JPS6053121A - 皮膚表面形状の特徴を検出する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、皮膚表面の微細な形状を検査して。

皮膚の性状や肌質な判定する尺めの指標となる特徴情報
を抽出する装置に関する。この種の装置は、皮膚の治療
、診断、衛生更には美容等の友めの補助手段として有用
である。

皮膚表面には、皮溝と呼ばれる多数の細い溝、皮溝によ
如画成されたほぼ矩形の皮丘と呼ば扛る小丘１毛孔等か
ら形成される微細な起伏模様（皮紋）が見られ、その形
態は、皮膚の代謝その他の生理学的機能を反映するもの
でるる。したがって、皮膚表面の微細形状を検査してそ
の特徴を適確に識別することは、治療、診断、美容等に
とって不可欠な皮膚の性状や肌質な知る皮めの指標を得
ることになシ、非常に重要である。

従来、皮膚の表面形状そのものを詳細見切に観察する尺
めの工夫は種々なされている。しかしながら、その形状
がどのような皮膚の性状ないし肌質な表わすかの評価、
判定は、判定者が前記観察を通じて、上孔の大きさ及び
個数、皮溝の密度、太さ、Ｒさ及び方向性、皮丘の大き
さ及び形状等（以下皮紋特徴という。）を判読し、それ
らの所見を総合して、主観的かつ経験的に行なうほかな
かった。

もっとも、皮膚表面の微細形状を数値によって表現する
こと自体は、さほど困難ではない０例えば、皮膚レプリ
カ（適当な材料を押圧して皮膚の表面形状な写し取った
もの）の表面を表面粗さ針の触針で走査し、得られた一
連の起伏像信号をコンビエータで処理することにより皮
膚表面の起伏状態を表わす適当な数値情報を算出するこ
とは、既に実用化されている（例えば「日本化粧品技術
者会誌」＃ｉ１３巻第２号第４４〜４９頁参照）。この
方法は、起伏状態の詳細なプロフィルを与えはするけれ
ども、七ｎにとどまり、皮膚の性状中肌質の判定の指標
となる大局的特徴１例えば、前記皮紋特徴、あるいはそ
れに密接に関連する情報は、この方法によって直接得る
ことはできない。

ｔた。皮膚表面の写真等を適当な光電変換手段で走査し
て得られた情報を、本格的なコンピュータと長く複雑な
パターン処理プログラムとを駆使して解析することによ
シ、所望の特徴情報を抽出することも、不可能ではない
。しかしながら、このようなシステムは、大型で高価な
ものとなシ、結果を得るまでの所要時間も長く、その上
、その操作に相当な専門知識を必要とするから、その設
置場所も使用目的も制約を受け、実用的でない。

本発明は、小型、低価格で、操作も簡単でア担しかも１
判定者の経験の深浅に左右さ扛ることの少ない客観的な
判定用指標を、短時間で作成することができるような皮
膚表面形状特徴検出装置を。

提供することを目的とする。

本発明の本質的特徴は、撮影用光源の照射条件を変化さ
せて得られる複数の像のそれぞれについて、Ｗｒ定の明
暗度範囲にある部分の面積を算出するように構成された
点にある。照射条件が変化すると、皮膚表面の像の明暗
パターンに表面形状の特徴（例えば皮紋特徴）に応じた
変化が生じるので、所定明暗度範囲の部分の面積の算出
という簡単な処理によって所期の％徴が検出できるので
める０変化させる照射条件としては、照射の方位。

俯角、光量、光源の数など及びそ牡らの組合わせがある
が、照射の方位を変化させるのが最も効果的である。

次に実施例について説明する。第１図は本発明による皮
膚表面形状特徴検出装置の一実施例をブロックダイヤグ
ラムで示すものでおる。図中、ｌは検査すべき皮膚の部
分又はそのレプリカを表わす。２□、　２．、２．は照
明用光源であって、それらの照射方位は互いに１２０°
ずつずらされているが、単一の光源を被検査体のまわｐ
で＠転できるようにターレット等に取付けたものでもよ
く、ｔｙｃ、　被検査体そのものを同転させるようにし
てもよい。

更に、光量や俯角なども調節可能にしておけば。

被検査体の状況や環境に応じて最適照明条件を選ぶこと
ができるばかりでなく、それらも画像処理上の可変パラ
メータとして使用できる。なお、光ファイバーで光を導
くようにすれば、光源自体は任意の位置に設けることが
できる。３は光源２ないし２．の点灯を制御するスイッ
チであって、この実施例では後記情報処理装置７からの
信号によシ自動的に切替えられるようになっているが１
手動で操作するものであっても差支えない。４は拡大光
学系で、低倍率顕微鏡又は接写レンズなどを用い、適当
な倍率の像が得られるようにする。５は光学像を走査し
て像の各部の明暗の程度に従って振幅が変化する電気信
号を発生する走査中変換装置でめりて、ビジコンカメラ
やＣＣＤカメラなど任意の撮像装置を使用できる。なお
、その前段に画像蓄積装置を置けば、被検者の拘束時間
が短縮できる。６はアナログ−デジタル変換装置である
が。

最も単純な場合には単なる閾値回路であればよく、その
場合にはその閾値を手動又は情報処理装置７からの信号
によシ変更できるようにしておくのがよい。なお、必要
に応じてサンプリング装置を付属させる。鎖線で囲まれ
たブロック７は情報処理装置を示し、それは、映像メモ
リ８．算術・論理演算ユニット９．ワー午ングメモリ１
０及び制御ユニク）　１１を少なくとも備えている。映
像メモリ８は、光源２．、２．、　ｚ、に対応して領域
Ｍ、、　Ｍ、、　Ｍ、に分割されている。算術・論理演
算ユニット９は、普通のコンビ纂−夕の演算ユニットと
実質上同じものであって、データ処理に必要な算術演算
及び論理演算を制御ユニッ）　１１の制御の下に選択的
に遂行する。ワーキングメモリｌＯは、演算の中間結果
と最終結果とを一時的に記憶する。制御ユニット１１は
、コンピュータの分野で周知のプログラム制御式のもの
が適しておシ、￥ステ五の各部に必要な制御信号を所要
時点で供給する。必要に応じて、各種の制御情報や演算
上必要な定数などを記憶する丸めのメモリを別に設けて
もよい。１２ないし１４は出力装置の数例を示し、１２
はＣＲＴ表示装［，１３はドツトプリンタ、　１４はフ
ロッピーディスクでるる〇 次に動作について、最も単純な場合、すなわち、照射方
位のみを変化させ、かつ、４！ｒ画素の明暗度が所定値
より大きいか小さいかにのみ着目して処理する場合を説
明する。この場合、アナログ−デジタル変換装置６は、
前記のようＶＣ，単なる閾値回路で充分でわる０ まず、映像情報入力動作が開始される。スイッチ３の動
作によ多光源２、が点灯され、皮膚又は皮膚レプリカ１
の像は拡大光学系４によ如適当に拡大される。走査・変
換装置５はこの像を走査して、各部の明暗度に比例して
振幅が変化する電気信号を発生する。この信号は、前記
のように構成されたアナログ−デジタル変換装置６によ
り、各画素ごとにその明るさが所定値以下ならば＃１”
でそれを越えればａＯ＃の値をとる１ビツトの２値情報
に変換され、この２億情報ビツトは、次いで、映像メモ
リ８の領域Ｍ２における各画素に割当てられたロケーシ
璽ンに書込まれる０かくで、領域島内には、皮膚表面の
明暗像の写像として、′１＃と１０”のパターンが記憶
される。すなわち、＃Ｏ”は光の当たる部分で纏るから
凸部に対応し。

“！”は陰になった部分でおるから四部に対応する。全
画素の情報の入力が終ると、制御ユニット１１は制御信
号を発生してスイッチ３を切換え、光源２ｇｋ消灯して
代９に２体点灯する。以後は前記と同様にして、光源２
．で照射されたときの皮膚表面の明暗像に対応する１”
と１０”のパターンが領域ＭＹに記憶され、最後に、前
記と同様にして、光源２１で照射でれたときの皮膚表面
の明暗像に対応する“１＃と“０”のパターンが領域Ｍ
ｇに記憶される。

次に解析処理動作に移り、まず、領域Ｍ、の内容をＩＩ
次読出して、算術・論理演算ユニット９により、”ｌ”
の個数を計数する。この計数値は、光源２．で照射され
几ときの像における所定値以下の明暗度の部分の面積で
あり、原理上はこの値をそのまま以後の処理に利用して
もよいが、この実施例では１便宜上、この値を全画素数
で除算し、その商をワーキングメモリ１０の所定のロケ
ークｌン（Ｗ）に格納する。この値は、光源２１で照射
されたときの像における所定値以下の明暗度の部分（隘
になっ７’Ｃ部分）の面積率でおるから、観点を変えれ
ば、凹部のうちで光源２．０照射方位と直交する方向の
成分の割合を表わすものと考えられる。この値を「ｍ方
向占有率」と呼ぶことにする。

次いで、前記と同様にして、Ｖ方向占有率な算出して、
ロケーシ冒ン（ｙ）に格納し、続いて、謬方向占有率を
算出して、ロケーＶＩＮン（−）に格納する。

他の指標を作成するため１次の処理として、領域Ｍ、、
　Ｍ、、　Ｍ、のそれぞれから同一画素に対応するビッ
トを読出し、それらのうちで少なくとも１個が＃１”で
ある場合に計数値に１を加えるという処理を、全画素に
対して繰返して、その最終計数値を全画素数で除した商
をワーキングメモリ１０の他の所定のロケー７日ン葎）
に格納する。この値は。

各照射方位における隘の部分のいわば論理和の面積率で
おるから、全凹部の正味の面積率でおる。

これを「正味占有率」と呼ぶ０ 以上で映像データから直接抽出すべき基本データが得ら
れたから、後は、これら基本データを加工して利用に便
利人諸データを誘導する０例えば、まず、ｓ、ｙｌｇの
各方向占有率をそれらの総和で除した商として、ｑ！ｒ
方向占有率相互間の比率を得る。ｔｙｃ、各方向占有率
の総和から前記正味占有率を引いた値は、少なくとも二
つの照射方位に対して共通に陰になった部分の面積率で
めるｏ′ｆｃだし、三つの照射方位に対してすべて陰に
なった部分は重複して計上されている。これを「共有度
」と呼ぶことにする。更に、各方向占有率の均一度ない
しは相違度を表わす量として、各方向占有率の標準偏差
を算出するのも有用でめる。これら数値の算出のための
制御手順は尚業者には自明であるから、その詳細な１ｆ
ｆｌ明は省略する。

以上のようにして得られた映像データ及び数値データは
、メモリ８及びワーキングメモリ１０から。

必要に応じて適当な出力装置１例えばＣＲＴ表示装置１
２．　ドツトプリンタ１３．フロクピーディスク１４な
どに出力する。ＣＲＴ表示装置がカラー表示式である場
合には、例えば、領域Ｈｚからの出力でブルー％　Ｍｙ
からの出力でレッドｂ　Ｍｇからの出力でグリーンの各
輝度信号を変調することにより％異なる照射方位におけ
る陰の部分とそれらの重複部分とが色別けされて表示さ
れるので便利で套る。

次に、以上のようにして得られに諸データと皮膚素面の
形状の特徴、ひいては皮膚の性状との関連性を、次の表
に示すいくつかのサンプルについての実測値と対比しつ
つ説明する。

サンプル随１は毛孔が大きく、皮紋が鮮明なもの、Ｎ１
２は毛孔が小さく、皮紋が細かくて鮮明なもの、Ｎ１１
３は毛孔が非常に少なく、皮紋が消失しているもの、Ｎ
ｌ１４は毛孔がほとんどなく、皮紋は平板でかつ一方向
に流ｎているものであるＯ前にも述べたようにｍ　”ｓ
ｌｌ＋Ｉの各方向占有率は、そ扛ぞ扛の照射方位と直交
する方向の凹部の成分を表わしている。したがって、と
牡らの占有率が互に同一に近い（標準偏差が小さい）は
ど。

皮溝が縦横に走っていることを示しくサンプル漱１及び
３）、逆に、とｎらの差が大きい（標準偏差が大きい）
ことは皮溝（皮紋）が一方向に流れていることを示す（
サンプル８１１４）。正味占有率は毛孔と皮溝の総面積
を表わすが、と扛は１毛孔と皮溝の深さを示す指標とし
て利用することもできる。１＊、共有度は、一応、少く
とも二方向から見て陰になる部分の広場を表わし、シタ
がって、丸い四部である毛孔及び皮溝相互の交差部の広
さを表わすが、前者の方が後者よシも圧倒的に大きいと
考えられ、しかも、前記のように、三方向から見ていず
れも陰になる部分が重複計上されて強！ｉ１されている
ので、共有度は毛孔の大小を示す指標となりうる。すな
わち、この値が大きければ毛孔が大きく（サンプル磁１
）、小さければ毛孔が小さいかめるいは極端な場合消失
している（サンプルＮ１３及び４）と判定してよい。

以上の処理に加えて、アナログ−デジタル変換装置の閾
値を種々変えて得られるそれぞれの映像データに対して
も以上と同様な処理を行ない、その結果を加味す扛ば、
より適確妥尚なｌｆ＃微情層情報ることができるし、中
間の明暗度の部分の面積率も、異なる閾値における面積
率の差として容易にまる。また、アナログ−デジタル変
換装置に多ビツト多レベルのものを用いてもよいことは
いうまでもない。その場合には、前記の閾値を変化させ
て行なう処理や中間明暗度部分の処理を情報処理装Ｒ７
の内部処理として行なうことがで右るので、所要時間の
短縮ができ、また、処理内容の多様性や融通性も増すと
いう利点もめる０また、情報処理装置７に市販の小型コ
ンピュータ、例えばいわゆるマイクロコンビ瓢−夕を用
いれば、特別なハードウェアを作製する困難がない上に
、コンピュータとしての多彩なデータ処理能力を活用し
て、更に複雑精密な解析、識別が可能となｐ、更に、他
の測定器からの入力（皮膚面の電気抵抗、酸性度等）１
問診データ、視察データなども入力して、それらの総合
により最終診断を直接出力することも可能である０なお
、マイクロコンビ二一夕等を用いる場合には、アナログ
−デジタル変換装置の出力を編集してコンピュータの飴
長と等しいピント数の転送単位を形成するためのバｙ７
ア手段を付加すれば効果的である。

前記のように１本発明の装置は、　ｔＪ＼型、低価格で
操作も簡単でおり、客観的な指標情報を誰でも短時間で
得ることができるものであるから、小規模な医院や、薬
局、化粧品店等の店頭において手軽に使用するのに好適
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例のプロンクダイヤグラムである
。 １は皮膚又は皮膚レプリカ、２．〜２．は照明用光源、
３はスイッチ、４は拡大光学系、５は走査嗜変換装置、
６はアナログ−デジタル変換装置、８は映像データ用メ
モリ、９は算術中＠埋演算ユニット、１０はワーキング
メモリ、ｌｌは制御ユニット、１２〜１４は出力装置。 シ　ｐ　ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 皮膚又は皮膚レプリカの表面を照明するための照明装置
   、前記照明装置の照射条件の少なくとも一つを変更する
   ための手段、前記照明装置で照明され几皮膚又は皮膚レ
   プリカの表面の明暗像を表わす一群のデジタル信号を発
   生する装置、及び複数の相異なる照射条件の下で得られ
   几それぞれの群の前記デジタル信号を各照射条件に対応
   して割当てられ几それぞれの領域に記憶する記憶手段と
   、前記領域のそれぞれに記憶された各群のデジタル信号
   について像中所定の明暗度範囲にある部分の面積を算出
   する演算手段とを含む情報処理装置を有する皮膚表面形
   状特徴検出装置。