专利名称：测量人体部位内变化的方法
背景技术：
1.发明领域本发明涉及一种用于证明和测量人体部位内变化的方法。该方法利用三维分析来识别和测量身体区域，例如脸、臂和腿的变化。该方法特别有用来证明化妆品在面部整容、脸部造型和减少皱纹方面的效果。
2.先有技术描述我们生活在一个身体健康意识不断增强的时代。通常，人们总想比以前更健康和看起来比以前更健康。在保持身体健康方面，锻炼的作用已经深入人心。这导致了越来越多的人加入到健身俱乐部中。许多雇主甚至主动给健身俱乐部提供工作中的收益。
在保持好的身体健康方面，正确营养的作用也深入人心。人们为了身体更加健康，已经在饮食方面出现了明显的变化。在吃好的同时结合锻炼通常能导致减肥。结果，人们往往认为和看起来更加健康。
当人们变老时，他们往往会显现出衰老的迹象，例如他们的头发变白、他们的皮肤松弛，他们皮肤上产生了老年斑和皱纹，他们皮肤表面的粗糙度增加。虽然锻炼和合适的营养促进了身体健康，但是他们并不能消除衰老的迹象。因此，许多人依靠化妆品来减少皱纹，提高皮肤的色素沉淀和减低皮肤纹理。
化妆品制造商致力于开发在皮肤整容、减少皱纹、改善色素沉积方面被证明确有改进的产品，以满足正在衰老的人的需要。限于我们的知识水平，目前还没有准确证明和测量这些改进的方法。因此，证明和测量人体部位内变化的方法成为了一种需要。
Jaspers等人在Skin Research and Technology(皮肤研究与技术)(1999.8第5卷第3期)中描述了一种用于测量皮肤表面特征的方法。该方法利用了3D成象，并且他教导该方法可能用于化妆品工业方面。
美国专利5,867,588号描述了一种分析面部构造和组成的方法。在该专利中，首先获得脸部图象，接着利用复杂的数学算法对其进行分析，以便形成五角形的合成图片。使用所选的点和线，建立了一种限定脸的重叠系统。另外，对所选线段进行组合以形成理想的人脸特征。把理想人脸的计算机派生图象的特征与受验者脸部实际的特征进行比较。获得的数学信息能够用作化妆品在应用方面的指南；用于计划整形、重构外科手术的术前辅助；或者用作分析脸面的标准，以用于学术研究，或用作定量化脸面特征的标准，以用于识别系统。
整形外科医生针对消除老年征兆实施多种手术。面部整容、肚子拢缩、胸部整形等都是普通的措施。这些措施通常会导致人体部位产生急剧的变化。与外科手术获得的矫正相比，由化妆品获得的矫正是不太明显的。我们相信，整形外科医生利用可三维成象来设计外科手术和通过手术前后的比较来证实手术的结果。由于我们的知识有限，因而还没有应用三维图象的重叠来证明或测量化妆品对人体部位的有效性，或者作为一种诊断工具，用于监测人体的三维变化。
发明概要我们的发明提供了一种测量人体部位内变化的方法，该方法包括获得人体部位的第一个三维图象；处理人体的该部位，以在那里产生变化，或者在第一个图象和获得第二个图象之间提供时限；获得如此处理过的人体部位的第二个三维图象；重叠第一个三维图象和第二个三维图象；比较第一个三维图象和第二个三维图象，以测量人体该部位的变化。
在第二个实施例中，本发明提供了一种测量人体部位内三维变化的方法，该方法包括获得人体部位的第一个三维图象；获得人体该部位一个或者多个随后的三维图象；重叠第一个三维图象和第二个三维图象；以及比较第一个图象和第二个图象，以测量人体该部位内的三维变化。
其中所述变化归应于时间的流逝、压力、老化、饮食、疲劳、环境损伤、疾病、受伤或外科手术等。
本申请中所使用的术语“测量”包括，但不仅限于任何目测、量化、仪表输出或所获得表面的加工，其表示在三维空间的变化。这些变化包括，但不仅限于体积的变化、轮廓的变化、牢固性的变化、膨胀变化、年龄变化、纹理变化、面积变化、高度变化、高程变化、大小变化、形状变化、分布变化和音调变化。术语“处理”包括，但不仅限于用某类外部或内部药物、化妆品成分，或者导致或倾向于导致人体部位变化的其它活动，其中所述图象是从所述部位获得的。
尽管在本申请中被称为三维(“3D”)，但是本申请采用的技术在技术上说应是2.5维，意思是对每一个X和Y只有一个Z值。而对每一个X和Y，真正的3D包含多个Z值，并且在本发明的方法中真正的3D也是有用的。
图1示出比较处理前后脸部轮廓的宽度并且计算变化百分比。
图2示出基准图象中眼睛区域的象素数与产品使用后图象中的象素数进行比较，并计算增加百分比。
图3示出脸部预期区域整容和造型效果的颜色偏差图的例子。
图4示出脸颊减肥前后的脸颊表面部分。
图5示出根据本发明可保持受验者位置的设备。
优先实施例的详细描述本发明方法中的第一步是获得人体部位的第一个三维图象。多种商业设备可用来获得物体的三维图象。在本发明的过程中可以使用任何一种该设备。在本发明中将描述两种商用设备。Minolta 3D 1500照相机(可从Minolta公司购买)是一种易于使用、中等分辨率的设备。PRIMOS非接触光学成形仪器则比较复杂，但是它提供了分辨率高得多的图象。然而，可以使用任何一种提供这种三维图象的三维成象设备。
Minolta 3D 1500照相机可以用来获取受验者图象。对于相同的受验者，在每次拍照中，该3D 1500照相机发出两次闪光并且记录一个“没有投射条纹的图象”和一个“带有投射条纹的图象”。也就是说，在第一次闪光时它照的是一个普通的闪光照片而在第二次闪光时它投射条纹。把两数据图象传输到计算机，在计算机中通过被称为MetaFlash Studio的应用软件从这些数据图象中产生一个三维图象。该软件可连同Minolta 3D 1500照相机一起购买，但是也可以单独购买。然而，任何购得的应用软件，只要其能够使二维图象变成三维物体，以及把图象从二维透视图转变成三维透视图，则都可以被使用。
应该对Minolta照相机进行定向，从而投射水平线脸面上，且所述水平线横过脸面。对每一受验者，应该在基准和在产品使用后获得一个数据，同时在闪光期间摄影者仔细地注视该受验者。在观察到闪光或者怀疑出现闪光的情况下，应该拍摄第二张照片，以确保将获得满意的图象。应该把该数据传递到普通的PC，并且由此产生文件应该用该数据和受验者编号进行标记。应该保存该受验者次序表，以关联Minolta编号系统。如下所述，MetaFlash软件可以用来获得三维图象。
利用MetaFlash软件从照相机获取3D图象的步骤在处理和编辑图象之前，必须从原始数据中首先获得它。模式再现参数中的某些选择和设定能够提高图象质量。
用于获取3D图象的设定描述为了获得最佳质量的图象，可以采用下面的设定在“分辨率”下，不检查通用动态分辨率选择。三角形的最大数目设定为300,000。这防止了在图象中获得太少的三角形，因为获得的三角形太少将产生分辨率不够和高度不准确的问题。在“输出质量”类目中，输出象素步长值优选设定为10，其相当于1∶10的比率。对于使用等级的图象来说，这将产生了10,000-20,000个三角形。对于象素步长的X公差值可以设置为缺省值3。在“正常平滑”的框中，Alpha应该设定为0.2，循环(Iteration)应该设定为1。可以不核实“3D纹理校正”选择。在“纹理”下，可以检查剪辑(clip)未使用区和自动暴光，并且在最大纹理尺寸中可以选择“无限制”。接下来，可以不检查“物体轮廓”框。在“堆(heap)平滑”类目中，循环数值可以设定为1。使用等级选择优选约设定为图象中三角形数目的两倍。优选地检查运动补偿。熔断(blow)平均连接长度优选设定为0.8。通常，3D滤波长度优选设置为缺省值15(cm)。如果你想排除顶点比较短距离更远的点，该值能够设定为该距离(单位为厘米)。背景排除阈值优选设定为5。
皮肤相移快速体内(in-vivo)测量(PRIMOS)是由德国GFMesstechnik开发的一种新的成象技术，是一种白光非接触光学剖面测量仪(profiler)。通过把一系列经过相移的B/W条纹投射到物体的表面，PRIMOS在不接触的情况下能够以高分辨率捕获物体的表面形貌。扁平物体上的条纹从其原本将要到达的位置发生的位移通过照相机来确定，该位移量正比于表面上的高程变化。由于目测目的，照相机图象可以在高度数据方面受到限制(wrapped)，从而产生一维照片制备用于分析的图象(1)受验者的3-D图象可以通过使用PRIMOS系统(GFMesstechnik产品#207.02000.00)进行制备。优选使用的设定如下硬件视频增益16，软件视频增益10，部分葛莱码波长16，#图片6，十子线定位平衡视平线在鼻梁上(2)图象可以优选使用IDL_进行处理，以便消除包含在图象外缘的噪音；减少图象的文件大小，从而允许更合理的计算机处理时间；以及把文件从.sdf转换为.obj，以便在其它3D软件程序中使用。IDL_是一种用于操作三维图象的软件包，其可以从Research Systems公司(Boulder，Colorado)购买。
本发明过程中的第二步优选是处理人体部位以便产生变化，尽管本发明的该过程也可以应用来观察未经处理的情况下产生的变化，原因是人体经过一段时间也可能发生变化。
然而，至于因响应处理而发生的变化，在本申请中所见到的这些变化通常以轮廓或结实性的形式出现。使人体部位产生变化的任何处理都可以应用。合适的处理包括，但不仅限于训练体制、表皮防护剂的使用、口腔皮肤护理剂的摄入、药物以及它们的组合。可以监视人体任何部位的变化。合适的人体部位包括，但不仅限于头、脸、颈、唇、面颊、眼、前额、头发、胸、臂、腰、腿、膝、踝、脚和臀部。这能够应用到的身体条件，例如，但不仅限于老化、生长(例如监测儿童的生长率)，松弛、结实性的变化，轮廓的变化、皮下脂肪丰富、瘢痕形成、毛孔形状和大小的变化、丘疹和其它皮肤疾病及条件的变化，以及皮肤伤口内的变化。
在本发明中，任何使身体部位产生变化的训练体制都可能是有用的。训练体制可以包括步行、慢跑、游泳、骑自行车、举重以及它们的多种组合。
给身体部位带来变化的任何表皮或口腔皮肤护理剂都可以在本发明中使用。合适的皮肤护理剂包括，但不仅限于无机防晒霜，例如二氧化钛和氧化锌；有机防晒霜，例如辛基-甲基肉桂酸盐和其衍生物；类视黄醇；维生素，例如维生素E、维生素A、维生素C、维生素B和其多种衍生物，例如维生素E乙酸盐、维生素C棕榈酸盐等；抗氧化机，包括β胡萝卜素，醇酸，例如乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、苦杏仁酸、抗坏血酸、-羟基丁酸、-羟基异丁酸、-羟基异己酸、atrrolactic酸、-羟基异戊酸、甲基丙酮酸、半乳糖醛酸、glucopehtonic酸、glucopheptono 1，4内酯、葡萄酸、葡萄酸内酯、glucoronic酸、glucurronolactctone、乙醇酸、异丙基丙酮酸、甲基丙酮酸、粘酸、丙酮酸、葡萄二酸、葡萄二酸1，4内酯、酒石酸以及羟基丙二酸；β醇酸，例如β-羟基丁酸、β-苯基-乳酸、β-苯基丙酮酸；植物提取物，例如绿茶、酱油、水飞雉、海藻、芦荟、当归、苦橙、咖啡、黄连属、葡萄柚、hoellen、忍冬、薏苡、紫草、桑树、牡丹、puerarua、nice、红花、二甲基laminoethanol、以及它们的多种衍生物、类似物和混合物。优选的预防衰老剂包括类似黄醇、抗氧化剂、醇酸、二甲基laminoethanol和β醇酸。
表皮护理剂可以通过公知的方式利用水、表面活性剂、乙二醇等合成。特别有用的配方和皮肤护理剂在未结案的美国系列专利申请09/604,563和09/604,449中有描述，因而其全文引作参考。
本发明方法的第三步骤是获得如上处理过的人体部位随后的一个或多个三维图象。在过去，由于复制早先图象的精确条件的困难，因此该步骤，即使对于二维图象，也证明是具有挑战性的。在两个图象中，姿势、明暗分布、表情、肌肉收缩或松弛的程度以及三维定位均需要相同，以便能够进行比较。
连同本发明的方法，我们发现了一种用于再现定位的新颖装置。为了获得再现定位和面部表情，给就坐的自愿者拍照。为了达到该目的，优选采用两个基本步骤。一个步骤优选采用头部保护装置，使他或她的下颜舒服地保持在颜座内。一种新设计定做的装置也可以优选使用，该装置从后面和上部支持头，以便提供脸的全景，而不扭曲即将做皮肤测量的脸的前部。在第一和第二成象过程中，例如图5中所阐述的设备可以优选地用来保持受验者的位置。该物体可以安置在椅子内，并且他或她的头向后倾斜以保持在头座上。接着放置前额支持物，从而它在顶部和两侧围绕受验者的头部。可以拉上帘幕，以围绕该装置，从而提供一阴暗的环境。
然而，保持可再现位置也可以利用软件来完成，该软件能够旋转和调整图象，从而在两个不同的时间段产生相同的定位。例如，可以采用上述方式来使用MetaFlash软件。
利用下述程序来标准化脸的定位和脸上表情在安静的光线柔和的房间内对受验者单独进行成象。在测量期间，黑色弹性头带可以用来固定头发并且使其不出现在脸部。应该采取保护措施，以确保弹性头带不以任何方式扭曲皮肤，而是轻轻地挡住头发。在成象之前，应监控下巴座内与下巴、前额、鼻子和眼睛的位置相关的脸的位置。PRIMOS设备把图案投射到脸上，以更好地进行定位。在随后的时间点，成象分析者应注视基准图象并且进行最后的位置调整，以取得最大的一致性。当在眼睛睁开的情况下对脸部成象时，应建议受验者盯着预定位点。在成象期间，应建议他们保持静止，并且告诉他们在数据获取期间将会发光或发生闪光。优选地，应以温柔的声音建议受验者放松他或她的脸(或者身体进行成象的其它部位)，以消除任何笑或皱眉头的痕迹。分析者应该等约5-10秒，接着对受验者进行成象。对新图象和基准图象进行比较，以确保一致性。当观察到运动、闪烁或未对准时，应重新进行测量。第二个图象优选用相同的步骤获得，并用上述相同的设备来拍摄第一张图像。
本发明方法的下一步是对处理前后的图象进行比较。用来分析和比较三维图象的软件产品有多种。任何该软件都能够用于本发明的该过程。为了进行最佳分析，也可以使用软件和常规软件的组合。
使用Minolta MetaFlash成象技术来重叠脸我们发现，MetaFlash能够重叠两个图象，并且能够把他们在任意轴上进行旋转，从而分析该物体的不同方面，因而该程序几乎允许从任何角度对脸部进行比较。这可以通过下列步骤完成在不同的窗口中缩放这两个图象，直到他们的大小相同，接着把一个的窗口定位在另外一个之上。接着，为了更加精确的重叠，能够把每一个图象进行旋转，从而使他们处于相同的方向。可以在两个窗口之间进行转换，并且观察两图象之间的任何变化。
然而，在达到完美重叠中出现的一个问题是该程序不能够保存图象在X-Y坐标平面上的位置。对象(object)工具和照相机工具允许围绕该平面内的图象进行摇摄移动摄象，旋转该图象，以及缩放进和缩放出该图象。然而，该软件仅允许把物体旋转上(起始位置)的变化保存到文件中。因此，由X-Y偏移或物体缩放或照相机角度引起的任何变化都不能够被保存。如果当对图象进行照相时，物体在两帧内没有进行相同定位，则在产生重叠上这会造成一个巨大问题。这将导致两窗口内的图象可能具有相同的方向，但并不是一个放在另外一个之上，而且在每次重新打开文件时，若不进行手工重新定位则不能够正确地观察到该图象。尽管能够通过该技术来进行变化测量，但是，能够在两重叠的图象之间进行转换将使得该测量变得更加容易。
在两重叠的图象之间转换的一可替代的方法通过采用被称为Solo模式的装置来进行确定。在Solo模式中，通过在图象之间进行转换，在同一窗口中打开的两个物体每次能够看见一个。然而这种选择也使用了自动定位方法，该方法不能够被直接控制。该选择最大化了窗口内单个物体的边界框(关于X、Y和Z轴)。边界框是长方形的包封物体的空间。当拍照时，其尺寸通过实际的3维物体边界而确定。3-D物体的性质由连续的、非黑色表面标记的区域确定，并且由包围它的任何黑色区域约束。在Solo模式工作中出现的问题是照相机在确定物体的哪些部分不是黑色的以及确定物体的高度时并不总是一致的。这将导致同一物体的两个图象具有大小稍微不同的边界框。尽管能够把物体的方向控制为相同，但是Solo模式将把这些物体描绘为不同大小的物体或者位于不同的位置的物体。再次，尽管能够利用该方法测量变化，但是它并不是一个最优的方法。
该问题通过利用切面剪切物体不需要的末端以使框的尺寸相同而得到解决。该方法背后的逻辑是使物体边界框的某些轴变短，从而Solo模式通过使物体在所需的方向进行偏移而补偿该损失。在Z轴上的剪切使物体缩放进或出，剪切Y轴使物体向上或向下偏移，剪切X轴使物体向左或右偏移。例如，在Solo模式下进行窗口之间的转换时，如果一个物体稍微高于另一个物体进行定位，则从底部边框直接进行剪切以将该物体降低。在头的后面(或者前面)进行剪切的平行于X-Y平面的切平面将放大物体。通常脸的图象将会有某些不需要的区域，该区域从头发或者耳朵大大地进入到Z轴。这些能够被剪切掉，以逐渐均衡大小。在Solo模式下通过在两个图象之间进行转换，较小的物体首先被选择和编辑。这样，切下Z轴某些部分的任何剪切还将增加其大小以匹配较大的图象。在Solo模式下，这种程序一直进行，直到两种物体看上去具有相同的大小，并且一个物体直接地定位到另外一个物体之上。
在临床研究中，利用上述程序来为受验者产生复合的三维图象。这些三维图象在带有受验者号码和时点的CD上存档。
把图象输出到合适的观看格式MetaFlash软件每次只能提供一个受验者的3D图象以进行很好地观看。然而，打开和下载多个受验者既缓慢又麻烦，因而使用该软件来对大量受验者进行分类是不切合实际的。能够有效地分类和观看图象的一可替代方法已经被开发出来。首先，该复合图象应该使用MetaFlash等软件打开。应该选择“Solo”模式，并且旋转图象，直到获得单个受验者的最优化观看。接着用窗口上的打印屏幕选择来获得“屏幕抓取”，应该把“屏幕抓取”放在“剪切板”上。所捕获的屏幕图象将优选地保留高度提示，该提示为了三维可视化而提供。
分别地，可以起动Adobe PhotoShop并打开新文件。粘贴命令可以用来产生剪切板图象。剪切功能可以用来适当地确定脸的尺寸并去掉不需要的屏幕项。应该把该图象存储为jpeg或类似的带有受验者号码(B或A代表产品使用之前或之后)前缀的文件。
在PhotoShop中所有受验者获得了jpeg文件之后，应该在软件应用程序MicroSoft_PowerPoint中产生一新文件。jpeg文件应该直接插入到PowerPoint幻灯片当中。插入的图片应该通过角箭头扩展为满屏大小。接着通过在幻灯片之间进行转化，对前后图象进行检查，以达到最佳对准。可以根据需要通过移动工具来做稍微的调整，以获得图象的最好的重叠。接着应该存储PowerPoint文件，同时激活页码以在受验者识别方面给予帮助。
当监测参数(例如传统上二维摄影应用色调)上的变化时，该技术使“前”和“后”图象产生非常精确的重叠能力是非常有帮助的，但是它不能对所有的定位问题进行适当校正。
对于PRIMOS设备，所应用的软件和文件格式都是非常不同的。该文件大得多并且提供了非常高的分辨率。我们选择不同的软件来处理这些文件。
处理的基准图象和随后图象可以输入到Rapidform 2000TMplus Pack3软件(从INUS技术公司)，以用于进一步分析。通过应用不同的登记和对准功能，于是两个图象中的一个可以重叠到另一个之上。
接着可以选择两图象上相匹配的一对点(例如，在前后图象上的鼻尖)。在选择了三对或多对匹配点之后，分析者应该在图象上右击并且选择“执行”。软件于是将很好地把一个图象重叠到另一个图象之上。
除了计算机监视器之外，在前后图象上的转换能够通过其它设备来完成。已经能够买到数字图象帧，其使得数字图象能够看见而不需要单独的计算机。这些设备包含必要的组件以便从存储卡、电话线或标准电缆接收数字图象。在下载图象之后，用户能够选择设备上合适的观看参数，并且观看前后图象之间的变化。已知的作为个人数据助手(“PDAs”)的手持设备也能够用来以类似的方式观看数字图象。已经能够买到手提DVD播放器，其能够把图象显示在监视器上。
可视化的另一方法包括双凸透镜印相，其也能使三维图象的变化可视化。该方法简化了信息的分享，并且对不同的目的是有用的。双凸透镜是用于印相的特殊过程，该印相能够显示出高度、运动或者两者。双凸透镜材料具有用于多个透镜的脊。多个图象被交错在一起。交错的图象在双凸透镜材料后面被打印。透镜被设计来以一个特殊的角度隐藏除一个图象之外的所有图象。当旋转双凸透镜相片(print)时，通过你的眼睛看到的图象发生变化。通过这种方式，利用双凸透镜技术看到的一系列图象产生了动画效果。为了达到更高的分别率，双凸透镜相片通过平版印刷或摄影的方式制备。摄影方法用来从用Minolta3D 1500照相机获得的前后图象产生双凸透镜相片，以展示所述产品的益处。
通过使用熔融沉积模型化系统，例如Stratasys公司的FDM 2000，或其它类似设备，能够产生三维表面模型。这允许三维变化可视化，同时给体验增加了触觉组件。
产生颜色偏差图利用Rapidform 2000TM可以产生受验者脸部的颜色偏差图(例如，脸部图象，不同的颜色表示来自基准图象的高度变化的不同水平)。通过把“后”图象上的不同区域的高度从“前”图象的相应区域中减去，可以对变化水平进行评估。打开包含重叠在一起的前后图象的.mdl文件。使用“外形/外形偏差”功能。应该选择“后处理”和“前处理”或者“基准外形”，以及为两外形选择所产生的偏差图。在颜色偏差图上，绿色代表特别区域高度没有变化。鲜红表示区域的最大升高或提升，其中亮蓝色意味着与基准相关的区域的最大降低。其它颜色(例如橙色、黄色)代表升高或降低的中间水平。在一区域中“白色”的出现意味着在该区域的变化量超过了颜色级别所能代表的水平。在这种情况下，“最小范围”和“最大范围”设定的幅度可以按照需要进行调整，以达到最好的颜色分布。通过观看颜色偏差图和设定值，能够观看到在脸的某一区域产品是否有例如整容和造型效果。
通过使用体积评估软件程序评估脸颊减肥IDL表面观看程序可以用来选择脸颊周围的变化区域。该区域应该以.obj文件形式输出。于是用IDL表面观看程序来计算体积变化。脸颊减肥的程度可以作为前后外形之间的体积差异而测定。
例1临床研究2000年9月期间，在NJ的临床测试点，33个受验者参加了化妆品的控制研究。在基准下和产品使用后进行仪器测量。给受验者提供产品，让他们在家每天使用一次，持续一周。一周后受验者返回到中心。在产品使用后进行仪器测量。测量包括Minolta 3D 1500照相机和Primos 3D光学扫描。
记录所述产品的可视益处邀请两位皮肤保护专家来观看图象展示。该展示是在产品使用前后进行的，是按照连续的受验者号码增加的次序进行的。该展示的目的是特别地验证和记录受控产品在使用条件下所观看到的可视益处。结果参见表1。
表1
在该研究中脸部减肥的量化专家分类员清楚地注意到该研究中脸部减肥的证据。我们的一个目标是定量化这类作用。我们调查了使用图象处理软件来检查脸部轮廓边缘(来自MetaFlash_摄影图象)的可能性以及做定量化测量的可能性。采用Adobe_photoshop_(其为一种广泛使用的图象软件包)。该软件的一个能力是描绘(trace)物体的边缘或者轮廓。为了我们的基准图象和产品使用后的图象，对描绘轮廓工具进行最优化设置。得到的图象仅显现出了由软件所检测到的脸部轮廓的迹线。通过使用软件来检测轮廓，该技术消除了不精确性和主观偏差。
通过使用软件的“测量工具”，我们接着评估脸部轮廓的宽度。为了在不同受验者间标准化宽度测量的位置，我们选择在与脸部两侧的拐点水平相同的水平进行测量。如图1所示，比较处理前后脸部轮廓的宽度并且计算变化百分比。
在该研究中眼睛开度效果的定量化专家分类员也注意到该研究中眼睛开度增加的证据。我们调查了使用图象处理软件来定量化该研究中所观察到的眼睛开度变化的可能性。再采用Adobe_photoshop_(其为一种广泛使用的图象软件包)。利用被称为“磁性套索”的专门的photoshop_画图工具来画基准中的两只眼睛的眼睛开度区域的轮廓。该工具被设计来检测物体的边缘，例如眼睛开度，并且当分析者描绘它时设置锚点。通过该方式，该软件有利于选择正在被测量的区域，因而消除测量中的不精确性或偏差。为了我们图象中眼睛区域的检测，使“磁性套索”工具的设置最优化。单个眼睛区域于是被完全填充了黑色，从而能够定量化该区域。如图2所示，该区域中的象素数与基准图象和产品使用后的图象中的象素数进行比较，计算增加百分比。
用于整容和造型可视化和定量化的Primos 3D非接触光学扫描基准图象和产品使用后的图象接着被输入到Rapidform 2000TMPlus Pack 3软件(INUS技术公司)。利用称为登记的过程，该软件使我们能够重叠和对准前后的外形。于是能够观看到作为三维透视图的高分辨率的画有阴影的表面。
产生颜色偏差图通过使用Rapidform 2000TM，对登记的外形进行分析以产生上述受验者脸部的颜色偏差图。通过观看颜色偏差图和设定值，我们观察到脸部区域，在该区域中所述产品已经产生了整容和造型效果。调查者看到这些颜色偏差图并且观察到脸部预期区域的整容和造型效果。为了记录处理后这些脸部外形特征的变化和验证该新方法，选择对特定产品效果显示出明显迹象的受验者子集，并且产生他们的颜色偏差图。单独的例子如下图3所示。
特别地开发颜色偏差绘图程序来记录化妆品的效果。这些图象清楚地表明在产品使用后脸颊、嘴唇和前额区域的外形特征的变化。脸颊减肥的计算值是1.4mm和2mm，而嘴唇膨胀是1.5和0.9mm，人中纵行变化是0.8和1.6mm，以及前额皱纹降低为0.9和1.0mm。
评估脸颊减肥/造型的体积IDL_软件用来确定脸颊减肥的定量体积。在表现出明显的脸颊减肥迹象的受验者的颜色偏差图中有蓝色区域。选择该蓝色区域的一小长方形区域用于分析。如图4所示，对于本研究中两个受验者的子集，每mm2的体积变化被计算为1.1和1.3mm3。
权利要求
1.一种用于测量人体部位变化的方法，其包括获得人体部位的第一个三维图象；处理人体部位以在该部位产生变化；获得如此处理过的人体该部位的第二个三维图象；重叠第一个三维图象和第二个三维图象；以及比较第一个图象和第二个图象，以测量人体该部位的变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量是目测。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述可视化是利用双凸透镜印相完成的。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述可视化是利用数字图象帧完成的。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述可视化是利用个人数据助手完成的。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述可视化是利用手提式DVD播放器完成的。
全文摘要
本发明公开了一种用于测量人体部位变化的方法，该方法包括获得人体部位的第一个三维图；处理人体部位以在该部位产生变化；获得如此处理过的人体该部位的第二个三维图象；重叠第一个三维图象和第二个三维图象；以及比较第一个图象和第二个图象，以测量人体该部位的变化。对于证明和测量通过使用化妆品所获得的脸部变化，该方法特别有用。通常的变化包括脸部整容、脸部造型和减少皱纹。
文档编号G06K9/00GK1407470SQ02106269
公开日2003年4月2日 申请日期2002年3月14日 优先权日2001年3月14日
发明者W·沃伦, K·尼基弗罗斯 申请人:强生消费者公司