一种基于数字图像处理技术的人体面部皮肤水分、弹性指标计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数字图像处理技术的人体面部皮肤水分、弹性指标计算方法，属于化妆品科学与技术领域。本发明专利技术在采用数字图像处理技术获取皮肤光泽度计算值的基础上，通过构建皮肤光泽度测量值归一化值与水分归一化值转化模型、光泽度测量值的归一化值与弹性归一化值转化模型，计算皮肤水分、弹性指标计算值，从而为简化指标获取方式、提高皮肤测量的可操作性提供了有效途径，以便实现人体面部肤质的多指标综合评价。本发明专利技术利用数字图像处理技术，简化指标获取方式和计算模型，提高皮肤测量的可操作性，提高了皮肤水分、弹性指标值计算的精确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于数字图像处理技术的人体面部皮肤水分、弹性指标计算方法，属于化妆品科学与

技术介绍
随着物质生活水平的不断提高，人们对自身皮肤质量的重视度越来越强，皮肤作为人体天然的屏障，具有保护、感觉、吸收、分泌、排泄、调节体温和免疫等作用，面部肤质也是重要的审美标准之一，因此，简单有效的皮肤状态参数计算方法具有重要的科学价值和实际意义。目前，国内外很多学者致力于肤质测量、评价的研究。皮肤关键生理指标包括水分、弹性等，对这些指标进行评价有助于了解人体皮肤状态。然而评价的前提是测得对应指标值，已有测试方法虽然都达到了一定的准确性，但是普遍存在算法复杂、可操作性差等问题。皮肤水分对于保护人体及皮肤有重要的意义，皮肤水分充足使皮肤更加水灵、细腻，对抑制皮肤衰老也有一定的作用，然而，传统的皮肤水分含量检测方法存在一定缺陷，常见的皮肤水分含量检测使用两个工具：一个是皮肤水分测试仪，一个是PH试纸，但是前者难以排除皮肤表面游离水产生的误差，后者属于偏酸或偏碱性的产品对皮肤有直接性的刺激性的损害，一般要注意使用。皮肤弹性是人类皮肤表面生物学状况研究的重要内容，人体皮肤许多生理功能的实现都依赖于其力学性能，而皮肤的弹性性能是皮肤力学性能的一个重要参数，因此，皮肤弹性性能的研究对于人们保持皮肤健康，提高生活质量具有重要的意义，目前，皮肤弹性的测试一般使用皮肤弹性测试仪，这种仪器用来测量一定区域的皮肤在一个吸引强制力的作用下的变形以及复原的能力，测量的分析局限于弹性。虽然国内外学者对皮肤状态参数测量方法进行了深入的研究，但主要集中在皮肤纹理、粗糙度等指标，这些指标在皮肤评价中具有一定的参考价值，但是普遍存在获取方式复杂、可操作性差等问题。采用图像处理技术进行皮肤水分及弹性指标的计算方法为简化指标获取方式、提高皮肤测量的可操作性提供了有效途径，目前未见相关文献报道。
技术实现思路
本专利技术对人体面部皮肤水分、弹性指标的计算方法进行研究，目的是解决现有皮肤测量方法中皮肤指标获取方式复杂、可操作性差等问题，针对人体面部皮肤的图像，在采用数字图像处理技术获取皮肤光泽度指标的基础上，通过构建皮肤光泽度测量值的归一化值与水分归一化值转化模型、光泽度测量值的归一化值与弹性归一化值转化模型，计算皮肤水分、弹性指标量值，从而为简化指标获取方式、提高皮肤测量的可操作性提供了有效途径，以便实现人体面部肤质的多指标综合评价。人体面部皮肤的光泽度、水分以及弹性指标在机理上具有一定相关性，即光泽度越高，水分越多，弹性越强。本专利技术基于微积分的思想，先对已有的样本光泽度测量值归一化后，将光泽度测量值的归一化值划分为n个等距区间，并得到n个边界阈值，在每个区间内利用最速下降法做三个指标归一化值的关系拟合，由此求出n个区间光泽度测量值的归一化值与水分归一化值转化模型、光泽度测量值的归一化值与弹性归一化值转化模型。从而每个区间内将有两个转化模型，在已知光泽度测量值的归一化值情况下，利用这两个转化模型就可以得出对应的水分、弹性归一化值。将利用数字图像处理技术得到的光泽度计算值对应于光泽度测量值的归一化值的划分区间，利用相应区间的转化模型就可以得出对应皮肤水分及弹性指标的计算值。本专利技术提供的基于数字图像处理技术的人体面部皮肤水分、弹性指标计算方法主要包括以下五个步骤：步骤一、测试者人体面部皮肤数字图像采集；利用面部图像采集仪器分别采集测试者面部额头、左眼角、左脸颊和下巴四个部位的皮肤数字图像。步骤二、测试者光泽度计算值的归一化值获取；利用基于单尺度Retinex(SSR)的算法进行人体面部皮肤数字图像处理，从而得到皮肤光泽度计算值，结合已有测试者样本数据库中光泽度数据对光泽度计算值进行归一化，得到光泽度计算值的归一化值。步骤三、确定测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间；针对每一名测试者，通过已有高端仪器测出测试者皮肤的光泽度、水分、弹性真实测量值。结合已有测试者样本数据库中光泽度数据对皮肤光泽度测量值归一化，得到光泽度测量值的归一化值，将所述的光泽度测量值的归一化值划分若干个等距区间，确定每个区间的边界阈值，并确定测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间。步骤四、计算测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间的水分、弹性指标值；对光泽度测量值的归一化值的各个区间采用最速下降法做关系拟合，构建光泽度与水分归一化值转化模型、光泽度与弹性归一化值转化模型；根据所述转化模型分别计算所述的所属区间内的皮肤水分、弹性计算值。步骤五、计算不同区间内两个转化模型的误差进而验证相应转化模型的可靠性；利用剩余样本计算不同区间内通过相应的水分—光泽度及弹性—光泽度的转化模型得到的水分、弹性计算值与对应的仪器测量值之间的误差，从而验证相应转化模型的可靠性。本专利技术的优点在于：1、本专利技术利用数字图像处理技术，提出一种获取皮肤水分、弹性指标值的计算模型，简化指标获取方式，提高皮肤测量的可操作性。2、本专利技术利用微积分的思想，通过阈值划分区间，在不同区间内计算皮肤弹性、水分指标值，简化了计算模型。3、本专利技术利用最速下降法建立了不同区间内皮肤水分、弹性与光泽度计算值归一化后之间的转化模型，提高了皮肤水分、弹性指标值计算的精确性和可靠性。附图说明图1是本专利技术基于数字图像处理技术的人体面部皮肤水分、弹性指标值计算方法的总体流程图；图2是实施例1采集的使用者的四个不同部位的皮肤图像，其中，(a)部位代表额头，(b)部位代表左眼角，(c)部位代表左脸颊，(d)部位代表下巴。图3是本专利技术利用样本确定光泽度仪器测量值归一化区间边界阈值，构建不同区间内水分—光泽度两者归一化值及弹性—光泽度两者归一化值转化模型流程图。具体实施方式下面将结合附图和实施例1对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供的基于数字图像处理技术的面部皮肤水分、弹性指标计算方法，具体方法实施流程如图1所示，通过如下步骤实现:步骤一、测试者人体面部皮肤数字图像采集；利用具有高清500万像素镜头的皮肤测试仪对测试者的面部额头、左眼角、左脸颊和下巴等部位的皮肤数字图像进行采集，尽量保证皮肤数字图像纹理清晰无杂质，从而避免因皮肤数字图像引起的误差。测试者所处环境尽量保持安静、舒适、稳定，处在自然的测试环境可以有效而准确的反映测试者的水分、弹性指标值。步骤二、测试者光泽度计算值的归一化值获取；利用基于单尺度Retinex(SSR)的算法进行人体面部皮肤数字图像处理获得反射图像，根据反射图像像素的平均值得到皮肤光泽度计算值，利用已有测试者样本数据库中光泽度数据对光泽度计算值进行归一化，得到光泽度计算值的归一化值。步骤三、确定测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间；采集人脸面部皮肤数字图像时具体采集要求及注意事项如下：1)测试环境要尽量保持安静、舒适、稳定，给测试者提供自然的测试环境；2)详细制定测试步骤流程，让测试现场秩序井然，避免测试者急躁、慌乱从而影响人脸面部皮肤数字图像的采集。针对每一名测试者，利用已有的高端仪器测量测试者皮肤的水分、弹性、光泽度的真实测量值，依次标记为W真、T真、G真。其中利用对80％测试者样本皮肤光泽度测量值的归一化值划分若干个等距区间，确定每个区间的边界阈值，剩下的20％测试者样本皮肤用于验证模型可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字图像处理技术的人体面部皮肤水分、弹性指标计算方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一、测试者人体面部皮肤数字图像采集；步骤二、测试者光泽度计算值的归一化值获取；利用基于单尺度Retinex的算法进行人体面部皮肤数字图像处理获得反射图像，从而得到皮肤光泽度计算值，光泽度计算值进行归一化，得到光泽度计算值的归一化值；步骤三、确定测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间；针对每一名测试者，通过已有高端仪器测出测试者皮肤的光泽度、水分、弹性测量值，对皮肤光泽度测量值归一化，得到光泽度测量值的归一化值，将所述的光泽度测量值的归一化值划分若干个等距区间，确定每个区间的边界阈值，并确定测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间；步骤四、计算测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间的水分、弹性指标值；对光泽度测量值的归一化值的各个区间采用最速下降法做关系拟合，构建光泽度测量值的归一化值与水分归一化值转化模型、光泽度测量值的归一化值与弹性归一化值转化模型；根据所述转化模型以及光泽度计算值的归一化值，分别计算所述的所属区间内的皮肤水分归一化值、弹性归一化值，最后得到水分和弹性的计算值。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字图像处理技术的人体面部皮肤水分、弹性指标计算方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤一、测试者人体面部皮肤数字图像采集；步骤二、测试者光泽度计算值的归一化值获取；利用基于单尺度Retinex的算法进行人体面部皮肤数字图像处理获得反射图像，从而得到皮肤光泽度计算值，光泽度计算值进行归一化，得到光泽度计算值的归一化值；步骤三、确定测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间；针对每一名测试者，通过已有高端仪器测出测试者皮肤的光泽度、水分、弹性测量值，对皮肤光泽度测量值归一化，得到光泽度测量值的归一化值，将所述的光泽度测量值的归一化值划分若干个等距区间，确定每个区间的边界阈值，并确定测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间；步骤四、计算测试者皮肤光泽度计算值的归一化值所属区间的水分、弹性指标值；对光泽度测量值的归一化值的各个区间采用最速下降法做关系拟合，构建光泽度测量值的归一化值与水分归一化值转化模型、光泽度测量值的归一化值与弹性归一化值转化模型；根据所述转化模型以及光泽度计算值的归一化值，分别计算所述的所属区间内的皮肤水分归一化值、弹性归一化值，最后得到水分和弹性的计算值。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱显荣，
申请(专利权)人：集粹坊科贸北京有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11