WO2018182173A1 - 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법 - Google Patents

2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법 Download PDF

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WO2018182173A1
WO2018182173A1 PCT/KR2018/001964 KR2018001964W WO2018182173A1 WO 2018182173 A1 WO2018182173 A1 WO 2018182173A1 KR 2018001964 W KR2018001964 W KR 2018001964W WO 2018182173 A1 WO2018182173 A1 WO 2018182173A1
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image
skin
pore
pores
dimensional
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장수임
김은주
연영민
이해광
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(주)아모레퍼시픽
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    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A61B5/444—Evaluating skin marks, e.g. mole, nevi, tumour, scar
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/40—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing
    • G—PHYSICS
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    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Definitions

  • the present invention relates to a two-dimensional skin image analysis system and analysis method, and to a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of accurately measuring and analyzing skin features.
  • the depth of the pores can be measured, but the shape, distribution and area of the pores cannot be calculated, and without the expensive special equipment, there is a disadvantage.
  • the equipment since it is difficult to distinguish between the pores and the roughness of the skin, and the pore deviation appears depending on the focus, the equipment must be closely attached to the face of the subject in order to focus accurately. However, there is a problem that the error occurs because the equipment is in close contact with the pores or wrinkles of the subject deformed.
  • the black head of the pores is darker than other areas, and when measured by this method, skin pigmentation outside the pores, shadows due to facial curvature, and the face are measured.
  • the fine grain structure and the like are included in the result value, which causes errors, and it is difficult to accurately analyze pores.
  • the pore deviation appears depending on the focal point, and when the equipment is in contact with the skin of the subject, the shape of the pores or wrinkles is deformed, thereby causing an error.
  • Figure 1 is a photograph showing a pore analysis method using a 2D face image according to the prior art.
  • a two-dimensional face image is measured and a region of interest ROI A 1 is set.
  • the image of the region of interest A 1 is converted to gray scale.
  • color information is removed from an image converted to gray scale and only a shadow area is left. In this case, as shown in the lower right, there is a problem that an image lost due to the curvature of the face occurs.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a two-dimensional skin image analysis system and analysis method that can measure and analyze accurate skin features without expensive special equipment.
  • the present invention provides a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of analyzing the pore features in various ways by analyzing the angle, number, distribution, and elongation length of the pores.
  • the focus correction to minimize the error due to the focus, and to provide a two-dimensional skin image analysis system and analysis method that can analyze the skin features without contacting the measuring device to the face.
  • the present invention is to solve the above problems, an image measuring unit including a light source for irradiating light to the skin in the upper direction of the skin, and an image measuring unit for measuring a two-dimensional skin image; And an image extracting unit which extracts a predetermined color from the measured image to generate an extracted image, and an image binarizing unit which binarizes the extracted image.
  • the image measuring unit may be disposed to face the target skin, and the light source may be disposed in an upward direction with respect to an axis connecting the skin and the image measuring unit.
  • the target skin is a facial skin, and the light source may be disposed within a range of 0 ° to 90 ° to the left or right about an axis in the parietal direction of the head.
  • the target skin is a facial skin, and the light source may be disposed within a range of 0 ° to 90 ° in the front direction about the parietal direction axis of the head.
  • the image processing unit may further include a preprocessor configured to preprocess the filter by applying a filter to the measured image.
  • the filter may be a high pass filter.
  • the preset color may be blue.
  • the apparatus may further include a skin analysis unit that analyzes skin features in the binarized image.
  • the skin analysis unit may analyze one or more of pore elongation length, pore area, pore distribution, pore angle and pore number.
  • the image measuring unit includes an integrated image measuring device including a light source, the image measuring part, a fixing part for fixing a position of a subject with respect to the image measuring part, and a housing including the light source, the image measuring part, and the fixing part therein. Can be.
  • the blue color may be extracted to generate a blue extracted image.
  • a binarized image may be generated by increasing the contrast ratio in the blue extracted image.
  • the method may further include an image analyzing step of analyzing skin features in the binarized image.
  • the method may include analyzing the pores in the binarized image to calculate pore feature data including one or more of pore elongation length, pore area, pore distribution, pore angle, and number of pores.
  • the image analyzing step may include collecting and storing pore images or pore characteristic data which are binarized by race or age; And estimating the race or age group of the subject by comparing the measured binarized image or pore characteristic data of the skin with the race or age-differentiated pore image or pore characteristic data.
  • the image analyzing step may include collecting and storing the binarized pore image or pore characteristic data according to the usage time or usage amount of the test cosmetic; And calculating the degree of influence of the pores of the test cosmetics based on a change in the binarized pore image or the pore characteristic data according to the use time or the usage amount of the test cosmetics.
  • focus correction may provide a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of minimizing an error due to focus and analyzing skin features without being in close contact with a face.
  • racial or age-specific pore characteristic data can be collected and stored to build a database, and can be used to estimate the race or age range of a subject based on the measured pore characteristic data therefrom.
  • It can also be used to analyze the effect of a product on the pores through the pores image and quantitative pore characterization data based thereon. That is, it can be used to determine the efficacy of the pore-related product through the change in the pore characteristic data of the subject using the product.
  • 1 is a photograph showing pores images by a method for analyzing pores according to the prior art.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a two-dimensional skin image analysis device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view schematically showing an arrangement of an image measuring unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view schematically showing an arrangement of an image measuring unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flow chart schematically showing a method for analyzing two-dimensional skin images according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically showing a method for analyzing two-dimensional skin images according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a photograph showing pores images by the two-dimensional skin image analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a pore image in which image processing is performed on the measured age-specific pore image and the measured image according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a graph showing the pore area distribution by age range measured according to the prior art and an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged view of the image processed images of FIG. 8 according to age.
  • FIG. 11 are graphs showing average pore elongation of age-specific subjects.
  • the module or unit performs at least one function or operation, and may be implemented in hardware or software, or in a combination of hardware and software.
  • a plurality of modules or a plurality of units may be integrated into at least one module except for a module or a unit that needs to be implemented with specific hardware, and may be implemented as at least one processor (not shown). Can be.
  • FIG. 2 is a view schematically showing a two-dimensional skin image analysis device according to an embodiment of the present invention.
  • a two-dimensional skin image analysis system includes an image measuring unit 1 measuring a two-dimensional skin image and an image processing unit 3 processing a measured image. do.
  • the image measuring unit 1 includes a light source 11 for irradiating light to the skin in an upper direction of the skin and an image measuring unit 13 for measuring a two-dimensional skin image.
  • skin features refer to portions having height differences due to irregularities being formed with respect to other common skin surfaces, including pores, wrinkles, scars, and the like. According to one embodiment, the skin features may be pores on the face.
  • the light source 11 is configured to induce shadows on the features of the skin. It is arranged to induce undistorted shadows on the skin features. For example, the pores are irregularities may cause shadows due to light.
  • the image measuring unit 13 is a device for measuring a skin image, and various image measuring devices such as a camera that may be used in the art may be applied thereto.
  • FIG. 3 is a side view schematically showing an arrangement of an image measuring unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a front view schematically showing an arrangement of an image measuring unit according to an embodiment of the present invention.
  • the image measuring unit 13 is disposed to face the target skin (ie, the subject X), and the light source 11 connects the skin and the image measuring unit 13. It may be arranged in an upward direction with respect to the axis.
  • the light source 11 When the light source 11 is irradiated from the front surface, since shadows hardly appear on the features of the skin, it is difficult to distinguish features such as pores even when a two-dimensional image is measured. Therefore, the light source 11 may be irradiated to one side with respect to the subject X.
  • the image measuring unit 13 is disposed to face the subject X, the light source 11 is in the upper direction (with respect to the axis connecting the image measuring unit 13 and the subject (X) ( That is, it may be disposed in the opposite direction to the ground or in a direction toward the subject X parietal, to irradiate light X.
  • the light source 11 may be disposed in the range of 0 ° to 90 ° in the front direction about the parietal direction axis X 1 of the head.
  • the shadow is distorted by other parts of the face when it exceeds 90 °, it may be arranged to have a value of 90 ° or less.
  • the light source 11 may be disposed at a first angle ⁇ that is preset in a front direction which is a direction toward the nose with respect to the parietal direction axis X 1 of the head of the subject X.
  • a first angle ⁇ that is preset in a front direction which is a direction toward the nose with respect to the parietal direction axis X 1 of the head of the subject X.
  • have. 3 is an arrangement for inducing undistorted shadows, particularly in the pores, wherein the first angle ⁇ is approximately 45 °.
  • the light source 11 may be disposed within a range of 0 ° to 90 ° to the left or right about the axis X 2 in the parietal direction of the head.
  • the nose when applied to the facial skin, the nose is the highest because of the nature of the contour of the face is excessively biased to the left or right around the nose, that is, the feature may be hidden due to the shadow due to the nose when exceeding 90 °.
  • shadows of features such as pores may be tilted such that length components, such as drawing length, are distorted and may be inaccurately measured. Therefore, the light source 11 may be disposed within a range of 90 ° or less to the left or the right of the parietal direction axis X 2 of the face.
  • the light source 11 has a preset second angle (left or right) toward the left or right ear about the parietal direction axis X 2 of the head of the subject X. ⁇ ).
  • FIG. 4 is an arrangement for inducing undistorted shadows, particularly in the pores, wherein the light source 11a represents an embodiment in which the second angle ⁇ is approximately 0 ° and the light source 11b is not 0 ° to the right. It is arranged at an angle of. However, it is not necessarily limited thereto and may be disposed to the left.
  • the light source 11 may be disposed to have a first angle ⁇ and a second angle ⁇ preset in both the front direction component and the left and right directions. That is, in the case of the embodiment for measuring the pores, the first angle ⁇ may be arranged to be approximately 45 ° and the second angle ⁇ is approximately 0 ° to optimize the shadow of the pores.
  • the two-dimensional skin image measuring system and method are described mainly on the face skin, particularly on the pores, but are not necessarily limited thereto, and may be other parts than the face, wrinkles, scars, etc., which are not pores. Of course, it can be used to analyze the features of.
  • the angle of the light source can be adjusted to irradiate the target site with light in the upward direction.
  • the image measuring unit 1, the light source 11, the fixing unit capable of fixing the position of the image measuring unit 13 and the subject, and the light source 11, the image It may be an integrated image measuring device composed of a housing including a measuring part 13 and a fixing part (not shown) therein. Including the fixing unit may fix the face of the subject, it is possible to remove the error by controlling the light source.
  • the image measuring apparatus may be VISIA-CR ® of Canfield (Fairfield, NJ, USA).
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the light source 11, the image measuring unit 13, and the fixing unit may be configured as a separate image measuring apparatus formed to be assembled and disassembled.
  • the aperture value F5.6 + 1 to F5.6 + 9, F 8.0 + 0 To F8.0 + 9, F11.0 + 0 to F11.0 + 9, and the light sources below the left, right, and bottom can be turned off and measured.
  • the sharpest pore image may be obtained.
  • the image processing unit 3 removes shadows due to skin color elements and skin curvatures through image processing and generates an image that enhances features.
  • the image processing unit 3 includes an image extraction unit 31 for extracting a predetermined color from the measured image to generate an extracted image, and an image binarization unit 33 for binarizing the extracted image. do.
  • the image extraction unit 31 serves to remove shadows due to skin color elements and skin flexion. Specifically, the portion due to pigmentation may be removed from the two-dimensional skin image, and the shadow due to skin curvature may be removed.
  • the image extractor 31 extracts a predetermined color to extract only an image of a feature of the skin from the measured two-dimensional skin image to generate an extracted image. For example, when measured to analyze the pores of the face, blue extracted from the 2D skin image may be generated. In this case, the difference in the shade of the pores can be maximized through the blue extracted image.
  • the present invention is not limited thereto, and when the red color is extracted from the two-dimensional skin image to generate the red color extracted image, the difference in the shade of sebum formed on the skin may be maximized. That is, it can be applied to analyze sebum distribution and area of the skin using the red extracted image.
  • the difference in the shade of the white head formed on the skin may be maximized. That is, it can be applied to analyzing the whitehead distribution and the area of the skin using the green extracted image.
  • Various color extraction images can be utilized to maximize the shaded image of the desired skin features. That is, by removing the skin flexion or pigmentation region in the two-dimensional skin image can be analyzed by distinguishing only the desired features.
  • the image binarization unit 33 binarizes the extracted image and analyzes the feature based on the binarized data.
  • the image binarization unit 33 may adjust the contrast of the feature within a predetermined value range to remove facial curvature and fine wrinkles, and to show only pores.
  • the contrast ratio when analyzing the pores of the face, may be set to a value before the pigmentation site appears.
  • the pigmentation site can be removed and a binarized image showing only pores can be created.
  • the image processing unit 3 may further include a preprocessor (not shown) for preprocessing by applying a filter to the measured image.
  • the preprocessor may be used for focus correction.
  • the preprocessor may correct the focus by applying a filter to the image measured by the image measurer 13 before extracting the color from the image extractor 31. More specifically, the face image is focused on the protruding nose portion. However, focus correction should be made when observing pores in both cheeks. Thus, a filter can be applied to the measured skin image to focus on the desired portion.
  • the filter may be a high pass filter and may focus on both cheeks of the face to increase the sharpness of the finally formed image.
  • the skin analysis unit 5 may further comprise a skin analysis unit 5 (or also referred to as an “image analysis unit”) for analyzing skin features in the binarized image.
  • the skin analysis unit 5 may calculate the distribution, number, area, etc. of the feature through the derived binned skin image.
  • the skin analysis unit 5 may calculate one or more values of pore elongation length, pore area, pore distribution, pore angle and pore number. For example, if the binarized skin image is a black and white image in which the pores are expressed in white, the total pore area can be calculated by adding the areas of the white parts, and the elongation of the pores is divided by dividing the longest diameter in each of the pores by the shortest length. elongation can be calculated, and pore angles, pore distribution, etc. can be analyzed. In other words, by solving the shortcomings that could not be expressed intuitively, the characteristics of the pores can be represented by numerical values to ensure objectivity in the analysis.
  • the present invention collects and stores pore characteristic data (e.g., elongation length, pore area, pore distribution, pore angle, number, etc.) according to the present invention based on the pore characteristic data measured therefrom. It can be used to estimate the race or age group of a subject.
  • pore characteristic data e.g., elongation length, pore area, pore distribution, pore angle, number, etc.
  • the skin analysis unit 5 may be used to analyze the effect of the product on the pores through the pore image and the quantitative pore characteristic data based thereon. That is, it can be used to determine the efficacy of the pore-related product through the change in the pore characteristic data of the subject using the product.
  • the image processing unit 3 and the image analysis unit 5 may be composed of processing software or hardware, or a combination of software and hardware, and according to one embodiment the image processing unit 3 and the image analysis unit It may be combined with (5) or formed to exchange data directly or indirectly.
  • the image processing unit 3 may be, for example, Image-Pro Premier 9.2 of Media Cybernetics, Inc. (Silver Spring, MD, USA), and the ROI region in the skin image measured by the image processing unit 3. You can do this by specifying and specifying a high pass filter.
  • the high pass filter can be specified in the range of intensity and pass value between 1 and 100, and after applying the filter, only the blue color is extracted to generate a blue extracted image, and the threshold from 0 to 130 is extracted from the extracted image without skin color. ), You can binarize the image, leaving only the pores white and removing the rest.
  • FIG. 5 is a flow chart schematically showing a method for analyzing two-dimensional skin images according to an embodiment of the present invention.
  • the two-dimensional skin image analysis method may be performed using the skin image analysis system described above, and the above description of the skin image analysis system may be applied to the analysis method.
  • the image measuring step (S1) for measuring the two-dimensional skin image by irradiating light to the skin in the upper direction of the skin An image extraction step (S2) of generating a extracted image by extracting a predetermined color from the measured image; And an image binarizing step S3 of binarizing the extracted image.
  • the method may further include an image analyzing step S4 of analyzing skin features in the binarized image.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically showing a method for analyzing two-dimensional skin images according to another embodiment of the present invention.
  • the method may include analyzing the pores in the binarized image to calculate pore feature data including one or more of pore elongation length, pore area, pore distribution, pore angle, and number of pores.
  • blue extracted images can be used to highlight only the pores of the skin and remove pigmentation areas or skin curvature areas. Accordingly, it is possible to provide a two-dimensional skin image analysis method that can accurately analyze only the pores features.
  • a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of measuring an accurate two-dimensional skin image by inducing undistorted shadows of skin features, particularly the pores.
  • the pore characteristics by race or age may be identified, and the subject's pore age or race may be estimated.
  • the image analyzing step may include collecting and storing pores image or pore characteristic data which are binarized by race or age, and binarized image or pore characteristic data of the measured skin and binarized by race or age.
  • the method may further include estimating the race or age group of the subject by comparing the pore image or the pore characteristic data.
  • the pore characteristics of the subject can be determined based on the precise pore characteristics of the race or age. For example, by informing a subject of his / her pore age, it may be easier to identify his / her own pores.
  • the pore impact (eg, pore shrinkage, pore age change, etc.) of the product may be calculated.
  • the image analyzing step may include collecting and storing the binarized pore image or pore characteristic data according to the use time or usage of the test cosmetic, and the binarized pore image or pores according to the usage time or the usage of the test cosmetic.
  • the method may further include calculating an influence degree of the pores of the test cosmetic based on the change of the characteristic data.
  • the binarized pore image and quantitative pore characteristic data based thereon can be used to analyze the effect of pore related products on the pores. For example, through a change in the pores characteristic data of the subject using the product, information such as how much the size of the pores decreased, how the distribution of the pores is reduced, and how much the length of the pore stretching is reduced, or You can check it with an image.
  • Various embodiments of the present invention can be used to evaluate the pore impact of cosmetics.
  • a two-dimensional skin image analysis system and analysis method can be provided.
  • the two-dimensional skin image is used, free adjustment of the area of the region of interest to be analyzed is possible. That is, it is possible to provide a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of quickly and easily measuring a wide range of pores.
  • the equipment using 3D image is expensive and complicated equipment, but through the 2D skin image analysis system, it is possible to measure and analyze the features of pores in a cheap and simple way in detail. It can provide a two-dimensional skin image analysis system and analysis method that can provide an objective basis.
  • VISIA-CR ® was used as the image measuring unit (1).
  • the light source turned on only the upper direction light source F11.0 + 8 in the Standard 1 mode and blocked all other light sources.
  • the ISO value was set to 100, the aperture value was set to F16, and the resolution of 5616 ⁇ 3744, white balance was set to daylight, and the pores of one cheek in front of the subject were removed.
  • a region of interest (ROI) A 2 was set and photographed (see FIG. 7A).
  • a prepass operation was performed by applying a highpass filter to a strength of 5 and a pass value of 10 to the region of interest A 2 of the captured image.
  • the contrast ratio was increased to a value before the pigmentation site appeared, thereby generating a binarized image.
  • FIG. 7D it can be seen that the pigmentation sites P 11 and P 12 shown in FIG. 7B are removed.
  • the areas (P 9 , P 10 ) that appeared as skin texture were also removed from the final binarized image, and it was confirmed that only the pores were converted into black and white images in white.
  • the light was irradiated from all directions of the subject's face according to the prior art as described in FIG. 1, and after the conversion to gray scale using an image analysis program, the pore area of the pores was measured in pixels.
  • facial images were measured for the front face in Standard 1 mode using VISIA-CR ® .
  • a portion may be lost due to the curvature of the subject's face, so that the light source is adjusted so that the light is illuminated only at the top and all the light in the other direction disappears.
  • the measured images were processed using Image-Pro Plus 9.2.
  • the region of interest (ROI) was designated 700 ⁇ 700 pixels on the right cheek, a high pass filter was applied to the region of interest (ROI), and converted to a gray scale image. Finally, a threshold was applied to remove images of the skin and skin pigments except for pores on the face. In the image after image processing, the pores appeared white color. The total area of the pores was measured by calculating the sum of the areas of the white areas. Pore elongation was calculated as the ratio of short diameter to long diameter in the elliptical pores.
  • the pores images according to the exemplary embodiment of the present invention may calculate the pore area by calculating the number of pixels, and it is understood that the distribution, orientation, and shape of the pores can be analyzed using the visual image itself.
  • the visual image itself may be analyzed using the visual image itself.
  • SPSS from SPSS Inc. (Chicago, IL, USA) was collected and analyzed.
  • SPSS Inc. Choska, IL, USA
  • the SPSS from SPSS Inc. Choska, IL, USA
  • For normal distribution data one-way ANOVA was used, and for nonnormal distribution data, the Mann-Whitney U test was used. Multiple comparisons were performed with Bonferroni's correction followed by the Kruskal-Wallis test to compare age differences. Statistical significance was assumed when P ⁇ 0.05.
  • FIG. 8 is a pore image (F, G, H) in which image processing is performed on the measured age-specific pore image (A, B, C, D, E) and the measured image according to an embodiment of the present invention as described above. , I, J).
  • pores of subjects in their 20s were mainly located around the center of the face around the nose (A, F). However, the pores of subjects in their 30s were found to be located around the nose and around the cheeks (B, G).
  • the pores of subjects in their 40s were more prominent than those in their 30s and were found to have a U-shaped pore direction (C, H).
  • the pores previously formed in a U shape turned obliquely and some pores merged.
  • the pores of subjects in their fifties showed a clearer direction, but the area of pores expressed in the number of pixels was smaller than that of subjects in their 40s (D, I). Most of the pores of the subjects in their 60s disappeared, whereas the pores around the nose remained wrinkled (E, J).
  • Figure 9 is a graph showing the pore area distribution by age group measured according to the prior art (a) and the above-described embodiment (b) of the present invention.
  • the pore area is a value between approximately 3000 pixels and 6000 pixels over all ages, and when compared with the average of 20s, 20s and 30s. The average in their 40s, 50s, and 60s was similar. It was difficult to analyze the changes in the distribution, orientation, and shape of the pores, and only the pore area and number were identified.
  • the pore area is distributed in the range of approximately 5000 pixels to 15000 pixels, the average difference is more fine when compared based on the 20s average Appeared. In other words, age differences could be clearly distinguished.
  • the deviation of the graph of (B) is greatly reduced, and it is understood that the deviation value does not change greatly over the age group, thereby increasing the measurement accuracy and reliability of the data. You can see that.
  • the pore area of subjects in their 20s was 5604.45 pixels, and the pore area of subjects in their 30s increased significantly by about 80.97% more than the pore area of subjects in their 20s.
  • the pore area of the subjects in their 40s was the largest in all ages, and increased approximately 176.49% compared to the subjects in their 20s. Subjects over the age of 40 were found to gradually decrease the pore area until 60.
  • FIG. 10 is an enlarged view of the image processed images of FIG. 8 according to age.
  • the pores exhibit a circular shape (A), and it can be seen that this is maintained up to thirties (B). However, in the forties, the pores are elliptical and directional (C), while in the fifties, several pores merge and have a distinct direction (D). These features were more apparent in subjects in their sixties (E), and their pores looked like wrinkles.
  • FIG. 11 is a bar graph (a) showing the average pore elongation (ratio of long / short diameters of elliptical pores) and a line graph (b) showing their mean and distribution of age-specific subjects.
  • the pores around the wrinkles look like wrinkles, and the range (between the arrows a1-a2 and the arrows a3-a4) becomes wider and clearer in the sixties.
  • the prior art it is difficult to accurately measure and grasp the characteristics of the pores under the influence of skin pigment and skin curvature.
  • the present invention by using the light irradiated in the upper direction, it is possible to minimize the influence on the remaining parts other than the pores, and enhance the shadow ratio of the pores in the image. Accordingly, the size and size of the pores can be clearly measured, and the pore characteristics according to age can also be measured accurately.
  • the size and number of pores are different and the pore pattern is carried according to age, but this cannot be clearly analyzed without accurate measurement of the pores, but according to the present invention, the pores are accurately measured and quantitatively
  • the data can be provided, allowing for a clear analysis of the characteristics of pores by age or race.
  • the present invention it is possible to make data of pores according to age groups such as elongation, pore area, pore direction, pore distribution, etc. of the pores, and to estimate the pores age of the subject by measuring the pores of the subject.
  • it can be applied to evaluate the efficacy of the product by identifying the change in the pores characteristics of the subject according to the product.
  • a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of measuring and analyzing accurate skin features can be provided.
  • a two-dimensional skin image analysis system and analysis method that can analyze the pores by minimizing errors due to facial curvature, fine wrinkles, and the like.
  • a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of analyzing the pore features in various ways by analyzing the angle, number, distribution, and elongation length of the pores.
  • focus correction may provide a two-dimensional skin image analysis system and analysis method capable of minimizing an error due to focus and analyzing skin features without being in close contact with a face.

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Abstract

본 발명은 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 시스템은, 피부의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하는 광원과, 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정부를 포함하는 이미지 측정 유닛; 및 상기 측정된 이미지에서 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성하는 이미지 추출부와, 상기 추출된 이미지를 이치화하는 이미지 이치화 부를 포함하는 이미지 처리 유닛을 포함한다.

Description

2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법
본 발명은 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법에 관한 것으로서, 정확하게 피부 특징들을 측정 및 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법에 관한 것이다.
피부의 모공이나 주름은 노화를 나타내는 주된 특징들이다. 그에 따라, 모공과 주름과 같은 피부의 특징들을 평가하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다.
종래에 모공을 평가하기 위하여 3D 이미지를 사용하는 방법과 2D 이미지를 사용하는 방법을 사용하였다.
3D 이미지를 사용하는 방법의 경우, 모공의 깊이는 측정이 가능하나 모공의 모양, 분포, 면적 등을 계산할 수 없고 고가의 특수한 장비가 없으면 측정할 수 없다는 단점이 있다. 그리고, 모공과 피부결 거칠기를 구별하기 어렵고, 초점에 따라 모공 편차가 나타나므로, 초점을 정확히 맞추기 위해서는 피험자의 얼굴에 장비를 밀착시켜야 했다. 그러나, 장비가 밀착되면서 피험자의 모공이나 주름이 눌려 변형되므로 오차가 발생되는 문제가 있었다.
JP1995-231883 A과 같이 2D 이미지를 사용하는 방법의 경우, 모공 부위의 블랙 헤드로 인해 다른 부위보다 어둡다는 것을 이용하는 데, 이 방법으로 측정하는 경우 모공 외의 피부 색소 침착, 안면 굴곡으로 인한 그림자, 얼굴 미세결 구조 등이 함께 결과 값에 포함되어 오차의 원인이 되고, 정확한 모공의 분석이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 2D 이미지의 경우에도 초점에 따라 모공 편차가 나타나, 장비를 피험자의 피부에 접촉시키면 모공이나 주름의 모양이 변형되어 오차가 발생하는 문제가 있었다.
한편, 도 1은 종래 기술에 따른 2D 얼굴 이미지를 이용한 모공 분석 방법을 나타내는 사진들이다. 도 1의 (a)를 참조하면, 2차원 얼굴 이미지를 측정하고, 관심 영역(ROI)(A1)을 설정한다. 도 1의 (b)를 참조하면, 상기 관심 영역(A1)의 이미지를 그레이 스케일로 변환한다. 도 1의 (c)를 참조하면, 그레이 스케일로 변환된 이미지에서 색상 정보를 제거하고 음영 면적만을 남긴다. 이 경우, 오른쪽 하부에서 보이는 바와 같이 얼굴의 굴곡으로 인해 소실되는 이미지가 발생하게 되는 문제가 발생하였다.
즉, 종래의 3D 이미지 분석의 경우 모공의 깊이는 측정 가능하나 모양이나 분포 면적 등을 계산할 수 없었고, 고가의 부피가 큰 장비로 측정에 어려움이 있었다. 그리고, 2D 이미지 분석의 경우, 안면 굴곡으로 인한 그림자 등이 결과에 포함되어 정확한 분석이 어려웠다. 또한, 3D와 2D 이미지 모두 초점에 따른 오차가 존재하여 얼굴에 밀착시켜 측정하게 되는 데, 이 경우 모공이나 주름의 모양이 변형되어 오차의 원인이 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 고가의 특수 장비 없이도 정확한 피부 특징부들을 측정 및 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공하고자 한다.
또한, 안면 굴곡, 미세 주름 등에 의한 오차를 최소화하여 모공 특징부를 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공하고자 한다.
그리고, 모공의 각도, 개수, 분포, 연신 길이 등을 분석하여 모공 특징부를 다각적으로 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공하고자 한다.
또한, 초점 보정을 통해 초점에 의한 오차를 최소화하고, 측정 기기를 얼굴에 밀착시키지 않고도 피부 특징을 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 피부의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하는 광원과, 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정부를 포함하는 이미지 측정 유닛; 및 상기 측정된 이미지에서 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성하는 이미지 추출부와, 상기 추출된 이미지를 이치화하는 이미지 이치화 부를 포함하는 이미지 처리 유닛을 포함한다.
상기 이미지 측정부는 대상이 되는 피부와 마주보도록 배치되고, 상기 광원은 상기 피부와 상기 이미지 측정부를 연결하는 축에 대하여 상부 방향으로 배치될 수 있다.
대상이 되는 피부는 얼굴 피부이고, 상기 광원은 머리의 정수리 방향의 축을 중심으로 좌측 또는 우측으로 0° 내지 90°의 범위 내로 배치될 수 있다.
대상이 되는 피부는 얼굴 피부이고, 상기 광원은 머리의 정수리 방향 축을 중심으로 정면 방향으로 0° 내지 90°의 범위 내로 배치될 수 있다.
상기 이미지 처리 유닛은, 상기 측정된 이미지에 필터를 적용하여 사전 처리하는 전처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 필터는 하이패스 필터일 수 있다.
상기 기설정된 색상은 파란색일 수 있다.
상기 이치화된 이미지에서 피부 특징부를 분석하는 피부 분석 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 피부 분석 유닛은 모공 연신 길이, 모공 면적, 모공 분포, 모공 각도 및 모공 개수 중 하나 이상을 분석할 수 있다.
상기 이미지 측정 유닛은, 상기 광원, 상기 이미지 측정부, 상기 이미지 측정부에 대하여 피험자의 위치를 고정시키는 고정부 및 상기 광원, 이미지 측정부 및 고정부를 내부에 포함하는 하우징으로 구성된 일체형 이미지 측정 장치일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 방법은, 피부의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하여 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정 단계; 상기 측정된 이미지에서 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성하는 이미지 추출 단계; 및 상기 추출된 이미지를 이치화하는 이미지 이치화 단계를 포함한다.
상기 이미지 추출 단계에서, 파란색 색상을 추출하여 파란색 추출 이미지를 생성할 수 있다.
상기 이미지 추출 단계에서, 상기 파란색 추출 이미지에서 대조비를 높여 이치화된 이미지를 생성할 수 있다.
상기 이치화된 이미지에서 피부 특징부를 분석하는 이미지 분석 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 분석 단계에서, 상기 이치화된 이미지에서 모공들을 분석하여 모공 연신 길이, 모공 면적, 모공 분포, 모공 각도 및 모공 개수 중 하나 이상으로 구성된 모공 특징 데이터를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이미지 분석 단계는, 인종별 또는 연령별로 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들을 수집 및 저장하는 단계; 및 측정된 피부의 이치화된 이미지 또는 모공 특징 데이터와 상기 인종별 또는 연령별로 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터를 비교하여 피험자의 인종 또는 연령대를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 분석 단계는, 테스트 화장료의 사용 시간 또는 사용량에 따른 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들을 수집 및 저장하는 단계; 및 상기 테스트 화장료의 사용 시간 또는 사용량에 따른 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터의 변화에 기초하여 상기 테스트 화장료의 모공의 영향도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고가의 특수 장비 없이도 정확한 피부 특징부들을 측정 및 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
또한, 안면 굴곡, 미세 주름 등에 의한 오차를 최소화하여 모공 특징부를 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
그리고, 모공의 각도, 개수, 분포, 연신 길이 등을 분석하여 모공 특징부를 다각적으로 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
또한, 초점 보정을 통해 초점에 의한 오차를 최소화하고, 얼굴에 밀착시키지 않고도 피부 특징을 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
그리고, 인종별 또는 연령별 모공 특징 데이터들을 수집 및 저장하여 데이터 베이스를 구축하고, 이로부터 측정된 모공 특징 데이터에 기초하여 피험자의 인종 또는 연령대를 추정하는 데에 사용될 수 있다.
또한, 모공 이미지 및 그에 기초한 정량적인 모공 특징 데이터들을 통하여, 제품이 모공에 미치는 영향을 분석하는 데에 사용될 수도 있다. 즉, 제품을 사용하는 피험자의 모공 특징 데이터들의 변화를 통하여 모공 관련 제품의 효능을 판단하는 데에 사용될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 모공 분석 방법에 의한 모공 이미지들을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 측정 유닛을 배치를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 측정 유닛의 배치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 장치에 의한 모공 이미지들을 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 측정된 연령별 모공 이미지와 측정된 이미지에 대하여 이미지 처리가 수행된 모공 이미지를 나타낸다.
도 9는 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따라 측정된 연령대별 모공 면적 분포를 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 8의 이미지 처리된 이미지들을 보다 확대하여 연령별로 나타낸 것이다.
도 11은 연령별 피험자들의 평균 모공 연신률 나타내는 그래프들이다.
도 12는 50대와 60대의 피험자들의 측정된 모공 이미지이다.
본 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
이하, 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 시스템은, 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정 유닛(1)과 측정된 이미지를 처리하는 이미지 처리 유닛(3)을 포함한다.
상기 이미지 측정 유닛(1)은 피부의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하는 광원(11)과, 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정부(13)를 포함한다.
본 명세서에서 피부 특징부는 모공, 주름 및 흉터 등을 포함하는 다른 일반적인 피부 표면에 대해 요철이 형성되어 높이차가 있는 부분을 지칭한다. 일 실시예에 따르면, 상기 피부 특징부는 얼굴의 모공이 될 수 있다.
상기 광원(11)은 피부의 특징부들에 그림자를 유도하기 위한 구성이다. 피부 특징부 상에 왜곡되지 않은 그림자를 유도하도록 배치되어 있다. 일 예로, 모공은 요철이 있어 빛에 의해 그림자가 발생할 수 있다.
상기 이미지 측정부(13)는 피부 이미지를 측정하기 위한 장치이며, 본 기술분야에 사용될 수 있는 카메라와 같은 다양한 이미지 측정 장치가 이에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 측정 유닛을 배치를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 측정 유닛의 배치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 이미지 측정부(13)는 대상이 되는 피부(즉, 피험자(X))와 마주보도록 배치되고, 상기 광원(11)은 상기 피부와 상기 이미지 측정부(13)를 연결하는 축에 대하여 상부 방향으로 배치될 수 있다.
정면에서 광원(11)이 조사되는 경우, 피부의 특징부에 그림자가 생기기 어려우므로, 2차원 이미지를 측정한다 하더라도 모공과 같은 특징부를 구별해 내기 어렵다. 따라서, 상기 광원(11)은 피험자(X)에 대하여 일 측으로 조사될 수 있다.
또한, 일 측에서 광원(11)이 조사되는 경우 특징부의 그림자가 기울어지거나 길게 왜곡될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따르면, 이미지 측정부(13)는 피험자(X)와 마주보도록 배치되고, 광원(11)은 이미지 측정부(13)와 피험자(X)를 연결하는 축에 대해 상부 방향(즉, 지면에 대해 반대 방향 또는 피험자(X) 정수리를 향하는 방향)에 배치되어 광(X)을 조사하도록 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 대상이 되는 피부가 얼굴 피부인 경우, 상기 광원(11)은 머리의 정수리 방향 축(X1)을 중심으로 정면 방향으로 0° 내지 90°의 범위 내로 배치될 수 있다. 얼굴 피부를 측정하기 위해서는, 90°를 초과하면 얼굴의 다른 부위에 의해 그림자가 왜곡되기 때문에, 90°이하의 값을 갖도록 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 광원(11)은 피험자(X)의 머리의 정수리 방향 축(X1)을 중심으로 코를 향하는 방향인 정면 방향으로 기 설정되는 제1 각도(α)로 배치될 수 있다. 도 3은 특히 모공 부위에 왜곡되지 않은 그림자를 유도하기 위한 배치로서, 상기 제1 각도(α)는 대략 45°이다.
또한, 대상이 되는 피부가 얼굴 피부인 경우, 상기 광원(11)은 머리의 정수리 방향의 축(X2)을 중심으로 좌측 또는 우측으로 0° 내지 90°의 범위 내로 배치될 수 있다.
특히, 얼굴 피부에 적용되는 경우, 얼굴 윤곽의 특성상 코가 가장 높기 때문에 코를 중심으로 좌측이나 우측으로 지나치게 치우치게 되면, 즉, 90°를 초과하면 코로 인한 그림자로 인해 특징부가 가려질 수 있다. 또는, 모공과 같은 특징부의 그림자가 기울어져 연신 길이와 같은 길이 성분이 왜곡되어 부정확하게 측정될 수 있다. 따라서, 상기 광원(11)은 얼굴의 정수리 방향 축(X2)을 중심으로 좌측 또는 우측으로 90° 이하의 범위 내로 배치될 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 상기 광원(11)은 피험자(X)의 머리의 정수리 방향 축(X2)을 중심으로 좌측 또는 우측 귀를 향하는 방향인 좌측 또는 우측으로 기 설정된 제2 각도(β)로 배치될 수 있다. 도 4는 특히 모공 부위에 왜곡되지 않은 그림자를 유도하기 위한 배치로서, 광원(11a)는 제2 각도(β)가 대략 0°인 실시예를 나타내며, 광원(11b)는 우측으로 0°아닌 소정의 각도로 배치되는 것을 나타낸다. 그러나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며 좌측으로 배치될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 광원(11)은 정면 방향 성분과 좌/우 방향으로 모두 기 설정된 제1 각도(α) 및 제2 각도(β)를 갖도록 배치될 수 있다. 즉, 모공 부위를 측정하기 위한 실시예의 경우, 모공 부위의 그림자를 최적화하도록, 제1 각도(α)가 대략 45°그리고 제2 각도(β)가 대략 0°가 되도록 배치될 수 있다.
위와 같은 배치에 따라, 피부, 구체적으로 얼굴에 형성될 수 있는 다른 구조물에 의해 생길 수 있는 그림자를 최소화하면서, 특징부와 유사한 모양과 형상을 갖는 그림자를 유도할 수 있다.
본 명세서에서 2차원 피부 이미지 측정 시스템 및 방법은 얼굴 피부를 중심으로, 특히 모공을 중심으로 설명되나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 얼굴 이외의 다른 부위가 될 수도 있고, 모공이 아닌 주름, 흉터 등의 특징부를 분석하는 데에 사용될 수 있음은 물론이다.
각각의 부위의 구조적 특징에 따라 광원은 상부 방향에서 대상 부위에 광을 조사하도록, 그 각도가 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이미지 측정 유닛(1)은, 상기 광원(11), 이미지 측정부(13)와 피험자의 위치를 고정시킬 수 있는 고정부, 및 상기 광원(11), 이미지 측정부(13) 및 고정부(미도시)를 내부에 포함하는 하우징으로 구성된 일체형 이미지 측정 장치일 수 있다. 상기 고정부를 포함하여 피험자의 얼굴을 고정시킬 수 있고, 광원을 제어하여 오차를 제거할 수 있다. 일 예로, 상기 이미지 측정 장치는 Canfield사(Fairfield, NJ, USA)의 VISIA-CR® 일 수 있다. 그러나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 광원(11), 이미지 측정부(13) 및 고정부가 조립 및 해제 가능하게 형성된 분리형 이미지 측정 장치로 구성될 수도 있음은 물론이다.
일 실시예에 따르면, VISIA-CR®을 사용하여 모공 영역을 측정하는 경우, standard 1 모드 또는 2 모드에서 상위 광원만 조리개 값을 F5.6+1 내지 F5.6+9, F8.0+0 내지 F8.0+9, F11.0+0 내지 F11.0+9의 범위에서 켜고　좌, 우, 아래의 광원은　켜지 차단하고 측정할 수 있다. 바람직하게는, F11.0+0 내지 F11.0+9의 범위의 광원을 켜는 경우 가장 선명한 모공 이미지를 획득할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 이미지 처리 유닛(3)은 이미지 처리를 통해 피부 색깔 요소와 피부 굴곡으로 인한 그림자를 없애고, 특징부를 강화하는 이미지를 생성한다.
보다 구체적으로, 상기 이미지 처리 유닛(3)은 측정된 이미지에서 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성하는 이미지 추출부(31)와, 상기 추출된 이미지를 이치화 하는 이미지 이치화부(33)를 포함한다.
상기 이미지 추출부(31)는 피부 색깔 요소와 피부 굴곡으로 인한 그림자를 제거하는 역할을 한다. 구체적으로, 색소 침착에 의한 부분을 2차원 피부 이미지에서 제거하고, 피부 굴곡에 의한 그림자를 제거할 수 있다.
특히, 얼굴의 모공 측정에 적용되는 경우, 얼굴에 형성된 기미나 반점과 같은 색소 침착에 의한 부분과 팔자 주름과 같은 피부 굴곡에 의한 그림자를 제거할 수 있다.
상기 이미지 추출부(31)는 측정된 2차원 피부 이미지에서 피부의 특징부의 이미지만을 추출하도록 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성한다. 일 예로, 얼굴의 모공을 분석하기 위해 측정되는 경우, 2차원 피부 이미지에서 파란색을 추출하여 파란색 추출 이미지를 생성할 수 있다. 이 경우, 파란색 추출 이미지를 통해 모공의 음영 차이를 최대로 끌어낼 수 있다.
반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 2차원 피부 이미지에서 붉은색을 추출하여 붉은색 추출 이미지를 생성하는 경우, 피부에 형성된 피지의 음영 차이를 최대로 끌어낼 수 있다. 즉, 붉은색 추출 이미지를 사용하여 피부의 피지 분포 및 면적 등을 분석하는 데에 적용될 수 있다.
또한, 2차원 피부 이미지에서 초록색을 추출하여 초록색 추출 이미지를 생성하는 경우, 피부에 형성된 화이트 헤드의 음영 차이를 최대로 끌어낼 수 있다. 즉, 초록색 추출 이미지를 사용하여 피부의 화이트 헤드 분포 및 면적 등을 분석하는 데에 적용될 수 있다.
다양한 색상 추출 이미지를 활용하여, 원하는 피부 특징부의 음영 이미지를 최대화할 수 있다. 즉, 2차원 피부 이미지에서 피부 굴곡 또는 색소 침착 영역을 제거하여 원하는 특징부만을 구분하여 분석할 수 있다.
그리고, 상기 이미지 이치화부(33)에서는 추출 이미지를 이치화 하여, 이치화된 데이터에 기초하여 특징부를 분석하게 할 수 있다. 또한, 상기 이미지 이치화부(33)에서는 특징부의 대조비(contrast)를 기설정된 값 범위 내로 조절함으로써 얼굴 굴곡이나 잔주름을 제거하고 모공만 나타나게 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 얼굴의 모공을 분석하는 경우, 상기 대조비는 색소 침착 부위가 나타나기 이전 값으로 설정될 수 있다. 그에 따라, 색소 침착 부위를 제거하고 모공만 나타난 이치화된 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이미지 처리 유닛(3)은, 상기 측정된 이미지에 필터를 적용하여 사전 처리하는 전처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 전처리부는 초점 보정을 위해 사용될 수 있다.
상기 전처리부는, 상기 이미지 추출부(31)에서 색상을 추출하기 전에 상기 이미지 측정부(13)에서 측정된 이미지에 필터를 적용하여 초점을 보정 할 수 있다. 보다 구체적으로, 얼굴 이미지의 경우 돌출되는 코 부분에 초점이 맞춰진다. 그러나, 양측 뺨 부분의 모공을 관찰하고자 하는 경우 초점 보정이 이뤄져야 한다. 따라서, 측정된 피부 이미지에 필터를 적용하여, 원하는 부분에 초점이 맞춰지게 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필터는 하이패스 필터일 수 있고, 얼굴의 양쪽 뺨 부분에 초점으로 맞추게 하여 최종적으로 형성되는 이미지의 선명도를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이치화된 이미지에서 피부 특징부를 분석하는 피부 분석 유닛(5)(또는, “이미지 분석 유닛”이라고도 함)을 더 포함할 수 있다. 상기 피부 분석 유닛(5)은 도출된 이치화된 피부 이미지를 통하여 특징부의 분포, 개수, 면적 등을 산출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피부 분석 유닛(5)은 모공 연신 길이, 모공 면적, 모공 분포, 모공 각도 및 모공 개수 중 하나 이상의 값을 산출할 수 있다. 일 예로, 이치화된 피부 이미지가 모공이 흰색으로 표현되는 흑백 이미지인 경우, 흰색 부분의 면적을 합하여 전체 모공 면적을 계산할 수 있고, 모공 각각에서 직경이 가장 긴 길이를 가장 짧은 길이로 나누어 모공의 연신률(elongation)을 계산할 수 있고, 그 외에도 모공 각도, 모공 분포 등을 분석해 낼 수 있다. 즉, 모공의 변화를 직관적으로 나타낼 수 없었던 단점을 해결하여, 모공의 특징을 수치화된 값으로 표현하여 분석에 객관성을 확보할 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따라 인종별 또는 연령별 모공 특징 데이터들(일 예로, 연신 길이, 모공 면적, 모공 분포, 모공 각도, 개수 등)을 수집 및 저장하여, 이로부터 측정된 모공 특징 데이터에 기초하여 피험자의 인종 또는 연령대를 추정하는 데에 사용될 수 있다.
또한, 피부 분석 유닛(5)에서는, 모공 이미지 및 그에 기초한 정량적인 모공 특징 데이터들을 통하여, 제품이 모공에 미치는 영향을 분석하는 데에 사용될 수도 있다. 즉, 제품을 사용하는 피험자의 모공 특징 데이터들의 변화를 통하여 모공 관련 제품의 효능을 판단하는 데에 사용될 수 있다.
상기 이미지 처리 유닛(3)과 상기 이미지 분석 유닛(5)은 처리 소프트웨어 또는 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구성될 수 있으며, 일 실시예에 따르면 상기 이미지 처리 유닛(3)과 상기 이미지 분석 유닛(5)과 결합되거나 직/간접적으로 데이터를 주고받도록 형성될 수 있다.
상기 이미지 처리 유닛(3)은 일 예로, Media Cybernetics사(Silver Spring, MD, USA )의 Image-Pro Premier 9.2일 수 있고, 이미지 처리 유닛(3)을 통하여 측정된 피부 이미지에서 모공 영역을 관심영역을 지정하고 하이패스 필터를 적용하여 전처리 작업을 수행할 수 있다. 하이패스 필터는 강도와 패스 값이 1 내지 100 사이의 범위에서 지정될 수 있으며, 필터 적용 후 파란색만을 추출하여 파란색 추출 이미지를 생성하고, 피부색이 제외된 추출 이미지에서 0 내지 130까지의 스레숄드(threshold)를 지정하여 모공부위만 흰색으로 남기고 나머지 부분은 없애 이미지를 이치화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
2차원 피부 이미지 분석 방법은, 상술한 피부 이미지 분석 시스템을 사용하여 수행될 수 있으며, 상술한 피부 이미지 분석 시스템에 대한 내용이 분석 방법에도 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 방법은, 피부의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하여 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정 단계(S1); 상기 측정된 이미지에서 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성하는 이미지 추출 단계(S2); 및 상기 추출된 이미지를 이치화하는 이미지 이치화 단계(S3)를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 이치화된 이미지에서 피부 특징부를 분석하는 이미지 분석 단계(S4)를 추가적으로 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 특히 얼굴 피부의 모공을 측정하기 위해 다음과 같은 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따른 모공 특징부를 분석하기 위한, 2차원 피부 이미지 분석 방법은, 얼굴의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하여 얼굴 이미지를 측정하는 이미지 측정 단계(S11); 측정된 얼굴 이미지에 대해 하이패스 필터를 적용하여 초점 보정을 위한 전처리를 수행하는 얼굴 이미지 전처리 단계(S13); 전처리된 이미지에서 파란색만을 추출하여 파란색 추출 이미지를 생성하는 추출 이미지 생성 단계(S15); 상기 추출 이미지에서 모공 특징부만을 추출하도록 대조비를 높여 이치화된 이미지를 생성하는 이치화된 이미지 생성 단계(S17); 및 이치화된 이미지에 기초하여 모공의 특징부를 분석하는 피부 특징부 분석 단계(또는 이미지 분석 단계)(S19)를 포함할 수 있다.
상기 이미지 분석 단계에서, 상기 이치화된 이미지에서 모공들을 분석하여 모공 연신 길이, 모공 면적, 모공 분포, 모공 각도 및 모공 개수 중 하나 이상으로 구성된 모공 특징 데이터를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
이를 위하여, 파란색 추출 이미지를 사용하여 피부의 모공 부위만을 부각시키고, 색소 침착 영역 또는 피부 굴곡 영역을 제거할 수 있다. 그에 따라, 정확히 모공 특징부만 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 피부 특징부, 특히 모공 부위의 왜곡되지 않은 그림자를 유도하여 정확한 2차원 피부 이미지를 측정할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
더 나아가, 이미지 분석 단계에서는 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들에 기초하여, 인종별 또는 연령별 모공 특징을 파악하고, 피험자의 모공 연령 또는 인종을 추정할 수 있다.
구체적으로, 상기 이미지 분석 단계는, 인종별 또는 연령별로 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들을 수집 및 저장하는 단계, 및 측정된 피부의 이치화된 이미지 또는 모공 특징 데이터와 상기 인종별 또는 연령별로 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터를 비교하여 피험자의 인종 또는 연령대를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모공 특성을 정확하게 정량적으로 파악할 수 있기 때문에, 인종별 또는 연령별 모공 특성을 정확하게 파악하여 이에 기초하여 피험자의 모공 연령 등을 파악할 수 있다. 일 예로, 피험자에게 자신의 모공 연령을 안내해 줌으로써 보다 쉽게 자신의 모공 상태를 파악하게 할 수 있다.
또한, 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들에 기초하여, 제품의 모공 영향도(일 예로, 모공 수축도, 모공 연령 변화 등)를 산출할 수 있다.
구체적으로, 상기 이미지 분석 단계는, 테스트 화장료의 사용 시간 또는 사용량에 따른 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들을 수집 및 저장하는 단계, 및 상기 테스트 화장료의 사용 시간 또는 사용량에 따른 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터의 변화에 기초하여 상기 테스트 화장료의 모공의 영향도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그에 따라, 이치화된 모공 이미지 및 그에 기초한 정량적인 모공 특징 데이터들을 통하여, 모공 관련 제품이 모공에 미치는 영향을 분석하는 데에 사용될 수 있다. 일 예로 제품을 사용하는 피험자의 모공 특징 데이터의 변화를 통하여, 피험자에게 모공의 크기가 얼마나 줄어들었는지, 모공의 분포가 얼마나 감소하였는지, 모공 연신 길이가 얼마나 감소하였는지 등의 정보를 정량적인 수치로 또는 이미지로 확인하게 할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들은 화장료의 모공 영향도를 평가하는 데에 사용될 수 있다.
결국, 상술한 본 발명의 다양한 실시예들을 통하여, 피부 이미지에서, 기설정된 색상을 추출하여 색상 추출 이미지를 사용함으로써 피부색, 색소 침착 영역, 또는 피부 굴곡에 상관없이, 원하는 특징부만을 추출하여 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
또한, 초점 보정을 통하여 선명한 이미지를 제공하여 특징부에 대한 특성을 정확한 수치 값으로 제공할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 2차원 피부 이미지를 사용하므로, 특징부를 분석하고자 하는 관심 영역의 면적의 자유로운 조절이 가능하다. 즉, 넓은 범위의 모공도 빠르고 간편하게 측정할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
3차원 이미지를 사용하는 장비는 고가의 복잡한 장비이나, 2차원 피부 이미지 분석 시스템을 통하여 저렴하고 간단한 방법으로 모공의 특징들을 구체적으로 측정 및 분석할 수 있고, 이미지를 통하여 이해하기 쉽고 직관적으로 평가하게 할 수 있는 객관적인 근거를 제공할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.
[ 실시예 1]
모공 특징부를 평가하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 피부 이미지 분석 시스템을 통하여 분석하였다. 도 7의 사진들은 이러한 2차원 피부 이미지 분석 시스템에 의해 도출된 사진들이다.
이미지 측정 유닛(1)으로 VISIA-CR®을 사용하였으며, 광원은 Standard 1 mode에서 상부 방향 광원 F11.0+8만을 켜고 나머지 모든 광원은 차단하였다. ISO 값은 100으로 설정하였고, 조리개(Aperture) 값은 F16으로 설정하고, 5616 ×3744 해상도로, 화이트밸런스(White balance)를 햇빛(daylight)을 설정하여, 피험자의 정면에서 일측 뺨의 모공 부위를 관심영역(ROI)(A2)을 설정하여 촬영 하였다(도 7의 (a) 참조).
도 7의 (b)와 같이 촬영된 이미지의 관심영역(A2)에 하이패스 필터(highpass filter)를 강도 5, 패스(Passes) 값 10으로 설정하여 적용하여 전처리 작업을 수행하였다.
그리고, 도 7의 (c)와 같이 파란색만을 추출하여 파란색 추출 이미지를 생성하였다. 이때, 모공 부위가 선명하게 강조되어 보이는 반면, 색소 침착 부위도 미세하게 나타난다.
이후, 도 7의 (d)와 같이 대조비를 색소 침착 부위가 나타나기 이전 값까지 높여 이치화된 이미지를 생성하였다. 도 7의 (d)를 참조하면, 도 7의 (b)에서 나타났던 색소 침착 부위(P11, P12)가 제거된 것을 확인할 수 있다. 피부 결로 나타났던 부위(P9, P10) 또한 최종 이치화된 이미지에서는 제거되었으며, 모공 부위만 흰색으로 표시되는 흑백 이미지로 변환된 것을 확인할 수 있다.
[실시예 2]
피험 대상
연령별로 20 대 (27.36 ± 1.36 세, 11 명), 30 대 (34.64 ± 2.45 세, 33명), 40 (44.87 ± 3.22 세, 45명), 50 (52.60 ± 2.54 세, 20 명) 또는 60 (61.00 ± 1.42 세, 7명)인 116명의 한국 여성을 대상으로 모공 특성을 측정하였다. 환경에 의한 영향을 방지하기 위해, 피험자들은 20 ± 2° C의 온도에서 20분 동안 40 ± 2%의 상대 습도로 유지된 실험실 휴식을 취하게 하였다. 그리고 나서, 광학 이미지들이 측정되었다.
이미지 측정
먼저 도 1에서 설명한 것과 같은 종래 기술에 따라 피험자의 얼굴 모든 방향에서 광을 조사하였고, 이미지 분석 프로그램을 사용하여 그레이 스케일로 변환한 후 모공 영역의 모공 면적을 픽셀 단위로 측정하였다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따라, 얼굴 이미지들은 VISIA-CR®을 사용하여 Standard 1 mode에서 정면에 대하여 측정되었다. 일부 피험자들은, 피험자의 얼굴의 굴곡으로 인해 소실되는 부분이 발생할 수 있으므로, 광원은 상부에서만 빛이 조명되고 다른 방향의 모든 빛들이 없어지도록 조절되었다.
이미지 처리
측정된 이미지들은 Image-Pro Plus 9.2를 사용하여 처리하였다. 관심 영역(ROI)은 오른쪽 뺨의 700 X 700 pixels으로 지정되었고, 관심 영역(ROI)에 하이 패스 필터를 적용하고, 그레이 스케일 이미지로 변환하였다. 마지막으로, 스레숄드를 적용하여 얼굴의 모공을 제외한 피부결과 피부 색소에 관한 이미지를 제거하였다. 이미지 처리 후의 이미지에서, 모공들은 흰색 색상으로 나타났다. 모공들의 전체 면적은 흰색 영역의 면적의 합을 계산함으로써 측정되었다. 모공 연신률은 타원 형상의 모공에서 긴 직경에 대한 짧은 직경의 비로 계산되었다.
이미지 처리에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 모공 이미지들은 픽셀 수를 계산하여 모공 면적을 산출할 수도 있고, 시각적인 이미지 그 자체를 사용하여 모공의 분포, 방향성, 모양에 대한 분석이 가능한 것을 알 수 있었다.
통계 분석
SPSS Inc.사(Chicago, IL, USA)의 SPSS를 취합된 결과들을 분석하였다. 정규 분포 데이터에 대하여, 일원분산분석이 사용되었고, 비정규 분포 데이터에 대하여, 만-휘트니 U 검증이 사용되었다. 크러스칼-왈리스 검정에 이어 본페르니의 보정(Bonferroni's correction)으로 다중비교가 수행되어 연령별 차이를 비교하였다. 통계적 유의도는 P<0.05일 때로 가정하였다.
연령별 모공 형상 및 면적의 변화
도 8은 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 측정된 연령별 모공 이미지(A, B, C, D, E)와 측정된 이미지에 대하여 이미지 처리가 수행된 모공 이미지(F, G, H, I, J)를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 20대 피험자들의 모공은 코 주변의 얼굴 중심 부분을 둘러서 주로 위치하는 것을 알 수 있었다(A, F). 그러나, 30대 피험자들의 모공은 코의 주변과 뺨 주변에 위치하는 것을 알 수 있었다(B, G). 40대 피험자들의 모공은 30대 피험자들에 비하여 보다 두드러지게 나타나고, U자 형상이 되는 모공 방향을 갖고 있는 것을 알 수 있었다(C, H). U자 형상으로 이전에 형성된 모공들은 비스듬하게 변하고 몇 개의 모공들은 합쳐지는 것을 알 수 있었다. 50대 피험자들의 모공은 더 명확한 방향성을 나타냈으나, 픽셀수로 나타나는 모공의 면적은 40대 피험자들의 모공에서보다 적었다(D, I). 60대 피험자들의 모공은 대부분 사라진 반면, 코 주변의 모공들은 주름 형상으로 유지되는 것을 알 수 있었다(E, J).
도 9는 종래 기술(a)과 본 발명의 상술한 실시예(b)에 따라 측정된 연령대별 모공 면적 분포를 나타내는 그래프이다.
도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 경우, 20대부터 40대까지 모공 면적이 증가하다가 50대부터 감소하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.
그러나, 도 9의 (a)를 참조하면, 종래 기술에 의하는 경우, 모공 면적이 전 연령대에 거쳐 대략 3000 pixel 내지 6000 pixel 사이의 값으로, 20대 평균을 기준으로 비교하는 경우 20대, 30대, 40대, 50대 및 60대가 모두 평균이 비슷하였다. 모공의 분포, 방향성, 모양의 변화에 대한 분석이 어려웠고, 모공 면적 및 개수만 확인 가능하였다.
이에 비해, 도 9의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 대략 5000 pixel 내지 15000 pixel 범위로 모공 면적이 분포하였으며, 20대 평균을 기준으로 비교하는 경우 평균 차이가 보다 세밀하게 나타났다. 즉, 연령 간의 차이를 명확히 구별할 수 있었다. 또한, 도 9의 (a)의 그래프에 비하여, (b)의 그래프의 편차가 크게 감소하고, 편차 값이 연령대에 거처 크게 변화하지 않는 것을 알 수 있으며, 그에 따라 데이터의 측정 정확도와 신뢰도가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 9의 (b)에서, 20대 피험자들의 모공 면적은 5604.45 pixels이고, 30대 피험자들의 모공 면적은 20대 피험자들의 모공 면적이 비하여 대략 80.97% 정도 더 증가하여 상당히 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편, 40대 피험자들의 모공 면적이 전연령대에서 가장 넓은 것을 알 수 있었고, 20대의 피험자들에 비하여 대략 176.49% 증가하는 것을 알 수 있었다. 40대 이상의 피험자들은 60대까지 점차적으로 모공 면적이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
연령별 모공 연신(elongation)의 변화
도 10은 도 8의 이미지 처리된 이미지들을 보다 확대하여 연령별로 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 20대 피험자들의 경우, 모공이 원형 형상을 나타내고(A), 이것은 30대까지 유지되는 것을 알 수 있다(B). 그러나, 40대에서는 모공이 타원 및 방향성을 갖게 되는 반면(C), 50대에서는 몇 개의 모공들은 합쳐지고 뚜렷한 방향을 갖는 것을 알 수 있다(D). 이러한 특징들은 60대의 피험자들에게서 보다 확연하게 드러났고(E), 그들의 모공은 마치 주름처럼 보이는 것을 확인할 수 있었다.
도 11은 연령별 피험자들의 평균 모공 연신률(타원형 모공의 긴 직경/짧은 직경의 비)를 나타내는 막대 그래프(a)와 이들의 평균과 분포를 나타내는 선 그래프(b)이다.
도 11의 (a)를 참조하면, 20대 피험자들의 모공 연신률은 대략 2.7 정도이었고, 30대까지는 통계적으로 뚜렷한 변화를 나타내지 않았다. 그러나, 40대 피험자들의 경우, 모공이 긴 타원 형상을 갖고, 연신률이 대략 8.25% 증가하였고, 50대까지는 40대의 모공 연신률에 비하여 통계적으로 뚜렷한 변화를 나타내지 않았다. 60대의 피험자들의 경우, 급격한 모공 연신이 이뤄지는 것을 알 수 있었고, 20대의 피험자들에 비하여 모공 연신률이 대략 16.3% 증가하는 것을 알 수 있었다.
도 11의 (b)를 참조하면, 모공의 길이는 일생 동안 점차 증가하는 것을 알 수 있고, 모공 연신률은 연령에 따라 양의 상관 관계(r2=0.424, p<0.001) 를 갖는 것을 알 수 있었다.
도 12는 50대와 60대 피험자들의 측정된 모공 이미지로서, 모공의 연신 방향을 확인할 수 있었다. 나이가 들어감에 따라, 50대 내지 60대 피험자들에게서는 몇 개의 모공들이 합쳐지고, 모공 주변의 피부가 코입술 선을 따라 주름 같은 피부 응축체를 형성하는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 50대 이후로부터, 주름 주변의 모공들은 주름처럼 보이게 되고, 그 범위는(화살표 a1-a2 사이 범위, 화살표 a3-a4 사이 범위)는 60대에서 보다 넓고 선명해 지는 것을 알 수 있었다.
종래 기술에 따르면, 피부 색소 및 피부 굴곡의 영향으로 모공의 특징을 정확하게 측정 및 파악하기 어려웠다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 방향에서 조사되는 빛을 사용함으로써, 모공 이외의 나머지 부분들에 대한 영향을 최소화하고, 이미지에서 모공의 음영비를 강화할 수 있다. 그에 따라, 모공의 사이즈와 크기가 명확하게 측정될 수 있고, 연령에 따른 모공 특성도 정확하게 측정할 수 있다.
구체적으로, 외관상으로는 모공의 사이즈와 개수가 다르고 나이에 따른 모공 패턴이 나르나, 모공 특징의 정확한 측정이 없이는 이를 명확하게 분석할 수 없었으나, 본 발명에 따르면 모공 특징을 정확하게 측정하여 정량적인 데이터로 제공할 수 있으므로 연령별 또는 인종별 모공 특징을 명확하게 분석할 수 있다.
그에 따라, 본 발명에 따라 모공의 연신률, 모공 면적, 모공 방향, 모공 분포 등의 연령대별 모공 특징을 데이터화 할 수 있고, 피험자의 모공 특징을 측정하여 피험자의 모공 연령을 추정할 수 있다. 뿐만 아니라, 제품에 따른 피험자의 모공 특징의 변화를 파악하여 제품의 효능을 평가하는 데에 적용될 수도 있다.
정확한 피부 특징부들을 측정 및 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다. 또한, 안면 굴곡, 미세 주름 등에 의한 오차를 최소화하여 모공 특징부를 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다. 그리고, 모공의 각도, 개수, 분포, 연신 길이 등을 분석하여 모공 특징부를 다각적으로 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다. 또한, 초점 보정을 통해 초점에 의한 오차를 최소화하고, 얼굴에 밀착시키지 않고도 피부 특징을 분석할 수 있는 2차원 피부 이미지 분석 시스템 및 분석 방법을 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 피부의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하는 광원과, 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정부를 포함하는 이미지 측정 유닛; 및
    상기 측정된 이미지에서 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성하는 이미지 추출부와, 상기 추출된 이미지를 이치화하는 이미지 이치화 부를 포함하는 이미지 처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 측정부는 대상이 되는 피부와 마주보도록 배치되고,
    상기 광원은 상기 피부와 상기 이미지 측정부를 연결하는 축에 대하여 상부 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    대상이 되는 피부는 얼굴 피부이고,
    상기 광원은 머리의 정수리 방향의 축을 중심으로 좌측 또는 우측으로 0° 내지 90°의 범위 내로 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    대상이 되는 피부는 얼굴 피부이고,
    상기 광원은 머리의 정수리 방향 축을 중심으로 정면 방향으로 0° 내지 90°의 범위 내로 배치되는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 처리 유닛은,
    상기 측정된 이미지에 필터를 적용하여 사전 처리하는 전처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 필터는 하이패스 필터인 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 색상은 파란색인 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이치화된 이미지에서 피부 특징부를 분석하는 피부 분석 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 피부 분석 유닛은 모공 연신 길이, 모공 면적, 모공 분포, 모공 각도 및 모공 개수 중 하나 이상을 분석하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 측정 유닛은,
    상기 광원, 상기 이미지 측정부, 상기 이미지 측정부에 대하여 피험자의 위치를 고정시키는 고정부 및 상기 광원, 이미지 측정부 및 고정부를 내부에 포함하는 하우징으로 구성된 일체형 이미지 측정 장치인 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 시스템.
  11. 피부의 상부 방향에서 피부에 광을 조사하여 2차원 피부 이미지를 측정하는 이미지 측정 단계;
    상기 측정된 이미지에서 기설정된 색상을 추출하여 추출 이미지를 생성하는 이미지 추출 단계; 및
    상기 추출된 이미지를 이치화하는 이미지 이치화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이미지 추출 단계에서, 파란색 색상을 추출하여 파란색 추출 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이미지 추출 단계에서, 상기 파란색 추출 이미지에서 대조비를 높여 이치화된 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 이치화된 이미지에서 피부 특징부를 분석하는 이미지 분석 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이미지 분석 단계에서, 상기 이치화된 이미지에서 모공들을 분석하여 모공 연신 길이, 모공 면적, 모공 분포, 모공 각도 및 모공 개수 중 하나 이상으로 구성된 모공 특징 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이미지 분석 단계는,
    인종별 또는 연령별로 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들을 수집 및 저장하는 단계; 및
    측정된 피부의 이치화된 이미지 또는 모공 특징 데이터와 상기 인종별 또는 연령별로 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터를 비교하여 피험자의 인종 또는 연령대를 추정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 이미지 분석 단계는,
    테스트 화장료의 사용 시간 또는 사용량에 따른 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터들을 수집 및 저장하는 단계; 및
    상기 테스트 화장료의 사용 시간 또는 사용량에 따른 이치화된 모공 이미지 또는 모공 특징 데이터의 변화에 기초하여 상기 테스트 화장료의 모공의 영향도를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 피부 이미지 분석 방법.
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