美肤检测系统及其方法与流程

1.本发明是有关一种美肤检测系统及其方法，特别是一种能够以边缘运算模式，将脸部特征模型通过远端伺服设备运行，而皮肤状态检测、判断与照射相关运算系分散部署于周边设备的系统及其方法。


背景技术：

2.光疗、是利用电磁波辐射产生不同波长的光线来治疗皮肤病的一种方法。光疗是最古老、最有效的治疗皮肤病的物理学手段。早在古希腊时期，就有使用日光浴治疗皮肤病的文字记录，但直到20世纪初，才开始对光疗模式进行了系统研究。
3.然而，现今光疗装置结构过于庞大，而致使用上不便利且无法随携使用，例如箱型光疗装置，使用者进入其内接受全身光照治疗，然其由于体积庞大，因此需组设于特定地点而无法自由移动。
4.而另一种较为小型的光疗装置，则以支撑架定位于地面，再以光线照射人体，然而这一类光疗装置必须手动调整与操作，故操作仍是复杂，且如何能够准确对准患者需治疗处进行照射，仍是一需解决的困难处。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种美肤检测系统及其方法，其结构简单，操作方便，能克服现有技术的缺陷，能够通过深度学习进行训练出多组脸部特征模型数据，并再通过被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据建立出被检者的3d脸部模型数据，更由于为了于进行肤质检测与判断时，其反应速度不至于因为网络状况与要求装置数量而受到影响，故将模型分散部署于边缘端(装置端)，让装置可以自行判断、检测标的物与进行照射治疗，如此将能够极大化地增加装置可用性。
6.为实现上述目的，本发明公开了一种美肤检测系统，其特征在于包含：
7.一远端伺服设备，包含有：
8.一目标特征建立器，依据多张具有人脸的照片，针对不同皮肤状态特征图像进行目标分类，用以建立出多组脸部特征模型数据；
9.一照射参数储存器，依据不同皮肤状态特征图样，进行储存多组的照射参考档；
10.一3d模型建立器，依据一被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据建立该被检者的3d脸部模型数据；
11.一或多个摄影设备，用以进行拍摄，以取得该被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据，并传送至该远端伺服设备；
12.一或多个美肤检测设备，与该远端伺服设备进行连线，用以接收多组脸部特征模型数据及该被检者的3d脸部模型数据，并进行比对，以标示出该被检者脸部上某一个或某多个座标上的皮肤状态特征图样；
13.一或多个美肤照射设备，与该远端伺服设备及该美肤检测设备进行连线，而该美
肤照射设备包含：
14.一照射数据调整器，依据多组的照射参考档，针对该被检者脸部上某一个或某多个座标上的皮肤状态特征图样，进行设定一照射参数数据；以及
15.一led照射本体，具有多个照射单元及一与该照射数据调整器相连接的控制单元，每一个照射单元至少包含有一led灯，其中该控制单元能够依据该照射参数数据进行控制不同led灯对该被检者脸部上的某一个或某多个座标进行照射。
16.其中，该皮肤状态特征图样为皮肤肤质或/及皮肤缺陷的图像。
17.其中，该皮肤肤质的图像为中性肤质、油性肤质、干性肤质或/及混合性肤质的图像。
18.其中，该皮肤缺陷的图像为斑点、皱纹、痘痘、痘疤、角化或/及痣的图像。
19.其中，该目标特征建立器以深度学习演算法，针对不同皮肤状态特征图像进行目标分类，用以建立出多组脸部特征模型数据。
20.其中，该美肤检测设备依据多组脸部特征模型数据，进行判断该被检者脸部上某一个或某多个座标上的皮肤状态特征图样的类别。
21.其中，以边缘运算模式，将皮肤状态检测与判断的运算分散部署于该美肤检测设备及该美肤照射设备上，以由该美肤检测设备及该美肤照射设备进行自行判断与检测出该皮肤状态特征图样。
22.其中，于该美肤照射设备照射后，能够通过该摄影设备进行拍摄新的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据，并传送至该远端伺服设备，以进行更新出一新的3d脸部模型数据，而该美肤检测设备更能够比较该被检者经过照射前后的3d脸部模型数据，并通过该照射数据调整器重新设定出一新的照射参数数据。
23.其中，led照射本体的led灯为一可变光谱led灯。
24.其中，该照射单元上更具有一或多个红外线接受器，用以辅助判断该led灯与该被检者脸部上的某一个或某多个座标的距离。
25.其中，该控制单元能改变该led灯的照射深度、照射角度或/及照射位置。
26.其中，该控制单元能改变不同led灯的照射波长或/及照射时间。
27.其中，每一个照射单元能够通过一位移机构改变led灯位置，该位移机构为一主动式调整机构或是一被动式调整机构。
28.还公开了一种美肤检测方法，其特征在于包含：
29.于一远端伺服设备上，依据多张具有人脸的照片，进行目标分类，用以建立出多组脸部特征模型数据及照射参考档；
30.通过一或多个摄影设备，进行拍摄以取得一被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据，并通过该远端伺服设备建立出该被检者的3d脸部模型数据；
31.将多组脸部特征模型数据及该被检者的3d脸部模型数据传送给一美肤检测设备，以由该美肤检测设备进行比对，并标示出该被检者脸部上一个或多个座标上的皮肤状态特征图样；
32.再针对所标示的皮肤状态特征图样与该照射参考档，进行设定一照射参数数据，以使一具有多个照射单元的led照射本体能够依据该照射参数数据对该被检者脸部上的某一个或某多个座标进行照射。
33.其中，该皮肤状态特征图样为皮肤肤质或/及皮肤缺陷的图像。
34.其中，该皮肤肤质的图像为中性肤质、油性肤质、干性肤质或/及混合性肤质的图像。
35.其中，该皮肤缺陷的图像为斑点、皱纹、痘痘、痘疤、角化或/及痣的图像。
36.其中，该远端伺服设备以深度学习演算法，针对不同皮肤状态特征图像进行目标分类，用以建立出多组脸部特征模型数据。
37.其中，该美肤检测设备依据多组脸部特征模型数据，进行判断该被检者脸部上某一个或某多个座标上的皮肤状态特征图样的类别。
38.其中，以边缘运算模式，将皮肤状态检测与判断的运算分散部署于该美肤检测设备及该美肤照射设备上，以由该美肤检测设备及该美肤照射设备进行自行判断与检测出该皮肤状态特征图样。
39.其中，于该美肤照射设备照射后，能够通过该摄影设备进行拍摄新的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据，并传送至该远端伺服设备，以进行更新出一新的3d脸部模型数据，而该美肤检测设备更能够比较该被检者经过照射前后的3d脸部模型数据，并通过该照射数据调整器重新设定出一新的照射参数数据。
40.其中，能够改变该led灯的照射深度、照射角度、照射位置、照射波长或/及照射时间。
41.通过上述内容可知，本发明所提供的美肤检测系统及其方法能实现如下技术效果：
42.1.能够通过深度学习进行训练出多组脸部特征模型数据，并再通过被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据建立出被检者的3d脸部模型数据，更由于为了于进行肤质检测与判断时，其反应速度不至于因为网络状况与要求装置数量而受到影响，故将模型分散部署于边缘端(装置端)，让装置可以自行判断、检测标的物与进行照射治疗，如此将能够极大化地增加装置可用性。
43.2.能够通过不断搜集数据与治疗反应，在去除可识别资料后，进行数据整合与分析，发现某些病症的好发年纪与个人生活背景，供作为未来病患发病风险预测。
44.3.在每一次诊疗的过程中通过3d相机加上使用边缘运算，使初期在云端所建立属于个人肤质检测的模型和治疗的手法可以达到动态式优化(dynamic optimization)的目的。
附图说明
45.图1系本发明美肤检测系统及其方法的整体架构示意图。
46.图2系本发明美肤检测系统及其方法的远端伺服设备的架构示意图。
47.图3a系本发明美肤检测系统及其方法的美肤照射设备的架构示意图。
48.图3b系本发明美肤检测系统及其方法的照射单元的架构示意图。
49.图3c系本发明美肤检测系统及其方法的照射单元的简易结构示意图。
50.图4系本发明美肤检测系统及其方法的多个照射单元的矩形阵列布设示意图。
51.图5系本发明美肤检测系统及其方法的脸部建模及皮肤状态特征标示的实施示意图。
52.图6系本发明美肤检测系统及其方法的流程示意图。
具体实施方式
53.有关于本发明其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
54.请参阅图1、2、3a～3c，为本发明美肤检测系统及其方法的整体架构示意图、远端伺服设备的架构示意图、美肤照射设备的架构示意图、照射单元的架构示意图、照射单元的简易结构示意图，由图中可知，该美肤检测系统系至少包含有远端伺服设备1、摄影设备2、美肤检测设备3及美肤照射设备4。
55.该远端伺服设备1系至少包含有至少一个处理器及至少一个电脑可读取记录媒体，该电脑可读取记录媒体更进一步储存有电脑可读取指令及多个应用单元，当由该等处理器执行该等电脑可读取指令时，能够进行执行该应用单元，而该应用单元系包含：
56.(1)一目标特征建立器11，系依据多张具有人脸的照片，针对不同皮肤状态特征图像进行目标分类，再以深度学习演算法(例如object detection)建立出多组脸部特征模型数据(其中该皮肤状态特征图样系能够为皮肤肤质或/及皮肤缺陷的图像，该皮肤肤质的图像系为中性肤质、油性肤质、干性肤质或/及混合性肤质的图像，而该皮肤缺陷的图像系为斑点、皱纹、痘痘、痘疤、角化或/及痣的图像，其中皮肤缺陷的图像并不限于斑点、皱纹、痘痘、痘疤、角化或/及痣的图像)；
57.(2)一照射参数储存器12，系依据不同皮肤状态特征图样，进行储存多组的照射参考档，该照射参考档能够人为建立之外，更能够将既有不同颜色、范围的皮肤状态特征图样与对应治疗照射参数，通过深度学习进行训练出一照射参考模型，用以藉由该照射参考模型，对于不同皮肤状态，能够提供不同的光疗的照射调整参数，例如若是要治疗老人斑，依据其老人斑的颜色深度或/及范围，进行调整照射深度(led照射头与病征处距离)、照射波长、照射时间、照射角度、照射范围；
58.(3)一3d模型建立器13，用以依据一被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据，进行建立出该被检者的3d脸部模型数据。
59.于其中一种实施样态中，摄影设备2、美肤检测设备3及美肤照射设备4能够同时设置于一医疗机构内(但亦也能分别设置于不同位置处)，而该远端伺服设备1则是同时多个不同的医疗机构内的摄影设备2、美肤检测设备3及美肤照射设备4进行连线。
60.然而若是同时多个美肤检测设备3及美肤照射设备4皆与远端伺服设备1提出要求要远端伺服设备1进行肤质检测与判断时，轻则造成反应缓慢，重则导致系统崩溃，故为了避免因网络状况与要求装置数量而受到影响，本发明以边缘运算模式，将模型训练于远端伺服设备1进行。然后皮肤状态检测与判断时，则将模型分散部署于边缘端(例如不同的医疗机构内的美肤检测设备3及美肤照射设备4)，让装置可以自行判断与检测标的物与进行照射治疗，以极大化地增加装置可用性。
61.上述边缘运算模式，是一种分散式运算架构，可让企业应用程式更接近iot装置或本端边缘伺服器等资料来源。接近资料来源可带来强大的商业效益：加速洞察、改善回应时间，以及提供更高的频宽可用性。
62.而该摄影设备2系能够以rgb镜头来拍摄彩色影像数据，并以红外线镜头来拍摄人
脸影像深度数据(于其中一实施例中，是以红外线发射器和红外线cmos摄影机所构成的3d深度感应器用来撷取深度数据)，并于拍摄完成后，能够通过摄影设备2本身上传至该远端伺服设备1，亦或能够将拍摄被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据取出，并由其他可与该远端伺服设备1连线的电子装置(例如桌上型电脑、笔记型电脑、智慧型手机或是平板电脑)上传至该远端伺服设备1。
63.而该美肤检测设备3系至少包含有至少一个处理器及至少一个电脑可读取记录媒体，该电脑可读取记录媒体更进一步储存有电脑可读取指令及多个检测应用单元，当由该等处理器执行该等电脑可读取指令时，能够进行执行该检测应用单元，而该检测应用单元能够接收多组脸部特征模型数据及该被检者的3d脸部模型数据，并通过多组脸部特征模型数据，于被检者的3d脸部模型数据上进行判断是否具有皮肤状态特征图样，并将其位置与类别(类别是包含了皮肤状态特征的种类与严重程度(颜色深度或/及范围))标示出来。
64.而该美肤照射设备4系包含：
65.(1)一照射数据调整器41，取得远端伺服设备1所建立的照射参考档，并将所标示皮肤状态特征图样的位置及类别，依据多组的照射参考档，进行设定一照射参数数据；
66.(2)一led照射本体42，系具有：
67.(a)多个照射单元421，每一个照射单元421系至少包含有：
68.(a1)一个或多个led灯4211，系为一可变光谱led灯，能够发出以下几种波长的光(本发明的照射单元421能够使用特殊波长的发光本体包括led但不限制使用led)：
69.(a11)红光(622～780nm)，红色是最具穿透力的颜色。红光对组织的穿透率比其它波长的色光都还要来得强，红光可以刺激胶原蛋白增生，活化纤维母细胞，促进血液循环，抗发炎，加速伤口愈合等。
70.(a12)橙光(位于红光与黄光之间)，可防止皮肤干燥、增加皮肤弹性、舒展皱纹和妊娠纹、延缓皮肤老化等功效。
71.(a13)黄光(575～600nm)，有效修复皮肤红印，红斑，缓解红肿，色素红肿等效果，可以促进黑色素代谢，提亮肤色，舒缓敏感肌肤，提升肌肤对保养品的吸收力，促进皮肤再生。
72.(a14)绿光(位于黄光与蓝光之间)，绿光是大自然中最普遍的颜色，被视为中性的颜色。具有平衡和安定的作用，能够改善因疲劳、精神紧张引起的皮肤粗糙、皱纹、黑头、粉刺及暗疮。
73.(a15)蓝光(475～500nm)，蓝光是平静的颜色，被视为冷色。蓝光可以抑制油脂分泌，消炎杀菌，消灭痤疮杆菌，治疗青春痘、疤痕，抑制挫伤杆菌生长，减少皮肤皮脂腺的分泌，改善粉刺及青春痘的问题。
74.(a16)紫外光(100～400nm)，系包含：
75.1.uva波段，波长320～400nm，又称为长波黑斑效应紫外线。它有很强的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃以及塑胶。uva可以直达肌肤的真皮层，破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维，将我们的皮肤晒黑。
76.2.uvb波段，波长275～320nm，又称为中波红斑效应紫外线。中等穿透力，在夏天和午后会特别强烈。uvb紫外线对人体具有红斑作用，能促进体内矿物质代谢和维生素d的形成，但长期或过量照射会令皮肤晒黑，并引起红肿脱皮。
77.3.uvc波段，波长200～275nm，又称为短波灭菌紫外线。它的穿透能力最弱，无法穿透大部分的透明玻璃及塑胶。短波紫外线对人体的伤害很大，短时间照射即可灼伤皮肤，长期或高强度照射还会造成皮肤癌。紫外线杀菌灯发出的就是uvc短波紫外线。
78.4.uvd波段，波长100～200nm，又称为真空紫外线。
79.(a2)一能够改变该led灯4211位置的位移机构4212，其内部更连接有马达或是类似驱动机构，用以能够驱动该位移机构4212，以控制led灯进行前、后、左、右或/及倾斜位移、位移幅度、位移角度，以通过led灯4211进行特定部位、特定深度，小角度照射、特定波长进行治疗。
80.(a3)一红外线接收器4213，该红外线接收器4213用以辅助判断该led灯4211与该被检者脸部上的某一个或某多个座标的距离；
81.(b)一与该照射数据调整器41相连接的控制单元422，其中该控制单元422能够依据该照射参数数据进行控制不同led灯对该被检者脸部上的某一个或某多个座标进行照射。
82.另外led照射本体42上系具有多个照射单元421，该led照射本体42系能够由多根led来组成矩形阵列(例如20*20＝400根，每一根可独立控制向前距离、向后距离、向左距离、向右距离、倾斜位移、位移幅度或/及位移角度)，而每一根照射单元421如图3c所示，于每一个照射单元421的正面上具有led灯4211及红外线接收器4213。
83.而该照射单元421的led灯4211能够依据该被检者的3d脸部模型数据进行调整前后深度，如图4所示，用以使每一个照射单元421与被检者脸部都能保持相同距离，除此之外，为了因应不同的皮肤状态特征的位置、颜色深度或/及范围，则能够改变该led灯的照射深度、照射角度照射位置或/及照射范围，也能够通过该控制单元422直接改变不同led灯4211的照射波长、照射亮度或/及照射时间，以加强对某一个或某几个座标位置上的皮肤进行照射治疗。
84.而该位移机构4212能够是主动式机构或是被动式机构，若是主动式机构，则能够通过该由该控制单元422通过该位移机构4212改变该led灯的照射深度、照射角度照射位置或/及照射范围，以因应不同的皮肤状态特征的位置、颜色深度或/及范围；
85.然而若是被动式机构，虽然无法由该控制单元422控制该位移机构4212进行位移或改变方向，但由于每个led灯(管)具有较高的磨擦系数，故只要将多个led灯4211组成的led矩阵碰触人脸后，被动式机构会被动伸缩，故自然可得到脸的模型，而该控制单元422则能够依据被检者的3d脸部模型数据，将对应每一个被动式机构位置的led灯进行控制照射。
86.而以下提供实施例说明：
87.(1)当被检者5的3d脸部模型数据建立出来之后，能够进行判断是否具有皮肤状态特征图样，并将其位置与类别(类别是包含了皮肤状态特征的种类与严重程度(颜色深度或/及范围))标示出来；
88.(2)如图5所示，于座标a1,a2,a3,a4的范围内判断有湿疹51的情况之后，针对湿疹51的情况，判断并提供一第一照射参数数据(应离皮肤2公分处，照射波长为365nm，照射时间为10秒钟)；
89.(3)如图5所示，于座标b1,b2,b3,b4的范围内判断有老人斑52的情况之后，针对老人斑52的情况，判断并提供一第二照射参数数据(于离皮肤1公分处，照射波长为280nm，照
射时间为5秒)；
90.(4)之后，对应该位置的照射单元421(led柱体)能够根据脸部建模(被检者的3d脸部模型数据)的深度资料与红外线测距的补助，将多个对应位置的照射单元421(对应于座标a1,a2,a3,a4及座标b1,b2,b3,b4的照射单元421)，往前延伸至对应位置，并发出对应波长与时间的光线进行治疗。
91.而当美肤照射设备4照射后，能够通过该摄影设备2再次进行拍摄新的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据，并传送至该远端伺服设备1，以进行更新出一新的3d脸部模型数据，而该美肤检测设备3更能够比较该被检者经过照射前后的3d脸部模型数据，并通过该照射数据调整器重新设定出一新的照射参数数据(例如某甲有湿疹，需要通过照射波长350～390nm的紫外线进行治疗，然而并非治疗一次就可痊愈，在每次照射后，会重新拍摄照片纪录并分析湿疹程度，并与之前资料作为比较，作为下次治疗时治疗方案的参考与制定)。
92.如图6所示，本发明的美肤检测方法，系包含：
93.(1)于一远端伺服设备上，依据多张具有人脸的照片，进行目标分类，用以建立出多组脸部特征模型数据及照射参考档601；
94.(2)通过一或多个摄影设备，进行拍摄以取得一被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据，并通过该远端伺服设备建立出该被检者的3d脸部模型数据602；
95.(3)将多组脸部特征模型数据及该被检者的3d脸部模型数据传送给一美肤检测设备，以由该美肤检测设备进行比对，并标示出该被检者脸部上某一个或某多个座标上的皮肤状态特征图样603；
96.(4)再针对所标示的皮肤状态特征图样与该照射参考档，进行设定一照射参数数据，以使一具有多个照射单元的led照射本体能够依据该照射参数数据对该被检者脸部上的某一个或某多个座标进行照射604。
97.本发明所提供之美肤检测系统及其方法，与其他习用技术相互比较时，其优点如下：
98.1.本发明提供一套系统及其方法，能够透过深度学习进行训练出多组脸部特征模型数据，并再透过被检者的人脸彩色影像数据及人脸影像深度数据建立出被检者的3d脸部模型数据，更由于为了于进行肤质检测与判断时，其反应速度不至于因为网络状况与要求装置数量而受到影响，故将模型分散部署于边缘端(装置端)，让装置可以自行判断、检测标的物与进行照射治疗，如此将能够极大化地增加装置可用性。
99.2.本发明能够透过不断搜集数据与治疗反应，在去除可识别资料后，进行数据整合与分析，发现某些病症的好发年纪与个人生活背景，供作为未来病患发病风险预测。
100.3.透过本发明之系统及其方法，在每一次诊疗的过程中透过3d相机加上使用边缘运算，使初期在云端所建立属于个人肤质检测的模型和治疗的手法可以达到动态式优化(dynamic optimization)之目的。
101.本发明已通过上述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此一技术领域具有通常知识者，在了解本发明前述的技术特征及实施例，并在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定者为准。