本发明专利技术涉及皮肤检测技术领域，具体为一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置及方法，包括手柄握把模块，所述手柄握把模块的顶部设置有外壳，所述外壳的前侧设置有外测组件，所述外壳的后侧设置有显示触摸屏模块，所述外壳的内部设置有与外测组件相配合的模块组件。本发明专利技术结构设计合理，首先在显示触摸屏模块的触摸屏端发出LED补光指令，控制环形LED补光灯组件模块发射出光照射到人眼皮肤表面，然后使用多光谱数字传感器模块采集经皮肤反射后的光的多个波段的光谱数据特征，最后将数据输入到训练好的轻量级卷积神经网络模型，使用多分类支持向量机分类器对肤色进行预测分类，得到识别肤色结果。得到识别肤色结果。得到识别肤色结果。
【技术实现步骤摘要】
一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及皮肤检测
，具体涉及一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置及方法。
技术介绍
[0002]在肤色皮肤划分中，本专利技术专利是在Fitzpatrick模型肤色分类基础上来进行肤色划分的，Fitzpatrick模型总共分为六种不同类型的肤色。Ⅰ型：白皮肤不晒黑，总是容易烧伤；Ⅱ型：白皮肤，轻微晒黑，总是容易烧伤；Ⅲ型：浅褐色皮肤，中度烧伤；Ⅳ型：中等棕色皮肤，晒黑，略微烧伤；
Ⅴ
型：深褐色的皮肤，大量晒黑，很少烧伤；
Ⅵ
型：皮肤黑色素沉着，从未烧伤。
[0003]多光谱传感技术通过纳米光学沉积干涉滤波器技术将高精度滤光器集成到标准CMOS硅上，主要系统结构包括光学部分和控制显示部分。光学通路,包括成像光学元件和划分光谱的光学元件。传感器的外壳内装有一个用于接收被测辐射的入射孔径。在入射孔径后面的辐射路径中,光学装置将人射光束分裂,使其进入若干个各不相同的光谱透射范围滤光片。在滤光片后面装有辐射敏感元件，通过传感器敏感元器件进行检测信号然后传输。可以实现包括光谱数据的识别采集等。
[0004]轻量级卷积神经网络是参数模型量少的含有卷积神经的前馈深度网络模型，能够将大量数据的图片降维成小数据量同时保留图片特征，可以有效的提取数据浅层和深层特征。
[0005]在肤色识别方面，传统肤色识别主要通过颜色规则判断或者分类器训练，存在人为因素主观提取特征和深层特征难以提取问题，以及识别准确度不够高的问题，为此，我们提出一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置及方法。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置及方法，本专利技术在轻量级网络模型基础上结合可变形神经网络去训练提取经肤色反射后的多光谱数据特征，最后通过支持向量机成对分类的方法识别肤色，模型参数量小、识别速度快、准确精度高，以解决肤色特征采集数据提取难、识别准确度不够高的问题。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
[0008]一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置，包括手柄握把模块，所述手柄握把模块的顶部设置有外壳，所述外壳的前侧设置有外测组件，所述外壳的后侧设置有显示触摸屏模块，所述外壳的内部设置有与外测组件相配合的模块组件。
[0009]优选地，所述外壳的顶部设置有顶盖，所述顶盖与外壳之间采用卡榫结构相连接。
[0010]基于上述技术特征，便于进行拆除，查看外壳里面详细构建和进行维修。
[0011]优选地，所述外测组件包括环形LED补光灯组件模块、入射孔径模块、电源指示灯
模块和运行指示灯模块，所述入射孔径模块位于环形LED补光灯组件模块的内侧，所述电源指示灯模块和运行指示灯模块位于环形LED补光灯组件模块的下方，且电源指示灯模块位于运行指示灯模块的左侧。
[0012]基于上述技术特征，电源指示灯模块和运行指示灯模块主要用来起到提示运行是否正常的作用。
[0013]优选地，所述形LED补光灯组件模块采用白光LED灯，所述白光LED灯的数量为16个。
[0014]基于上述技术特征，环形LED补光灯组件模块用来对皮肤进行补光操作。
[0015]优选地，所述模块组件包括电源模块、MCU控制模块、多光谱数字传感器模块和LED灯板模块。
[0016]基于上述技术特征，LED灯板模块主要起到照射的作用，用来照射人眼皮肤，给皮肤进行补光。
[0017]优选地，所述手柄握把模块的底部设置有5芯航空插座，所述五芯航空插座的接口分别为电源12V接口、电源GND接口、保护接地接口、I2C SCL接口和I2C SDA接口。
[0018]基于上述技术特征，I2C SCL接口和I2C SDA接口用来给装置传输数据和进行数据的交换。
[0019]一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量方法，其用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量方法的具体步骤为：
[0020]步骤一，开机上电后，通过显示触摸屏模块经过MCU控制模块先控制环形LED补光灯组件模块发射出光照射到被测皮肤；
[0021]步骤二，发射皮肤后的光通过多光谱数字传感器模块闪烁通道进行检测，然后通过多通道的传感器，进行多光谱数据的采集；
[0022]步骤三，多光谱数据通过采集后，保存传输数据到RAM内存里面；
[0023]步骤四，将步骤三数据处理通过传输协议传输给MCU控制模块；
[0024]步骤五，数据先进行主成分分析预处理，然后将其输入到MCU控制模块内部配置的训练好的卷积神经网络识别模型进行肤色特征提取，最后使用多分类SVM分类得到肤色识别结果，并在显示触摸屏模块上进行传输的数据和光谱数据识别肤色结果的显示。
[0025]优选地，在进行识别肤色之前，对于采集到的多光谱数据，先进行主成分分析降维处理；将采集到的光谱数据进行降维处理，具体计算步骤如下：
[0026]步骤1：首先进行多光谱原始数据的标准化，将标量统一到固定范围值，方便模型的收敛训练和计算，保证采集的各个光谱数据可以被等同提取；计算公式如下：
[0027][0028]步骤2：计算光谱数据的协方差矩阵，计算公式如下：
[0029][0030][0031]其中，x
i
,x
j
表示第i类和第j类对应的肤色光谱数据，A为协方差矩阵；
[0032]步骤3：计算光谱数据协方差的参数：特征向量和特征值；计算公式如下：
[0033][0034]A＝QλQ
‑1[0035]其中，A为协方差矩阵，Q为特征向量，λ为特征值；
[0036]步骤4：按照特征值从大到小的排序，选择主成分特征向量，构成新的矩阵；
[0037]步骤5：进行光谱数据的映射投影，将光谱样本数据映射到特征向量上，即找到一组新的正交基{u1,u2,...,u
k
},使光谱数据在正交基构成的平面上投影后，数据间的距离和方差J
j
达到最大，即：
[0038][0039]其中，m为光谱样本的个数，正交基为u
j
,数据点在x
i
在该基底上的投影距离为
[0040]优选地，测量方法主要体现在卷积神经网络模型方面，对于轻量级卷积神经网络，在卷积层后面加入可变形卷积神经网络，来增强特征量的提取，在分类方面，采用多分类SVM分类器成对分类的方法进行肤色结果的分类。
[0041]优选地，成对分类的多分类SVM分类器，是通过在每两个肤色光谱数据类间分别构造一个二分SVM的方法来识别分类；那么对于分类第i类和第j类光谱数据，训练一个二分SVM，即需要求解二次规划问题：
[0042][0043][0044][0045]式中，φ表示输入与特征空间的非线性映射，下标t表示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置，包括手柄握把模块(6)，其特征在于：所述手柄握把模块(6)的顶部设置有外壳，所述外壳的前侧设置有外测组件，所述外壳的后侧设置有显示触摸屏模块(7)，所述外壳的内部设置有与外测组件相配合的模块组件。2.根据权利要求1所述的一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置，其特征在于：所述外壳的顶部设置有顶盖(1)，所述顶盖(1)与外壳之间采用卡榫结构相连接。3.根据权利要求1所述的一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置，其特征在于：所述外测组件包括环形LED补光灯组件模块(2)、入射孔径模块(3)、电源指示灯模块(4)和运行指示灯模块(5)，所述入射孔径模块(3)位于环形LED补光灯组件模块(2)的内侧，所述电源指示灯模块(4)和运行指示灯模块(5)位于环形LED补光灯组件模块(2)的下方，且电源指示灯模块(4)位于运行指示灯模块(5)的左侧。4.根据权利要求3所述的一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置，其特征在于：所述形LED补光灯组件模块(2)采用白光LED灯，所述白光LED灯的数量为16个。5.根据权利要求1所述的一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置，其特征在于：所述模块组件包括电源模块(13)、MCU控制模块(14)、多光谱数字传感器模块(15)和LED灯板模块(16)。6.根据权利要求1所述的一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量装置，其特征在于：所述手柄握把模块(6)的底部设置有5芯航空插座，所述五芯航空插座的接口分别为电源12V接口(8)、电源GND接口(9)、保护接地接口(10)、I2C SCL接口(11)和I2C SDA接口(12)。7.一种用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量方法，其特征在于：其用于强脉冲光干眼治疗的皮肤肤色测量方法的具体步骤为：步骤一，开机上电后，通过显示触摸屏模块(7)经过MCU控制模块(14)先控制环形LED补光灯组件模块(2)发射出光照射到被测皮肤；步骤二，发射皮肤后的光通过多光谱数字传感器模块(15)闪烁通道进行检测，然后通过多通道的传感器，进行多光谱数据的采集；步骤三，多光谱数据通过采集后，保存传输数据到RAM内存里面；步骤四，将步骤三数据处理通过传输协议传输给MCU控制模块(14)；步骤五，数据先进行主成分分析预处理，然后将其输入到MCU控制模块(14)内部配置的训练好的卷积神经网络识别模型进行肤色特征提取，最后使用多分类SVM分类得到肤色识别结果，并在显示触摸屏模块(7)上进行传输的数据和光谱数据识别肤色...
【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，邱选兵，李传亮，李昌，尚建平，秦少春，陈利强，王美婷，程莎莎，李春生，
申请(专利权)人：山西瑞豪生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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