris entre 120° et 180°. L'ensemble de la surface de peau du visage peut ainsi être éclairé pour que toute la surface de peau puisse être caractérisée. On peut avantageusement utiliser des moyens d'éclairage se présentant sous forme de LEDs, ces LEDs pouvant être disposées sur un ou plusieurs panneaux d'éclairage. On trouve également un intérêt particulier au dispositif selon l'invention dés lors qu'il permet de faire une analyse de caractérisation globale de la surface de peau du visage ou de toute autre surface de peau grâce à la mise en œuvre d'un capteur d'images aux caractéristiques optiques et à la résolution adaptées à la réalisation d'images globales de la surface de peau du visage et à la perception des détails fins, ce capteur d'images permettant à la fois de couvrir la majeure partie du visage et de distinguer le gradient de luminosité détaillant chaque ride. Autrement dit on utilise de préférence un capteur d'images matriciel, par exemple de type CCD, dont la résolution et l'optique permettent d'obtenir une image du visage dans laquelle on distingue la présence des rides grâce à un gradient d'intensité dont l'ordre de grandeur est au moins de deux à trois pixels sur la largeur de chaque ride.
Lesdits moyens d'éclairage sont de préférence agencés pour émettre une lumière dont le spectre colorimétrique est étroit et comporte au moins une bande d'environ 30 nm de large à 50% de puissance desdits moyens d'éclairage.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdits moyens d' éclairage comportent au moins un filtre chromatique étroit éloigné du rouge couplé à ladite source lumineuse pour n'autoriser que le passage d'ondes électromagnétiques éloignées du rouge.
Lesdits moyens de traitements d' images comportent avantageusement des moyens choisis dans le groupe comprenant au moins des moyens de segmentation de ladite image, des moyens de filtrage de ladite image, des moyens de transformation de ladite image et des moyens de vectorisation de ladite image, lesdits moyens de traitements d'images étant agencés pour être aptes à caractériser ledit accident par une information discriminante, ladite information discriminante se présentant sous forme d' au moins une valeur et de préférence sous forme d'au moins deux valeurs définissant au moins un vecteur.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdits moyens de traitements d' images sont agencés pour être aptes à extraire ladite information discriminante à partir de plusieurs images de ladite surface de peau.
Lesdits moyens de caractérisation comportent de préférence des moyens d' analyse statistique pourvus d'opérateurs de classification statistique aptes à convertir ladite information discriminante.
Les moyens de caractérisation comportent avantageusement au moins un réseau de neurones multicouches apte à qualifier chaque accident en fonction de ladite information discriminante, ledit réseau de neurones multicouches étant compilé par apprentissage supervisé à partir d'une base de connaissance de référence.
Selon un mode de réalisation préféré, lesdits moyens d'éclairage comportent des moyens de diffusion aptes à être disposés entre ladite source lumineuse et ladite surface de peau et agencés pour uniformiser le flux de lumière destiné à être reçu par ladite surface de peau. Ces moyens de diffusion comportent par exemple au moins une plaque diffusante telle que celle utilisée pour effectuer les radiographies ou un dôme diffusant. Cette plaque diffusante peut par exemple être translucide.
Lesdits moyens d'acquisition d'images sont de préférence de type monochrome. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif comporte plusieurs moyens d' acquisition d' images disposés de manière à former entre eux un angle choisi entre 0° à 120°, et de préférence d'environ 45°. L'invention concerne également un procédé de caractérisation d'une surface de peau pouvant comporter au moins un accident, tel que notamment une ride, une ridule, un sillon, un pore, une cicatrice, un ulcère, au cours duquel on réalise au moins les étapes suivantes : - éclairage de ladite surface de peau acquisition d' au moins une image de ladite surface de peau. traitement de ladite image pour extraire au moins une information discriminante de ladite image pour caractériser ledit accident, caractérisation de ladite information discriminante sous forme quantitative.
Ce procédé est remarquable en ce que pour effectuer ladite étape d'éclairage, on met en œuvre des moyens d'éclairage de manière à créer, au niveau dudit accident, au moins une ombre dont le gradient d' intensité lumineuse est plus important que celui lié au phénomène de rétroprojection par réflexion sur le derme et à travers l'épiderme des longueurs d' ondes proches du rouge et en ce que pour effectuer ladite étape de traitement d'images, on met en œuvre des moyens de traitements d' images pour extraire ladite information discriminante en utilisant le gradient d'intensité lumineuse liée à ladite ombre.
De manière avantageuse, pour effectuer ladite étape d'éclairage, on utilise des moyens d'éclairage agencés pour émettre une lumière ayant au moins l'un des critères suivants : lumière homogène dont la variation de l'intensité détectable sur une surface plane est inférieure à 10% de l'intensité maximale détectable sur ladite surface plane, lumière dont le spectre colorimétrique est éloigné du rouge et intégralement situé à l'intérieur d'une plage de longueurs d'ondes allant du violet (400 nm) au jaune-orangé (600 nm) , lumière diffuse dont l'angle de diffusion est compris entre 120° et 180°, lumière dont le spectre colorimétrique est étroit et comporte au moins une bande d'environ 30 nm de large à 50% de puissance desdits moyens d'éclairage.
Pour réaliser ladite étape de traitements de ladite image, on procède de préférence à au moins une sous-étape comprise dans le groupe comprenant au moins : - segmentation de ladite image en zones d'intérêt, filtrage de l'image dudit accident, transformation de l'image dudit accident, extraction de ladite information discriminante pour caractériser ledit accident. Au cours de ladite étape de traitement, on effectue avantageusement une vectorisation pour présenter ladite information discriminante sous forme d'au moins une valeur et de préférence d'au moins deux valeurs définissant au moins un vecteur. Chaque étape de traitement peut comporter un ou plusieurs traitements.
Au cours de ladite étape de caractérisation, on effectue de préférence une analyse statistique pour convertir ladite information discriminante.
La description ci-après permettra de mieux comprendre le fonctionnement du dispositif selon l'invention, ses avantages ainsi que ceux du procédé selon l'invention, et d'exprimer les variantes ce réalisation envisageables tout en restant dans l'objet de cette invention. Description sommaire des dessins
L'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : « La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention ;
• La figure 2 est une représentation schématique d'un module de logiciel comportant des moyens d'acquisition d'images et de traitements de l'image du dispositif selon l'invention ;
• La figure 3 est une représentation schématique du spectre caractéristique des moyens d'éclairage du dispositif selon l'invention ;
• La figure 4 est une représentation schématique du spectre caractéristique de l'absorption, par la peau, du rayonnement électromagnétique des moyens d'éclairage du dispositif selon l'invention.
Description détaillée de l'invention En référence à la figure 1, le dispositif de caractérisation d'une surface de peau selon l'invention est constitué de moyens d' éclairage 12 pouvant comprendre une ou plusieurs sources lumineuses (non représentées) telles que par exemple des LEDs de type OSRAM Hyper-Topled LVT67C- S1U2-35 ayant un pic de longueur d'onde situé à 503 nm
(bleu-vert) et de largeur de bande d'environ 30 nm à 50% de puissance. Le spectre de rayonnement de telles LEDs est présenté sur la figure 3. D'autres types de sources lumineuses à longueur d'onde discrète située dans la plage de valeurs de longueurs d'ondes éloignées du rouge, typiquement du violet (400 nm) jusqu'au jaune-orangé (600 nm) , ou même un éclairage large bande blanc équipé d'un filtre chromatique étroit éloigné du rouge peuvent également être utilisés. Le dispositif selon l'invention comporte également des moyens d'acquisition d'images 13 destinés à acquérir une ou plusieurs images du visage 11 ainsi éclairé. Dans l'exemple illustré, l'acquisition de la ou des images est réalisée à l'aide d'une caméra 13 numérique monochrome AVT Marlin F201B, équipée d'un capteur CCD Sony ICX274AL de résolution 1628x1236 pixels, dont la plus grande ligne de pixel est placée dans le sens de la hauteur du visage 11, dans l'axe central du visage 11. D'autres moyens d'acquisition d'images, tels que notamment des appareils photos, caméras numériques CCD, ou tout autre moyen d'acquisition d'images utilisant par exemple des capteurs numériques CMOS, peuvent également convenir. De même une caméra de résolution différente, notamment de plus haute résolution, dans la mesure où la résolution permet de distinguer des détails plus fins du visage 11, peut être utilisée de manière avantageuse. Les moyens d'éclairage 12 à LEDs sont avantageusement mis en place sous la forme de panneaux de LEDs et répartis uniformément autour de l'axe de l'objectif de la caméra 13, tout en respectant les contraintes d'implantation des composants électroniques. Les panneaux de LEDs 12 sont schématisés sur la figure 1 par un rectangle évidé pour le passage de la caméra 13. Dans un mode particulier et avantageux de réalisation non représenté, les panneaux de LEDs sont placés dans un boîtier, fermé sur le devant par une plaque diffusante. La plaque diffusante, ainsi disposée entre la source lumineuse et le visage 11 à éclairer, permet d'uniformiser le flux de lumière reçu par le visage 11. Cette plaque diffusante peut être translucide ou non. Les moyens d'éclairage 12 sont positionnés de manière à diffuser sur le visage 11 un rayonnement électromagnétique aux longueurs d' ondes choisies, et ainsi d'acquérir, en retour, grâce à la caméra 13, l'image de la réponse de la peau du visage 11 à ce rayonnement électromagnétique.
La caméra 13 est de préférence située approximativement dans le même plan que les moyens d' éclairage 12 afin de représenter une empreinte minimum sur le flux lumineux, pour un angle de vue sur le visage 11 maximum et sans obstruction sur le flux lumineux de la part des panneaux d'éclairage 12.
La distance entre les panneaux d' éclairage 12 et le visage 11, la taille en largeur et en hauteur des panneaux d'éclairage 12, ainsi que leur puissance lumineuse, sont déterminées afin d'éclairer toutes les parties du visage 11 de manière aussi uniforme que possible et en particulier de manière à ce que les moyens d' éclairage émettent une lumière homogène dont la variation de l'intensité détectable sur une surface plane est inférieure à 10% de l'intensité maximale détectable sur la même surface plane. On pourra pour ce faire utiliser tout moyen technique adapté pour élargir et uniformiser le flux lumineux tel que par exemple des dômes diffusant, des plaques de diffusion, des miroirs ou autre type de moyens de diffusion ou moyens de réflexion.
Dans une variante de réalisation non représentée, le dispositif selon l'invention comporte une source lumineuse quelconque dont le spectre colorimétrique n' est pas de manière spécifique éloigné du rouge et peut donc comporter des longueurs d'ondes proches du rouge. Dans cette configuration, on associe à la source lumineuse un filtre apte à éviter le passage de ces ondes lumineuses proche du rouge de sorte que, dans leur globalité, les moyens d'éclairage qui comportent le filtre, n'émettent qu'une lumière dont le spectre colorimétrique est éloigné du rouge et intégralement situé à l'intérieur d'une plage de longueurs d'ondes allant du violet (400 nm) au jaune-orangé ( 600 nm) .
L'acquisition d'images nécessaires à la caractérisation des rides est réalisée au moyen d'un dispositif et selon un procédé de caractérisation d'une surface de peau selon l'invention de la manière schématisée sur la figure 1.
Dans un premier temps, le visage 11 du sujet dont on veut caractériser la surface de peau, est placé dans l'axe de la caméra 13 et éclairé par les moyens d'éclairage 12. Les moyens d'éclairage 12 diffusent ainsi, sur le visage 11, une lumière dans un spectre colorimétrique éloigné du rouge. Suivant que l'on souhaite étudier les rides de face ou du côté du visage 11, ou l'ensemble des rides, on peut soit positionner le visage 11 de face ou de profil.
Dans une variante de réalisation non représentée, on peut combiner deux ou un nombre supérieur de moyens d'éclairage de manière à ce qu'ils forment entre eux un angle entre 0° et 120°, plus typiquement d'environ 45°. L'acquisition d'images est ainsi enrichie par une zone d'observation différente et complémentaire.
Il est également possible d'utiliser plusieurs moyens d'éclairage indépendants disposés selon des orientations différentes . Dans un second temps, on procède à l'acquisition de l'image (étape schématisée par le carré 14 sur la figure 1) de la surface de la peau du visage 11 situé dans l'axe de la caméra 13, pour capturer la réponse de la peau à cette bande du spectre colorimétrique. On règle les paramètres optiques (focus, diaphragme, focale, temps de pose) de la caméra 13 pour obtenir une image nette du visage 11, on déclenche la ou les prises d'images, puis on enregistre les images obtenues sur un support numérique permettant de réaliser les opérations aval. Dans le mode de réalisation décrit, le capteur de la caméra 13 étant monochrome (bande large) et les moyens d'éclairage 12 étant à spectre colorimétrique fin (bande étroite), on obtient l'image de la réponse du visage 11 à ce spectre colorimétrique fin particulier. On peut bien entendu utiliser une caméra autre que monochrome telle qu'une caméra couleur ou une caméra de type Fovéon.
Dans un troisième temps, on réalise ensuite le traitement des images (étape schématisée par le carré 15 sur la figure 1), c'est-à-dire que l'on procède à différentes étapes de calculs et de transformations sur les valeurs des pixels des images permettant in-fine d' obtenir les valeurs de tous les paramètres et variables nécessaires à la caractérisation de la ride. On exprime enfin un résultat (étape schématisée par le carré 16 sur la figure 1) à partir des données extraites par traitements des images 15, ce résultat donnant une caractérisation des rides de la peau du visage 11 étudié.
Le traitement des images 15 du visage 11 est particulièrement complexe compte tenu de la grande variété de population humaine, aussi, un traitement mathématique de type statistique, typiquement à l'aide d'un réseau de neurones, est une méthode particulièrement pertinente pour automatiser ce processus. Les variables de l'analyse statistique sont choisies pour être adaptées à la spécificité de chaque type de ride que l'on étudie, et sont exprimées sous la forme d'un vecteur, c'est-à-dire sous la forme d'un ensemble indissociable de valeurs. Ainsi, cela permet de différencier la caractérisation de rides légères, des rides du coin de l'oeil dites "pattes d'oie", des rides du front, rides du lion, rides de la bouche, des pores, etc. Pour ce faire, on met en œuvre des opérations de segmentation, puis de filtrage et de transformation, et enfin de vectorisation, adaptées à chaque type de ride. Un système d'analyse statistique, tel qu'un réseau de neurones multicouches compilé par apprentissage supervisé à partir d'une base de connaissance de référence comprenant l'annotation manuelle par des opérateurs, si possible experts en dermatologie ou en cosmétologie, d'images similaires à celles produites pour ce système pour quantifier les valeurs de caractérisation des rides du visage étudié. Dans un mode de mise en œuvre particulier de ce procédé de caractérisation d'une surface de peau, le processus entre les étapes d'acquisition de l'image 14 et la production du résultat 16 a été agencé de la manière illustrée par la figure 2. Les images acquises sont enregistrées (étape schématisée par le carré 21 de la figure 2) au format numérique sans compression, sur un support informatique, typiquement sur le disque dur d'un ordinateur. Dans la mesure où l'on souhaite réaliser des opérations de traitements sur ces images pour en tirer des informations fiables et répétables, il est recommandé de ne pas faire subir aux images des transformations non maîtrisées, et en particulier de ne pas retranscrire le fichier image d'origine dans un format de compression de la taille risquant de détériorer la transcription fidèle des informations discriminantes. Afin d'améliorer l'analyse d'une zone particulière, il est possible d'utiliser plusieurs images représentant la même zone de peau, ces images pouvant être acquises, comme décrites précédemment par une ou plusieurs caméras.
Les images donnant une vue globale du visage 11, et comportant des zones de pertinence variables pour la caractérisation des rides, sont découpées en segments (étape schématisée par le carré 22 de la figure 2) pour en extraire les segments à traiter, et éliminer les parties à ne pas traiter. Cette segmentation par zones peut être réalisée manuellement par un opérateur, ou mise en œuvre par une approche automatisée dont on trouvera de nombreuses implémentations dans l'art antérieur sur la segmentation d'images. Les segments d'image sont indexés par zones de localisation d'un type de ride particulier, afin de pouvoir affecter à chaque zone le traitement adéquat vis-à-vis de la typologie morphologique des rides de cette zone géographique du visage 11.
Sur chaque segment des images on opère un traitement
(étape schématisée par le carré 23 de la figure 2) permettant de mettre en évidence les informations portées par les pixels de l'image à l'aide d'outils d'analyse d'image de type traitements, transformations et détections. Le type des outils mis en œuvre et l'ordonnancement des opérations dépendent de l'index du segment, puisque la géographie de la segmentation est liée au type de ride étudiée dans une zone donnée du visage 11. A partir du résultat de ces traitements d'image, on effectue des opérations de filtrage et d' extraction de caractéristiques ou de vectorisation (étape schématisée par le carré 24 de la figure 2), afin de convertir les données images en des données paramétriques, typiquement des valeurs numériques relatives exprimées en pourcents.
Les vecteurs numériques représentatifs de l'image du visage par rapport à l'analyse d'un type de ride particulier, sont introduits en entrées d'un module adéquat pour effectuer une classification (étape schématisée par le carré 25 de la figure 2), permettant de déterminer l'appartenance des rides présentes dans cette portion d' image à une classe représentative de ce niveau caractéristique de rides. Typiquement ce module de classification est de type modélisation statistique, par exemple un réseau de neurones obtenu par compilation d'une base de connaissances de référence, c'est-à-dire par l'analyse statistique d'un nombre important d'images de références classifiées par des intervenants humains.
II est bien entendu que les exemples décrits ne sont que des illustrations particulières et en aucun cas limitatives des domaines d'application de l'invention. L'Homme de l'art pourra apporter des aménagements de taille, de forme et de matériau aux exemples de réalisation particuliers du dispositif et de mise en œuvre du procédé de caractérisation d' une surface de peau sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de caractérisation d'une surface de peau pouvant comporter au moins un accident, tel que notamment une ride, une ridule, un sillon, un pore, une cicatrice, un ulcère, ledit dispositif comportant au moins : des moyens d'éclairage (12) pourvus d'au moins une source lumineuse, et aptes à éclairer ladite surface de peau, - des moyens d'acquisition d'images (13) aptes à acquérir au moins une image de ladite surface de peau, des moyens de traitements d' images aptes à extraire au moins une information discriminante de ladite image pour caractériser ledit accident, - des moyens de caractérisation aptes à caractériser ladite information discriminante sous forme quantitative, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éclairage (12) sont agencés pour créer, au niveau dudit accident, au moins une ombre dont le gradient d' intensité lumineuse est plus important que celui lié au phénomène de rétroprojection par réflexion sur le derme et à travers l'épiderme des longueurs d'ondes proches du rouge et en ce que lesdits moyens de traitements d'images sont agencés pour extraire ladite information discriminante en utilisant ledit gradient d'intensité lumineuse liée à ladite ombre.
2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éclairage (12) sont agencés pour émettre une lumière homogène dont la variation de l'intensité détectable sur une surface plane est inférieure à 10% de l'intensité maximale détectable sur ladite surface plane.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éclairage (12) sont agencés pour émettre une lumière dont le spectre colorimétrique est éloigné du rouge et intégralement situé à l'intérieur d'une plage de longueurs d'ondes allant du violet (400 nm) au jaune-orangé
(600 nm) .
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éclairage (12) sont agencés pour émettre une lumière diffuse dont l'angle de diffusion est compris entre 120° et 180°.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d' éclairage sont agencés pour émettre une lumière dont le spectre colorimétrique est étroit et comporte au moins une bande d'environ 30 nm de large à 50% de puissance desdits moyens d'éclairage.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitements d'images comportent des moyens choisis dans le groupe comprenant au moins des moyens de segmentation de ladite image, des moyens de filtrage de ladite image, des moyens de transformation de ladite image et des moyens de vectorisation de ladite image, lesdits moyens de traitements d'images étant aptes à caractériser ledit accident par une information discriminante, ladite information discriminante se présentant sous forme d'au moins une valeur et de préférence sous forme d'au moins deux valeurs définissant au moins un vecteur.
7. Dispositif selon la revendication β, caractérisé en ce que lesdits moyens de caractérisation comportent des moyens d' analyse statistique pourvus d' opérateurs de classification statistique aptes à convertir ladite information discriminante.
8. Dispositif selon l'une quelconque des 6 et 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de caractérisation comportent au moins un réseau de neurones multicouches apte à qualifier chaque accident en fonction de ladite information discriminante, ledit réseau de neurones multicouches étant compilé par apprentissage supervisé à partir d'une base de connaissance de référence.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'éclairage (12) comportent des moyens de diffusion aptes à être disposés entre ladite source lumineuse et ladite surface de peau et agencés pour uniformiser le flux de lumière destinée à être reçue par ladite surface de peau.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d'acquisition (13) sont de type monochrome.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs moyens d'acquisition (13) disposés de manière à former entre eux un angle choisi entre 0° à 120' et de préférence d'environ 45°.
12. Procédé de caractérisation d'une surface de peau pouvant comporter au moins un accident, tel que notamment une ride, une ridule, un sillon, un pore, une cicatrice, un ulcère, au cours duquel on réalise au moins les étapes suivantes éclairage de ladite surface de peau, acquisition d'au moins une image (14) de ladite surface de peau, traitements de ladite image (15) pour extraire au moins une information discriminante de ladite image pour caractériser ledit accident, caractérisation de ladite information discriminante sous forme quantitative, caractérisé en ce que pour effectuer ladite étape d'éclairage, on met en œuvre des moyens d'éclairage (12) de manière à créer, au niveau dudit accident, au moins une ombre dont le gradient d' intensité lumineuse est plus important que celui lié au phénomène de rétroprojection par réflexion sur le derme et à travers l'épiderme des longueurs d' ondes proches du rouge et en ce que pour effectuer ladite étape de traitements d'images (15), on met en œuvre des moyens de traitements d' images pour extraire ladite information discriminante en utilisant le gradient d'intensité lumineuse liée à ladite ombre.
13 Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, pour effectuer ladite étape d'éclairage, on utilise des moyens d'éclairage (12) agencés pour émettre une lumière ayant au moins l'un des critères suivants : lumière homogène dont la variation de l'intensité détectable sur une surface plane est inférieure à 10% de l'intensité maximale détectable sur ladite surface plane, lumière dont le spectre colorimétrique est éloigné du rouge et intégralement situé à l'intérieur d'une plage de longueurs d'ondes allant du violet (400 nm) au jaune-orangé (600 nm) . - lumière diffuse dont l'angle de diffusion est compris entre 120 et 180°, lumière dont le spectre colorimétrique est étroit et comporte au moins une bande d'environ 30 nm de large à 50% de puissance desdits moyens d'éclairage.
14 Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que pour réaliser ladite étape de traitements de ladite image (15), on procède à au moins une sous-étape comprise dans le groupe comprenant au moins : segmentation de ladite image (22) en zones d'intérêt, filtrage de l'image dudit accident, transformation de l'image dudit accident, extraction de ladite information discriminante pour caractériser ledit accident.
15 Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'au cours de ladite étape de traitements, on effectue une vectorisation pour présenter ladite information discriminante sous forme d'au moins une valeur et de préférence sous forme d'au moins deux valeurs définissant au moins un vecteur.
16 Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce qu'au cours de ladite étape de caractérisation, on effectue une analyse statistique pour convertir ladite information discriminante .
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2570206A1 (fr) * 1984-09-07 1986-03-14 Shiseido Co Ltd Appareil pour detecter et classer les caracteristiques de formes de surface de peau
US6251070B1 (en) * 1998-09-30 2001-06-26 Courage + Khazaka Electronic Gmbh Device and a method for measuring skin parameters
US20040218810A1 (en) * 2003-04-29 2004-11-04 Inforward, Inc. Methods and systems for computer analysis of skin image
US20050195316A1 (en) * 2001-11-08 2005-09-08 Ethicon, Inc. Apparatus for and method of taking and viewing images of the skin
WO2006069443A1 (fr) * 2004-12-27 2006-07-06 Bc Cancer Agency Procedes et appareil de mesure de la rugosite d'une surface

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2891641B1 (fr) * 2005-10-04 2007-12-21 Lvmh Rech Procede et appareil de caracterisation des imperfections de la peau et procede d'appreciation de l'effet anti-vieillissement d'un produit cosmetique.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2570206A1 (fr) * 1984-09-07 1986-03-14 Shiseido Co Ltd Appareil pour detecter et classer les caracteristiques de formes de surface de peau
US6251070B1 (en) * 1998-09-30 2001-06-26 Courage + Khazaka Electronic Gmbh Device and a method for measuring skin parameters
US20050195316A1 (en) * 2001-11-08 2005-09-08 Ethicon, Inc. Apparatus for and method of taking and viewing images of the skin
US20040218810A1 (en) * 2003-04-29 2004-11-04 Inforward, Inc. Methods and systems for computer analysis of skin image
WO2006069443A1 (fr) * 2004-12-27 2006-07-06 Bc Cancer Agency Procedes et appareil de mesure de la rugosite d'une surface

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