JP2019017919A

JP2019017919A - 肌状態判定システム、肌情報取得装置、肌状態判定方法およびプログラム

Info

Publication number: JP2019017919A
Application number: JP2017141757A
Authority: JP
Inventors: 貞雄安達; Sadao Adachi
Original assignee: Kimelab Inc
Current assignee: Kimelab Inc
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-02-07

Abstract

【課題】肌状態の評価の精度が向上する肌状態判定システム、肌情報取得装置、肌状態判定方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】肌状態判定システムは、肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子１２と、センサ素子１２から出力される検出信号に基づいて、肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する肌画像生成部１１１と、肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行する二値化処理部２１２と、二値化された肌画像を解析することにより肌に関する物理量を算出する物理量算出部２１３と、物理量に基づいて、肌の状態を判定する判定部２１４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、肌状態判定システム、肌情報取得装置、肌状態判定方法およびプログラムに関する。

デジタルビデオカメラ等の撮像装置を用いて肌を撮影して得られる撮像画像を解析することにより肌状態を評価する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２００９／１４２０６９号

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、肌表面をデジタルビデオカメラ等の撮像装置により撮影して得られる肌画像は、撮影時における光量に応じて大きく変動してしまう。即ち、肌画像の品質が、撮影時の環境に大きく影響されることにより、肌画像の品質のばらつきが大きくなるので、肌状態の評価の精度が低下する虞がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、肌状態の評価の精度が向上する肌状態判定システム、肌情報取得装置、肌状態判定方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る肌状態判定システムは、
肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子と、
前記センサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する肌画像生成部と、
前記肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行する二値化処理部と、
二値化された肌画像を解析することにより肌に関する物理量を算出する物理量算出部と、
前記物理量に基づいて、肌の状態を判定する判定部と、を備える。

他の観点から見た本発明に係る肌情報取得装置は、
肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子と、
前記センサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する肌画像生成部と、を備える。

他の観点から見た本発明に係る肌状態判定方法は、
肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を形成するステップと、
前記肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行するステップと、
二値化された肌画像を解析することにより肌に関する物理量を算出するステップと、
前記物理量に基づいて、肌の状態を判定するステップと、を含む。

他の観点から見た本発明に係るプログラムは、
コンピュータを、
肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を形成する肌画像形成部、
前記肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行する二値化処理部、
二値化された肌画像を解析することにより肌に関する物理量を算出する物理量算出部、
前記物理量に基づいて、肌の状態を判定する判定部、
として機能させる。

本発明によれば、肌画像形成部が、肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号に基づいて、肌表面の凹凸を示す肌画像を形成する。これにより、肌画像の品質のばらつきを低減することができるので、肌状態の評価の精度が向上するという利点がある。

本発明の実施の形態に係る肌状態判定システムの概略構成図である。実施の形態に係る肌状態判定システムが備える肌情報取得装置および解析装置それぞれのハードウェア構成、機能構成を示すブロック図である。（Ａ）は実施の形態に係るセンサ素子の回路図であり、（Ｂ）は実施の形態に係る肌情報取得装置の使用状態の一例を示す図である。実施の形態に係る解析装置が実行する肌状態判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態に係る肌状態判定システムについて図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る肌状態判定システムは、肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子から出力される検出信号に基づいて、肌状態を判定するシステムである。

この肌状態判定システムは、図１に示すように、肌に関する情報を取得する肌情報取得装置１と、肌情報取得装置１で生成される肌情報を解析する解析装置２と、を備える。肌情報取得装置１と解析装置２とは、例えばBluetooth（登録商標）のような短距離無線通信規格に適合した通信方式で通信する。肌情報取得装置１は、開口部１０ａが設けられた筐体１０と、開口部１０ａから一部が露出する形で筐体１０内に配置されたセンサ素子１２と、を有する。

肌情報取得装置１は、図２に示すように、センサ素子１２の他に、電流−電圧変換回路１３と、制御回路１１と、を備える。電流−電圧変換回路１３と制御回路１１とは、センサ素子１２から出力される検出信号に基づいて、肌状態を示す肌画像情報を生成して解析装置２へ送信する。センサ素子１２は、いわゆる静電容量型であり、図３（Ａ）に示すように、肌に接触させた状態で凹凸形状を有する肌の表面と検出面１２ａとの間の距離に応じて変化する静電容量を反映した検出信号を出力する。センサ素子１２は、一定の間隔で互いに平行に配設された複数の走査線（図示せず）と、それらの走査線に直交し且つ一定の間隔で互いに平行に配設された複数の信号線１２２と、を有する。複数の走査線と複数の信号線１２２との各交点に対応する位置には、トランジスタ１２４とキャパシタ１２５とを有する検出回路１２６が形成されている。トランジスタ１２４は、基準電圧源Ｖ３と電流−電圧変換回路１３との間に接続されている。また、キャパシタ１２５は、トランジスタ１２４のゲートと基準電圧源Ｖ２との間に接続されている。複数の走査線、複数の信号線１２２および複数の検出回路１２６は、回路基板１２０内に作り込まれており、アクティブマトリクスアレイが構成されている。

回路基板１２０上における複数の検出回路１２６それぞれに対応する位置には、検出電極１２８が配設されている。複数の検出電極１２８は、回路基板１２０上に二次元マトリクス状に配設されている。また、複数の検出電極１２８は、絶縁膜１２９により覆われている。

肌がセンサ素子１２の検出面１２ａに接触すると、肌の表面と複数の検出電極１２８との間に、二次元的に分布する静電容量Ｃ１、Ｃ２が発生する。そして、センサ素子１２は、この静電容量の大きさを検出することにより、肌の表面に形成された微細な凹凸形状を検出することができる。また、センサ素子１２は、肌が検出面１２ａに接触したことを検出するための接触検出電極１５１を有する。接触検出電極１１５は、基準電圧源Ｖ１に接続されている。

肌が接触検出電極１５１および検出面１２ａに接触した状態では、接触検出電極１５１と検出面１２ａとの間に肌のインピーダンスが付加されることになる。そうすると、キャパシタ１２５の両端間に印加される電圧が変動し、トランジスタ１２４のゲート電圧が変動する。そして、基準電圧源Ｖ３からトランジスタ１２４のゲート電圧に応じた大きさの電流が、検出信号として電流−電圧変換回路１３へ出力される。

図２に戻って、電流−電圧変換回路１３は、センサ素子１２から出力される電流を電圧に変換し増幅して制御回路１１へ出力する。

制御回路１１は、デコーダ１０５と、ＡＤ（Analog-to-Digital）変換器１０４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、主記憶部１０２と、補助記憶部１０３と、通信部１０６と、これらを互いに接続するバス１０７と、を有する。主記憶部１０２は、揮発性メモリから構成され、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用される。補助記憶部１０３は、不揮発性メモリから構成され制御プログラムを記憶している。デコーダ１０５は、センサ素子１２の複数の走査線を順次活性化する。ＡＤ変換器１０４は、電流−電圧変換回路１３から出力される電圧をアナログ−ディジタル変換することにより検出データを生成してＣＰＵ１０１へ出力する。通信部１０６は、無線モジュールから構成されている。

ＣＰＵ１０１は、補助記憶部１０３が記憶する制御プログラムを主記憶部１０２に読み込んで実行することにより、肌画像生成部１１１および画像送信部１１２として機能する。肌画像生成部１１１は、デコーダ１０５が活性化するセンサ素子１２の走査線を示す情報と、センサ素子１２からＡＤ変換器１０４を介して出力される検出信号と、に基づいて、肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する。肌画像生成部１１１は、生成した肌画像情報を、主記憶部１０２に記憶させる。

画像送信部１１２は、主記憶部１０２が記憶する肌画像情報を、通信部１０６を介して解析装置２へ送信する。

この肌情報取得装置１は、例えば図３（Ｂ）に示すように、センサ素子１２の検出面１２ａを、肌状態を判定しようとする部位（例えば手Ｈの甲）に接触させた状態で使用される。

図２に戻って、解析装置２は、例えば汎用のパーソナルコンピュータから構成され、ＣＰＵ２０１と、主記憶部２０２と、補助記憶部２０３と、インタフェース２０４と、入力部２０５と、表示部２０６と、通信部２０７と、これらを相互に接続するバス２０８と、を備える。主記憶部２０２は、揮発性メモリから構成され、ＣＰＵ２０１の作業領域として用いられる。補助記憶部２０３は、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリから構成され、解析装置２の各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。そして、ＣＰＵ２０１が、このプログラムを主記憶部２０２に読み出して実行することにより、解析装置２の各種機能が実現される。

インタフェース２０４は、ユーザが入力部２０５を操作して入力した情報を、バス２０８を介してＣＰＵ２０１へ出力したり、ＣＰＵ２０１から入力される画像情報を表示部２０６へ出力したりする。入力部２０５は、例えばキーボードやタッチパネル等から構成される。表示部２０６は、液晶ディスプレイのような表示装置から構成される。通信部２０７は、肌情報取得装置１の通信部１０６と無線通信する。

次に、本実施の形態に係る解析装置２の機能構成について説明する。ＣＰＵ２０１は、補助記憶部２０３が記憶するプログラムを実行することにより、画像受信部２１１、二値化処理部２１２、物理量算出部２１３、判定部２１４および結果出力部２１５として機能する。また、補助記憶部２０３は、肌画像データベース（以下、「ＤＢ(Data Base)」と称する。）２３１と、物理量ＤＢ２３２と、評価値算出式ＤＢ２３３と、判定結果ＤＢ２３４と、を有する。肌画像ＤＢ２３１は、肌情報取得装置１から受信した肌画像情報を、その肌画像情報に付与された画像識別情報とユーザを識別するユーザ識別情報とに対応づけて記憶する。また、肌画像ＤＢ２３１は、肌画像情報について二値化処理が実行されることにより二値化された二値化肌画像情報も、画像識別情報およびユーザ識別情報に対応づけて記憶する。

物理量ＤＢ２３２は、肌の皮溝、皮丘のような肌の特徴を定量的に表す肌に関する物理量物理量を、対応する肌画像情報の肌画像識別情報と対応づけて記憶する。この肌に関する物理量としては、例えば皮溝の面積、皮溝の平均太さ、皮溝太さのバラツキ、皮溝間隔、皮溝の平行度、皮溝の方向、皮溝の密度が挙げられる。

評価値算出式ＤＢ２３３は、肌に関する物理量からそれに対応する肌状態を示す評価値を算出する評価値算出式を示す情報を記憶する。この評価値算出式は、例えば肌に関する物理量を引数として肌状態を示す評価値を返す関数から構成される。評価値算出式は、例えば評価者が複数の肌のレプリカについて目視評価を行うことにより得られる評価値と、これらの複数の肌のレプリカについての肌に関する物理量と、の相関関係を表す式である。評価者は、例えば美容研究や肌評価の研究に長年携わってきた経験者であることが好ましい。

判定結果ＤＢ２３４は、肌状態を示す評価値を、それに対応するユーザのユーザ識別情報に対応づけて記憶する。

画像受信部２１１は、肌情報取得装置１から送信される肌画像情報を、通信部２０７を介して取得し、画像識別情報およびユーザ識別情報に対応づけて肌画像ＤＢ２３１に記憶させる。ここで、画像受信部２１１は、例えばユーザが入力部２０５を介して予め入力したユーザ識別情報を採用する。また、画像受信部２１１は、肌画像情報を取得する毎に、取得した肌画像情報に画像識別情報を付与する。

二値化処理部２１２は、肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行して、二値化された画素値を有する複数の画素から構成される二値化肌画像情報を生成する。そして、二値化処理部２１２は、生成した二値化肌画像情報を、ユーザ識別情報に対応づけて肌画像ＤＢ２３１に記憶させる。

物理量算出部２１３は、二値化された肌画像を示す二値化肌画像情報を解析することにより肌に関する物理量を算出する。具体的には、物理量算出部２１３は、例えば二値化肌画像情報における皮溝に対応する部分の画素数や画素の分布方向等を特定し、これらの値から肌に関する各種物理量を算出する。物理量算出部２１３は、算出した各種物理量を示す情報を、画像識別情報に対応づけて物理量ＤＢ２３２に記憶させる。

判定部２１４は、評価値算出式ＤＢ２３３が記憶する評価値算出式を示す情報を参照して、二値化画像情報についての各種物理量を示す情報から、肌状態を示す評価値を算出する。判定部２１４は、算出した評価値を示す評価値情報を、ユーザ識別情報に対応づけて判定結果ＤＢ２３４に記憶させる。結果出力部２１５は、判定結果ＤＢ２３４を参照して、肌状態を示す評価値を表示部２０６へ出力する。

次に、本実施の形態に係る解析装置２が実行する肌状態判定処理について図４を参照しながら説明する。この肌状態判定処理は、例えば解析装置２へ電源が投入された後、肌状態判定処理を実行するアプリケーションプログラムが起動したことを契機として開始される。

まず、画像受信部２１１は、通信部２０７を介して、肌情報取得装置１から肌画像情報を取得する（ステップＳ１０１）。画像受信部２１１は、取得した肌画像情報を画像識別情報およびユーザ識別情報に対応づけて肌画像ＤＢ２３１に記憶させる。

次に、二値化処理部２１２は、肌画像情報について、二値化処理を実行して二値化された画素情報から構成される二値化肌画像情報を生成する（ステップＳ１０２）。ここで、二値化処理部２１２は、生成した二値化肌画像情報を、ユーザ識別情報に対応づけて肌画像ＤＢ２３１に記憶させる。

続いて、物理量算出部２１３は、二値化肌画像情報について、肌に関する各種物理量を算出する（ステップＳ１０３）。物理量算出部２１３は、算出した各種物理量を示す情報を、画像識別情報に対応づけて物理量ＤＢ２３２に記憶させる。

その後、判定部２１４は、評価値算出式ＤＢ２３３が記憶する評価値算出式を示す情報を参照して、二値化画像情報についての各種物理量を示す情報から、肌状態を示す評価値を算出する（ステップＳ１０４）。判定部２１４は、算出した評価値を示す評価値情報を、ユーザ識別情報に対応づけて判定結果ＤＢ２３４に記憶させる。

次に、結果出力部２１５は、判定結果ＤＢ２３４を参照して、肌状態を示す評価値を表示部２０６へ出力する（ステップＳ１０５）。

以上説明したように、本実施の形態に係る肌状態判定システムによれば、肌画像生成部１１１が、肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号に基づいて、肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する。これにより、肌画像の品質のばらつきを低減することができるので、肌状態の評価の精度が向上するという利点がある。

（変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、センサ素子が、スマートフォンや他の携帯端末に付属しているセンサ素子から構成され、肌画像生成部が、スマートフォンや他の携帯端末が備えるＣＰＵにより実現されているものであってもよい。

実施の形態では、肌情報取得装置１と解析装置２とが無線接続されている例について説明したが、これに限らず、例えば肌情報取得装置１と解析装置２とが有線接続されている構成であってもよい。

実施の形態に係る肌情報取得装置１において、例えば肌の水分量を検出する水分量検出部または肌の油分量を検出する油分量検出部を備える構成であってもよい。或いは、肌の温度を検出する肌温度検出部を備える構成であってもよい。肌温度検出部としては、例えば赤外線を利用して肌の表面温度を測定するものであってもよい。

更に、実施の形態に係る肌情報取得装置１において、肌のしみを検出するしみ検出部を備える構成であってもよい。しみ検出部としては、例えば赤外線を利用して肌の表面よりも奥に存在するしみを検出する機能を有するものを採用してもよい。

また、本発明に係る肌状態判定システムの各種機能は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、ネットワークに接続されているコンピュータに、上記動作を実行するためのプログラムを、コンピュータシステムが読み取り可能な非一時的な記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)等）に格納して配布し、当該プログラムをコンピュータシステムにインストールすることにより、上述の処理を実行する肌状態判定システムを構成してもよい。

また、コンピュータにプログラムを提供する方法は任意である。例えば、プログラムは、通信回線の掲示版（ＢＢＳ（Bulletin Board System））にアップロードされ、通信回線を介してコンピュータに配信されてもよい。そして、コンピュータは、このプログラムを起動して、ＯＳ(Operating System)の制御の下、他のアプリケーションと同様に実行する。これにより、コンピュータは、上述の処理を実行する肌状態判定システムとして機能する。

以上、本発明の各実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

本発明は、肌や美容のカウンセリングや化粧品の選択に有用な情報の顧客への提供に好適である。

１：肌情報取得装置、２：解析装置、１０：筐体、１０ａ：開口部、１１：制御回路、１２：センサ素子、１２ａ：検出面、１３：電流−電圧変換回路、１０１，２０１：ＣＰＵ、１０２，２０２：主記憶部、１０３，２０３：補助記憶部、１０４：ＡＤ変換器、１０５：デコーダ、１０６，２０７：通信部、１０７，２０８：バス、１１１：肌画像生成部、１１２：画像送信部、１２０：回路基板、１２２：信号線、１２４：トランジスタ、１２５：キャパシタ、１２６：検出回路、１２８：検出電極、１２９：絶縁膜、１５１：接触検出電極、２０４：インタフェース、２０５：入力部、２０６：表示部、２１１：画像受信部、２１２：二値化処理部、２１３：物理量算出部、２１４：判定部、２１５：結果出力部、２３１：肌画像ＤＢ、２３２：物理量ＤＢ、２３３：評価値算出式ＤＢ、２３４：判定結果ＤＢ、Ｃ１，Ｃ２：静電容量、Ｈ：手、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３：基準電圧源

Claims

肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子と、
前記センサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する肌画像生成部と、
前記肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行する二値化処理部と、
二値化された肌画像を解析することにより肌に関する物理量を算出する物理量算出部と、
前記物理量に基づいて、肌の状態を判定する判定部と、を備える、
肌状態判定システム。
肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子と、
前記センサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する肌画像生成部と、を備える、
肌情報取得装置。
肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を生成するステップと、
前記肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行するステップと、
二値化された肌画像を解析することにより肌に関する物理量を算出するステップと、
前記物理量に基づいて、肌の状態を判定するステップと、を含む、
肌状態判定方法。
コンピュータを、
肌に接触させた状態で肌表面との間の静電容量に対応した検出信号を出力するセンサ素子から出力される検出信号に基づいて、前記肌表面の凹凸を示す肌画像を生成する肌画像生成部、
前記肌画像を構成する各画素の画素値を二値化する二値化処理を実行する二値化処理部、
二値化された肌画像を解析することにより肌に関する物理量を算出する物理量算出部、
前記物理量に基づいて、肌の状態を判定する判定部、
として機能させる、
プログラム。