TWI779793B - 臉部皮膚疾病辨識系統 - Google Patents

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TWI779793B
TWI779793B TW110131086A TW110131086A TWI779793B TW I779793 B TWI779793 B TW I779793B TW 110131086 A TW110131086 A TW 110131086A TW 110131086 A TW110131086 A TW 110131086A TW I779793 B TWI779793 B TW I779793B
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Abstract

一種臉部皮膚疾病辨識系統，包括：供設於一人臉周圍的滑軌；設於該滑軌上的承載件；設於該承載件上的至少一影像擷取裝置；以及設於該承載件上的控制電路單元，用以令該承載件於該滑軌上移動，並使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取。

Description

臉部皮膚疾病辨識系統
本發明係有關一種臉部皮膚疾病辨識系統，尤指一種可用於臉部日光性角化症之臉部皮膚疾病辨識系統。
臉部日光角化症(Actinic Keratosis)為一種好發於中老年齡階層之皮膚疾病，其主要為皮膚長期日曬所造成之病變，例如，患部皮膚表面會粗糙或脫皮，並呈現斑塊或丘疹狀，多為紅色、棕色或膚色，因此經常誤判為老人斑或溼疹。皮膚科醫師除了用眼睛判別之外，亦可使用如皮膚鏡之輔助醫療用具來協助診斷。
然而，現有之皮膚鏡仍存有若干問題，例如實際使用時必須貼近患者皮膚、容易產生眩光、醫師看到的畫面無法用電腦建檔以提供下次回診使用等。因此，亟待提供一種可解決上述問題之臉部皮膚疾病辨識系統。
本發明之主要目的在於提供一種臉部皮膚疾病辨識系統，包括：滑軌，供設於一人臉周圍；承載件，設於該滑軌上；至少一影像擷取裝置，設 於該承載件上；以及控制電路單元，設於該承載件上，用以令該承載件於該滑軌上移動，並使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該滑軌具有依序設於該滑軌之一表面上之至少一感測單元，該控制電路單元面向該感測單元而設於該承載件上，且該控制電路單元用以根據該感測單元而令該承載件於該滑軌上滑動。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該複數個感測單元為電磁鐵，且該控制電路單元係以通過充放電方式控制該複數個感測單元產生磁性以令該承載件於該滑軌上滑動。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該承載件為具有相對之二側壁之ㄇ形結構，且該二側壁之相對側分別具有第一凹槽。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該滑軌之相對二側之表面上分別具有對應於該第一凹槽之第二凹槽，以於該承載件設於該滑軌上後，令該第一凹槽與該第二凹槽共同構成圓柱型溝槽並可分別容置至少二滾珠。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該感測單元為可編程光學尺，該控制電路單元為光學尺讀取頭，該光學尺讀取頭包括一控制電路及一步進馬達，該光學尺讀取頭用以產生該可編程光學尺上各位置之訊號後，該控制電路根據該訊號控制該步進馬達以令該承載件於該滑軌上滑動。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，更包括電性連接該影像擷取裝置及該控制電路單元的電腦裝置，係包括：儲存模組，用以儲存該影像擷取裝置所擷取之影像；位置紀錄模組，用以紀錄該影像擷取裝置之位置資訊，其中，該位置資訊包括該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取時之位置以及於該位置所擷取之影像的編號；建模模組，用以依據該影像擷取裝置對該人臉所擷取之影像進行建模，以生成一人臉模型；及標記模組，用以對該人臉模型進行特徵點標記。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該人臉模型為3D立體模型或2D平面影像。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，更包括線性滑桿，用以連接該滑軌，並使該滑軌能於該線性滑桿上移動或轉動。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該電腦裝置更包括細部拍攝模組，用以依據該特徵點標記所對應之影像取得該位置資訊，並令該滑軌於該線性滑桿上移動或轉動以縮短該滑軌與該人臉之距離，且將該影像擷取裝置移動至該位置資訊中該滑軌所對應之位置之後，令該影像擷取裝置對該人臉進行細部拍攝。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，當該控制電路單元使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取或細部拍攝時，該影像擷取裝置之取像光源為一般白光或自然光，當該細部拍攝模組令該影像擷取裝置對該人臉進行光動力診斷拍攝時，該影像擷取裝置之取像光源為365-410nm波段之光源，當該細部拍攝模組完成拍攝後欲對該特徵點標記之位置進行光動力治療時，以600-700nm波段之光動力治療光源來進行光動力治療。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該影像擷取裝置為可見光相機、結構光相機或微距相機。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該滑軌為符合該人臉之立體弧度之曲線滑軌或曲面滑軌。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該滑軌定義有複數個座標編碼，該承載件包括一可編碼馬達，該控制電路單元根據該影像擷取裝置之取像頻率及該可編碼馬達之轉速，令該承載件依序在該滑軌之該複數個座標編碼上移動，並使該影像擷取裝置依序在該複數個座標編碼上對該人臉進行影像擷取。
如前述之臉部皮膚疾病辨識系統中，該滑軌之一側設有可繞性弧形齒條，該可繞性弧形齒條包括複數個齒距，該承載件包括匹配該複數個齒距之齒輪，該控制電路單元根據該影像擷取裝置之取像頻率及該複數個齒距來轉動該齒輪，以令該承載件依序在該複數個齒距上移動，並使該影像擷取裝置依序在該複數個齒距上對該人臉進行影像擷取。
11:滑軌
111,112,113:表面
114:感測單元
115:第二凹槽
12:承載件
121:側壁
122:第一凹槽
13,14:影像擷取裝置
15:控制電路單元
16:滾珠
17:線性滑桿
2:人臉
21:預定區域
3:電腦裝置
31:儲存模組
32:位置紀錄模組
33:建模模組
331:人臉模型
332:特徵點標記
34:標記模組
35:細部拍攝模組
36:螢幕
圖1為本發明臉部皮膚疾病辨識系統之一實施例之示意圖。
圖2為本發明臉部皮膚疾病辨識系統之另一實施例之示意圖。
圖3為本發明臉部皮膚疾病辨識系統中人臉模型之示意圖。
圖4為本發明臉部皮膚疾病辨識系統進行細部拍攝之示意圖。
圖5為本發明臉部皮膚疾病辨識系統中滑軌與承載件之整體結構示意圖。
圖6為圖5中A-A剖線下的滑軌與承載件之剖面示意圖。
圖7為本發明臉部皮膚疾病辨識系統中包括電腦裝置之系統架構圖。
以下藉由特定之具體實施例加以說明本發明之實施方式，而熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點和功效，亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。
請同時參閱圖1及圖5，圖1為本發明臉部皮膚疾病辨識系統之一實施例之示意圖，圖5為本發明臉部皮膚疾病辨識系統中滑軌與承載件之整體結構示意圖。本發明之臉部皮膚疾病辨識系統包括滑軌11、承載件12、至少一影像擷取裝置13、14以及控制電路單元15。可參閱圖5來了解滑軌11、承載件12及影像擷取裝置13、14的具體結構，而圖1所繪之滑軌11、承載件12及影像擷取裝置13、14僅為示例且旨在說明承載件12及影像擷取裝置13、14可在滑軌11上移動以對人臉2進行不同位置及角度的影像擷取作業。
在本實施例中，滑軌11設於一人臉2周圍，承載件12設於滑軌11上，且影像擷取裝置13、14可設於承載件12上。如圖5所示，滑軌11具有依序設於其一表面111上之複數個感測單元114，且在相鄰表面111之相對二側的表面112、113上分別具有對應於該第一凹槽122之第二凹槽115。於一實施例中，第二凹槽115為凹陷於表面112、113的半圓柱凹槽。
如圖5及圖6所示，承載件12為具有相對之二側壁121的ㄇ形結構，而在二側壁121的相對側上分別具有第一凹槽122。於一實施例中，第一凹槽122可為凹陷於側壁121的半圓柱凹槽。另外，在承載件12設於滑軌11上之後，第一凹槽122與第二凹槽115可相對應地共同構成圓柱型溝槽，並可分別容置至少二滾珠16。如此一來，承載件12可藉由滾珠16、第一凹槽122及第二凹槽115而在滑軌11上移動。
在本實施例中，控制電路單元15可設於承載件12上，具體為設置在二側壁121之間的承載件12表面上，並可面向複數個感測單元114。於一實施例中，複數個感測單元114可為電磁鐵，控制電路單元15為程式化之電路板(PCB)，控制電路單元15可提供該複數個感測單元114電力並控制複數個感測單元114產 生磁性，例如通過充放電方式來控制，以令承載件12在滑軌11上移動，並使承載件12可在滑軌11上任意移動至所欲位置，並使影像擷取裝置13、14對人臉2進行影像擷取。具體而言，可對控制電路單元15提供正電，對感測單元14提供負電，當電源開通時，承載件12可在滑軌11上移動，而當電源關閉時，承載件12可停止在滑軌11之一位置上，此時影像擷取裝置13、14可對人臉2進行影像擷取，藉此取得複數張影像。
上述實施例是感測單元114可為電磁鐵之讓承載件在滑軌上移動之電磁式之移動方式，但本發明還可使用例如可編碼(encoder)馬達、可編程光學尺(optical encoder)或齒輪-弧形齒條系統之移動方式，本發明並不以此為限。以下先說明各種不同移動方式之實施例內容。
於其他一實施例中，感測單元114可為一可編程光學尺，其貼附於滑軌11之一表面111上，而控制電路單元15可為光學尺讀取頭，而光學尺讀取頭包括一控制電路及一步進馬達。可編程光學尺上刻有複數個等間隔之平行線，光學尺讀取頭用以讀取可編程光學尺上的平行線，來產生可編程光學尺上各位置之訊號，控制電路可根據該訊號來控制步進馬達以使承載件12在滑軌11上滑動。另外，控制電路亦可根據複數個等間隔之平行線、步進馬達之轉速以及影像擷取裝置13、14之取像頻率，來使影像擷取裝置13、14依序在各平行線上對人臉2進行影像擷取，藉此取得複數張影像。
於其他一實施例中，可不使用感測單元114，而是在承載件12中裝設一可編碼馬達，利用此可編碼馬達對滑軌11的總長進行路徑座標編碼(或X-Y座標編碼)，故滑軌11可定義有複數個座標編碼，如此一來即可得知滑軌11上每一個點或座標之位置，且控制電路單元15可通過可編碼馬達來控制承載件12移動 至各點位置。另外，控制電路單元15亦可根據影像擷取裝置13、14之取像頻率及可編碼馬達之轉速，來使承載件12依序在滑軌11之各座標編碼上移動，同時使影像擷取裝置13、14依序在各座標編碼上對人臉2進行影像擷取，藉此取得複數張影像。
於其他一實施例中，可不使用感測單元114，並在滑軌11一側設置一可繞性弧形齒條，該可繞性弧形齒條包括複數個齒距，承載件12內包括有可對應匹配複數個齒距之齒輪，使得齒輪轉動時承載件12可同步在滑軌11上移動，且可通過複數個齒距來定義出滑軌11之各點位置(例如透過齒距數量來計算承載件12之移動距離等等來定義出各點位置)。另外，控制電路單元15可根據影像擷取裝置13、14之取像頻率及複數個齒距來轉動齒輪，使承載件12可依序在複數個齒距上移動，並同時使影像擷取裝置13、14依序在複數個齒距上對人臉2進行影像擷取，藉此取得複數張影像。
於一實施例中，影像擷取裝置13、14可為可見光相機、結構光相機或微距相機，但本發明並不以此為限。
於一實施例中，滑軌11可為符合人臉2之立體弧度之曲線滑軌。於另一實施例中，如圖2所示，滑軌11可為曲面滑軌，其為多段彎折的設置在人臉2前，以使承載件12上的影像擷取裝置13、14可對人臉2取得更多角度及位置之影像，但本發明並不以此為限。
請參閱圖7，本發明之臉部皮膚疾病辨識系統可更包括電腦裝置3，電腦裝置3可與影像擷取裝置13、14及控制電路單元15電性連接，例如透過無線網路(Wi-Fi、藍芽、3G、4G、5G等)或有線網路來連接。電腦裝置3可包括儲存模組31、位置紀錄模組32、建模模組33、標記模組34以及細部拍攝模組35。在本 實施例中，儲存模組31可為硬碟、軟碟或記憶體等硬體，而位置紀錄模組32、建模模組33、標記模組34以及細部拍攝模組35可為由微處理器所運行之軟體。另外，電腦裝置3若是在具有感測單元114之實施例中，亦可與複數個感測單元114電性連接。
在本實施例中，儲存模組31用以儲存影像擷取裝置13、14所擷取之影像。位置紀錄模組32用以紀錄影像擷取裝置13、14之位置資訊，其中，位置資訊包括影像擷取裝置13、14對人臉2進行影像擷取時之位置，以及於該位置所擷取之影像的編號。例如，在感測單元114為可編程光學尺時，可透過不同的平行線所產生之訊號，來確認目前承載件12在滑軌11上的位置，並可將該位置所擷取之影像的編號(例如檔名)與對應之訊號作一連結，如此一來即可透過承載件12於滑軌11上所讀取之對應平行線之訊號，來找到所對應之影像，亦可透過影像來使承載件12移動到擷取該影像時之滑軌11的位置。又例如，在不使用感測單元114時，可透過可編碼馬達所定義出的複數個座標編碼，或是包括複數個齒距之可撓性弧形齒條，來計算出滑軌11之各點位置，在各點位置上所擷取之不同影像的編號可與對應之各點位置作一連結，如此一來即可通過影像來使承載件12移動到擷取該影像時之滑軌11的位置。再例如，在感測單元114為電磁鐵時，控制電路單元15內具有一計時晶片(即時時脈)，當承載件12移動時，控制電路單元15可紀錄時間並搭配影像擷取時間，來完成對人臉2的影像擷取作業，影像擷取的時間點即為影像擷取的位置(通常與感測單元114的位置相同)。
在本實施例中，建模模型33用以依據影像擷取裝置13、14在滑軌11之各點位置上對人臉2所擷取之複數個影像進行建模，以生成一人臉模型，例如於圖3中所示在螢幕36中呈現人臉模型331。於一實施例中，建模模型33所建模 之人臉模型331可為3D立體模型，例如可使用市面上常見之3D建模軟體來進行，此時影像擷取裝置13、14之其中一者可配置為結構光相機，來取得3D建模軟體所需之人臉的深度資訊。於另一實施例中，建模模型33所建模之人臉模型331可為2D平面影像，例如可使用市面上常見之影像軟體來將複數張影像合併為一張，此時影像擷取裝置13、14之其中一者可配置為可見光相機。
在建模模組33生成人臉模型331之後，可將人臉模型331呈現於一螢幕36上，如圖3所示。使用者可透過標記模組34來對人臉模型331進行特徵點標記332，並可利用細部拍攝模組35來驅動承載件12至對應特徵點標記332之人臉位置來進行細部拍攝，以便做進一步的觀察與比對。詳細而言，細部拍攝模組35可依據特徵點標記332所對應之影像來取得前述之位置資訊，藉此使影像擷取裝置13、14移動至該位置資訊中滑軌11所對應之位置，並對人臉2進行細部拍攝，此時影像擷取裝置13、14之其中一者可為微距相機。換言之，影像擷取裝置13、14之組合可為可見光相機及微距相機，或者是結構光相機及微距相機，但本發明並不以此為限。
於另一實施例中，為了使影像擷取裝置13、14可更靠近人臉2進行細部拍攝，本發明之臉部皮膚疾病辨識系統可更包括線性滑桿17，用以連接滑軌11，使得滑軌11能於線性滑桿17上移動或轉動，例如滑軌11移動範圍在±80度之間。在進行細部拍攝時，如圖4所示，可在細部拍攝模組35依據特徵點標記332所對應之影像來取得前述之位置資訊之後，先讓滑軌11在線性滑桿17上移動或轉動以縮短滑軌11與人臉2之距離，再讓影像擷取裝置13、14進行移動以及細部拍攝。在此所述之線性滑桿17在滑軌11上相對移動或轉動之方式，可為前述電磁式、可編碼馬達、可編程光學尺或齒輪-弧形齒條系統中的任一移動方式。
於一實施例中，本發明臉部皮膚疾病辨識系統中所採用之光源為：(1)影像擷取裝置13、14之取像光源可為一般白光或自然光，是臉部日光性角化症主要的取像光源；(2)光動力診斷光源是365-410nm波段的光源，在取得疑似日光性角化症部位的影像，並塗抹光動力藥物後，電腦裝置3可控制影像擷取裝置13、14至對應特徵點標記332之位置，以365-410nm波段的光源取像(即上述細部拍攝模組35的細部拍攝作業，且例如取像前可在影像擷取裝置13、14上設置黃色濾片)；(3)在以365-410nm波段的光源取像之後，醫師可決定針對哪幾個有藥物反應之特徵點標記332之位置，以600-700nm波段之光動力治療光源來進行光動力治療。
綜上所述，本發明之臉部皮膚疾病辨識系統，係基於滑軌設計來帶動承載件上的影像擷取裝置來對一患者進行人臉模型之建立作業，並可提供使用者(例如皮膚科醫師)於人臉模型上進行特徵點標記，以對特徵點標記進行細部拍攝，細部拍攝所取得之放大影像可輔助使用者進行該患者的患部比對作業，方便使用者提出更精確之診療意見。
上述實施形態僅為例示性說明本發明之技術原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此技術之人士均可在不違背本發明之精神與範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。然任何運用本發明所教示內容而完成之等效修飾及改變，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。而本發明之權利保護範圍，應如下述之申請專利範圍所列。
11:滑軌
12:承載件
13,14:影像擷取裝置
17:線性滑桿
2:人臉

Claims (13)

  1. 一種臉部皮膚疾病辨識系統，包括：滑軌，供設於一人臉周圍；承載件，設於該滑軌上；至少一影像擷取裝置，設於該承載件上；以及控制電路單元，設於該承載件上，用以令該承載件於該滑軌上移動，並使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取；其中，該滑軌具有依序設於該滑軌之一表面上之至少一感測單元，該控制電路單元面向該感測單元而設於該承載件上，且該控制電路單元用以根據該感測單元而令該承載件於該滑軌上滑動；其中，該感測單元為電磁鐵，且該控制電路單元係以通過充放電方式控制該感測單元產生磁性以令該承載件於該滑軌上滑動。
  2. 如請求項1所述之臉部皮膚疾病辨識系統，其中，該承載件為具有相對之二側壁之ㄇ形結構，且該二側壁之相對側分別具有第一凹槽。
  3. 如請求項2所述之臉部皮膚疾病辨識系統，其中，該滑軌之相對二側之表面上分別具有對應於該第一凹槽的第二凹槽，以於該承載件設於該滑軌上後，令該第一凹槽與該第二凹槽共同構成圓柱型溝槽並可分別容置至少二滾珠。
  4. 一種臉部皮膚疾病辨識系統，包括：滑軌，供設於一人臉周圍；承載件，設於該滑軌上；至少一影像擷取裝置，設於該承載件上；以及 控制電路單元，設於該承載件上，用以令該承載件於該滑軌上移動，並使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取；其中，該滑軌具有依序設於該滑軌之一表面上之至少一感測單元，該控制電路單元面向該感測單元而設於該承載件上，且該控制電路單元用以根據該感測單元而令該承載件於該滑軌上滑動；其中，該感測單元為可編程光學尺，該控制電路單元為光學尺讀取頭，該光學尺讀取頭包括一控制電路及一步進馬達，該光學尺讀取頭用以產生該可編程光學尺上各位置之訊號後，該控制電路根據該訊號控制該步進馬達以令該承載件於該滑軌上滑動。
  5. 一種臉部皮膚疾病辨識系統，包括：滑軌，供設於一人臉周圍；承載件，設於該滑軌上；至少一影像擷取裝置，設於該承載件上；以及控制電路單元，設於該承載件上，用以令該承載件於該滑軌上移動，並使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取；其中，該滑軌定義有複數個座標編碼，該承載件包括一可編碼馬達，該控制電路單元根據該影像擷取裝置之取像頻率及該可編碼馬達之轉速，令該承載件依序在該滑軌之該複數個座標編碼上移動，並使該影像擷取裝置依序在該複數個座標編碼上對該人臉進行影像擷取。
  6. 一種臉部皮膚疾病辨識系統，包括：滑軌，供設於一人臉周圍；承載件，設於該滑軌上； 至少一影像擷取裝置，設於該承載件上；以及控制電路單元，設於該承載件上，用以令該承載件於該滑軌上移動，並使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取；其中，該滑軌之一側設有可繞性弧形齒條，該可繞性弧形齒條包括複數個齒距，該承載件包括匹配該複數個齒距之齒輪，該控制電路單元根據該影像擷取裝置之取像頻率及該複數個齒距來轉動該齒輪，以令該承載件依序在該複數個齒距上移動，並使該影像擷取裝置依序在該複數個齒距上對該人臉進行影像擷取。
  7. 如請求項1、4至6中任一項所述之臉部皮膚疾病辨識系統，更包括電性連接該影像擷取裝置及該控制電路單元的電腦裝置，係包括：儲存模組，用以儲存該影像擷取裝置所擷取之影像；位置紀錄模組，用以紀錄該影像擷取裝置之位置資訊，其中，該位置資訊包括該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取時之位置以及於該位置所擷取之影像的編號；建模模組，用以依據該影像擷取裝置對該人臉所擷取之影像進行建模，以生成一人臉模型；及標記模組，用以對該人臉模型進行特徵點標記。
  8. 如請求項7所述之臉部皮膚疾病辨識系統，其中，該人臉模型為3D立體模型或2D平面影像。
  9. 如請求項7所述之臉部皮膚疾病辨識系統，更包括線性滑桿，用以連接該滑軌，並使該滑軌能於該線性滑桿上移動或轉動。
  10. 如請求項9所述之臉部皮膚疾病辨識系統，其中，該電腦裝置更包括細部拍攝模組，用以依據該特徵點標記所對應之影像取得該位置資訊，並令該滑軌於該線性滑桿上移動或轉動以縮短該滑軌與該人臉之距離，且將該影像擷取裝置移動至該位置資訊中該滑軌所對應之位置之後，令該影像擷取裝置對該人臉進行細部拍攝。
  11. 如請求項10所述之臉部皮膚疾病辨識系統，其中，當該控制電路單元使該影像擷取裝置對該人臉進行影像擷取或細部拍攝時，該影像擷取裝置之取像光源為一般白光或自然光，當該細部拍攝模組令該影像擷取裝置對該人臉進行光動力診斷拍攝時，該影像擷取裝置之取像光源為365-410nm波段之光源，當該細部拍攝模組完成拍攝後欲對該特徵點標記之位置進行光動力治療時，以600-700nm波段之光動力治療光源來進行光動力治療。
  12. 如請求項1、4至6中任一項所述之臉部皮膚疾病辨識系統，其中，該影像擷取裝置為可見光相機、結構光相機或微距相機。
  13. 如請求項1、4至6中任一項所述之臉部皮膚疾病辨識系統，其中，該滑軌為符合該人臉之立體弧度之曲線滑軌或曲面滑軌。
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