一种基于云平台的肤质检测及个性化评价系统及方法与流程

本发明专利涉及医学美容设备领域和肤质检测领域，特别是一种基于云平台的肤质检测及个性化评价系统及方法。

背景技术：

随着社会发展和生活水平的提高，人们对个人形象越来越重视，人们对皮肤的保养和护理越来频繁。目前，市面上皮肤护理产品种类繁多，而每个人的肤质差异化极大，如果不选择与肤质相匹配的护理产品，非但不能起到护理皮肤的作用，甚至会有相反的效果，同时，皮肤护理产品对皮肤的改善，也不是立竿见影立刻生效，需要经过较长时间的使用，才能有比较明显的效果。但实质上，我们需要通过多项指标来评价皮肤肤质，通过测量各指标的变化，以此分析肤质变化趋势，从而调整皮肤护理方案。

当前应用于皮肤肤质检测的主要技术手段有生物电阻抗分析法和图像学分析法。生物电阻抗分析法通过测量皮肤电阻抗特性来评价皮肤肤质，但这种方法仅能测量皮肤水分和脂肪分泌，并且该检测需要检测仪器直接接触皮肤，接触阻抗对检测结果影响较大。

在理疗美容领域，一般采用图像学分析法来评价皮肤肤质，该方法使用高分辨率传感器在特种光源下采集皮肤图像，通过图像处理算法来获得皮肤的油分、水分、紫外线斑、粗糙度、毛孔大小等精确参数。图像处理算法技术及其检测精度往往需要大量样本训练，并不断修正检测检测结果，而目前市面上存在的基于该技术的肤质测试仪，在工作期间单台仪器所获得的样本数量有限，并且没有专业的人进行数据修正。

技术实现要素：

基于以上技术背景，本发明专利目的是提供一种基于云平台和大数据分析处理以及机器学习方法的肤质检测及个性化评价系统及方法。本系统可在实际使用过程当中，不断丰富用户检测样本数据，基于后台强大的大数据分析处理技术及个性化评价系统，持续提高肤质检测结果的准确性；结合用户的性别、年龄、民族、生活地域、肤色个性化特征，给出更为科学合理的检测评价结果和护肤建议。

为实现上述目的，本发明提供的基于云平台的肤质检测及个性化评价系统包括：肤质检测云平台、肤质检测终端、控制客户端、个性化评价系统、用户端APP以及咨询服务端APP，所述控制客户端与肤质检测终端相互连接，所述肤质检测终端与所述肤质检测管理云平台相互连接、所述肤质检测云平台与所述个性化评价系统、用户端APP以及咨询服务端APP分别相连接。

上述技术方案中，所述肤质检测云平台包括美容院管理模块、顾客管理模块、专家管理模块、资讯广告管理模块、美容百科管理模块、美容计划管理模块、软件升级管理模块、终端管理模块、管理员管理模块、用户意见处理模块以及系统设置模块，这些管理模块为管理人员提供便捷的系统管理方式，接收来自各个终端的交互信息，完成各个终端与云平台的数据交互功能，是终端检测与个性评价系统之间的数据交互媒介。

上述技术方案中，所述肤质检测终端包括采集用户面部皮肤数据的采集模块、完成肤质检测结果初步分析评价的处理模块、保存用户检测分析结果的存储模块，为所述控制客户端提供数据显示并上传用户分析结果至所述肤质检测云平台的传输模块以及智能语音交互模块。

上述技术方案中，所述控制客户端为基于安卓、IOS等系统开发的应用程序，搭载该应用程序的平台为手机、平板等移动智能终端，包括图像数据接收模块、控制模块，检测结果显示模块、信息浏览模块以及模拟整形模块。所述控制客户端通过无线网络与所述肤质检测终端和肤质检测云平台进行通信，控制所述肤质检测终端完成用户面部图像的采集与检测，接收来自所述肤质检测终端预处理后的照片、各项皮肤指标的分析图、检测结果和用户肤质检测报告以及来自肤质检测云平台的数据，将这些图片和文本数据进行处理后通过友好的交互界面呈现给用户。所述皮肤指标包括水分、油分、毛孔、粗糙度、紫质、皱纹、色素、色斑共八项指标。

上述技术方案中，所述个性化评价系统包括用于存储用户检测结果信息的存储模块、通过不断训练用户检测样本数据，改善自身分析性能，为使用者提供准确可靠的检测结果并给出皮肤的综合排名得分及护理保养建议的分析评价模块。

上述技术方案中，所述用户端APP包含美容资讯模块、在线检测模块、美容社区模块以及个人中心模块，所述美容资讯模块包括主题活动、美容百科、美容机构、护肤产品、美肤项目五个方面资讯内容，所述在线检测模块包括一键皮肤检测子模块和模拟整形子模块，一键检测功能使得用户可以通过手机摄像头采集个人面部皮肤图像，并在手机端完成皮肤检测操作；模拟整形功能用于对用户皮肤原图进行隆鼻、塑脸、加双眼皮等皮肤美容操作。

上述技术方案中，所述咨询服务端APP为基于安卓、IOS等系统开发的应用程序，搭载该应用程序的平台为手机、平板等移动智能终端，所述咨询服务端APP包括在线咨询模块、历史咨询模块以及个人中心模块，所述在线咨询模块提供文字、语音及视频三种资讯方式。其中，线咨询模块使专家能够通过手机客户端查看当前咨询列表并接受特定用户的在线咨询；历史咨询模块中，专家能够查看自己的接受咨询记录，并查看特定记录详情；个人中心模块中，专家能够查看并编辑个人信息，同时可以进行客户端版本升级和系统设置操作。

本发明提供的基于云平台的肤质检测及个性化评价系统的线下肤质检测方法，包括以下步骤：

步骤一、通过肤质检测终端直接采集用户面部皮肤图像并对其进行降噪预处理，进而提取面部有效区域数据并将其传送到所述肤质检测云平台上；

步骤二、所述个性化评价系统对所述肤质检测云平台上的有效数据采用一系列皮肤指标分析处理算法进行处理，得出面部皮肤的水分、油分、粗糙度、毛孔、色素、皱纹、色斑、紫质八个指标的检测结果，同时生成上述各个指标的面部区域分布图，之后再将处理结果反馈到所述肤质检测云平台上；

步骤三、所述肤质检测云平台将处理结果同步传送到所述肤质检测终端；

步骤四、所述控制客户端将所述肤质检测终端中的处理结果显示给用户查看。

本发明提供的基于云平台的肤质检测及个性化评价系统的线上肤质检测方法，包括以下步骤：

步骤一、用户通过所述用户端APP上的一键皮肤检测子模块拍摄脸部图像，并根据不同手机的摄像头像素，自动调整用户端APP内置图像处理算法的处理参数对所拍图像进行本地处理得到检测分析结果并将检测分析结果通过无线网络上传至所述肤质检测云平台；

步骤二、所肤述质检测云平台将测试分析结果同步给所述个性化评价系统，所述个性化评价系统采用一系列皮肤指标分析处理算法对所述检测分析结果进行处理得出最终评价结果，并将评价结果同步到用户端APP；

步骤三、所述用户端APP将所述评价结果呈现给用户。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具备以下优点：

1)本发明提出的基于云平台的肤质检测及个性化评价系统包含线上、线下两种皮肤检测方式。肤质检测终端支持线下皮肤检测功能，其专业的图像采集模块和内置的皮肤图像处理算法及个性化评价系统能够更加快速的为用户提供精准的皮肤检测结果；用户端APP支持线上皮肤检测功能，依靠客户端本地皮肤图像处理算法以及云平台强大的大数据分析处理能力和个性化评价系统，一方面降低了用户端APP对于硬件的要求，同时减少了网络数据传输，缩短了在线检测的时间，另一方面，由云平台的个性化评价系统返回的检测评价结果更加精确和权威。

2)本发明提出的个性化评价系统，依靠大数据分析处理技术和机器学习方法，能够根据用户的年龄、性别、民族、生活地域以及肤色等个性化特征，为用户提供更为合理和准确的皮肤评价及护理保养建议。

3)本发明提出的用户端APP，整合了多种美容资讯信息，使得用户能够通过手机客户端实时掌握与美容有关的信息，同时，为美容用户提供美肤计划等个性化功能，帮助用户更好的完成皮肤保养护理工作。

4)本发明提出的肤质检测终端集成了智能语音交互功能，用户能够与终端在特定语义场景下进行基本交流，同时能够语音控制终端进行特定操作，更具交互性。

5)本发明提出的基于云平台的肤质检测及个性化评价系统能够根据持续增长的用户检测数据，自适应调整系统数据处理算法的相关参数，不断提高用户皮肤检测分析与评价的准确性和有效性。

附图说明

图1为本发明的肤质检测及个性化评价系统的系统框图。

图2为本发明的肤质检测终端的总体框图。

图3为本发明的图像处理流程图。

具体实施方式

为便于更好的理解本发明的目的、特征以及功效等，现结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1、图2所示，肤质检测及个性化评价系统包括：肤质检测云平台、肤质检测终端、控制客户端、个性化评价系统、用户端APP以及咨询服务端APP，所述控制客户端与肤质检测终端相互连接，所述肤质检测终端与所述肤质检测管理云平台相互连接、所述肤质检测云平台与所述个性化评价系统、用户端APP以及咨询服务端APP分别相连接。

肤质检测云平台，作为整个系统的核心部分之一，它是整个系统的数据交互枢纽，兼顾了对肤质检测终端、用户端APP、咨询服务端APP的维护管理。它包括美容院管理模块、顾客管理模块、专家管理模块、资讯广告管理模块、美容百科管理模块、美容计划管理模块、软件升级管理模块、终端管理模块、管理员管理模块、用户意见处理模块以及系统设置模块，这些管理模块为管理人员提供便捷的系统管理方式，接收来自各个终端的交互信息，完成各个终端与云平台的数据交互功能，是终端检测与个性评价系统之间的数据交互媒介。其中，

美容院管理模块：主要对线下美容院的基本信息进行查询与管理。包括新建美容院，查看详情资料、历史接待检测、美容顾问、终端设备、服务项目、商品以及客户评价信息，并进行相关管理。

顾客管理模块：主要功能包括添加或禁用用户，查看客户列表，查看指定客户的详细信息，查看指定客户的历史记录列表，其中包括，检测历史、咨询历史、评价专家历史、评价美容院历史及积分记录。

专家管理模块：主要提供录入专家及专家建议、管理专家和审核专家的功能。

资讯广告管理模块：主要提供管理用户APP中广告和活动的功能。包括新增广告、活动，以及对其进行查看详情和删除的操作。

美容百科管理模块：由美容百科与你问我答两个子模块构成，主要功能包括新增/编辑美容咨询，查看、禁用、删除咨询与你问我答记录。

美容计划管理模块：主要提供制定美肤计划步骤、及完整美肤计划的功能。顾客可在用户端APP中根据自己的肤质状态选择性加入该制定计划。

终端管理模块：要主要功能是对各美容院内或者其余已报到进行运营的皮肤检测终端进行统一管理。包括对运营中终端的管理，终端类型的配置，以及终端预警信息的处理。

软件升级管理模块：主要功能是对肤质检测终端软件及其控制客户端、用户端APP及咨询服务端APP进行软件的版本控制，能向用户推送最新的软件版本供其下载。

管理员管理模块：主要提供录入管理员，管理管理员和管理角色的功能。其中角色的管理直接影响着后台管理系统各个模块的访问权限，不同权限的管理员将只能访问并管理所属权限范围的模块。

系统设置管理模块：主要提供添加和修改系统设置的功能，其中主要包括积分设置、检测指标范围设置等。

用户意见处理管理模块：主要提供查看所有顾客、专家、美容顾问的意见反馈记录的功能，有利于运维人员了解顾客的需求或者肤质检测终端与APP中存在的问题，方便后期维护与改善。

肤质检测终端包括采集用户面部皮肤数据的采集模块、完成肤质检测结果初步分析评价的处理模块、保存用户检测分析结果的存储模块，为所述控制客户端提供数据显示并上传用户分析结果至所述肤质检测云平台的传输模块以及智能语音交互模块。

控制客户端为基于安卓、IOS等系统开发的应用程序，搭载该应用程序的平台为手机、平板等移动智能终端，包括图像数据接收模块、控制模块，检测结果显示模块、信息浏览模块以及模拟整形模块。所述控制客户端通过无线网络与所述肤质检测终端和肤质检测云平台进行通信，控制所述肤质检测终端完成用户面部图像的采集与检测，接收来自所述肤质检测终端预处理后的照片、各项皮肤指标的分析图、检测结果和用户肤质检测报告以及来自肤质检测云平台的数据，将这些图片和文本数据进行处理后通过友好的交互界面呈现给用户。所述皮肤指标包括水分、油分、毛孔、粗糙度、紫质、皱纹、色素、色斑共八项指标。

个性化评价系统包括用于存储用户检测结果信息的存储模块、通过不断训练用户检测样本数据，改善自身分析性能，为使用者提供准确可靠的检测结果并给出皮肤的综合排名得分及护理保养建议的分析评价模块。使用改进的BP神经网络算法以及大数据分析处理技术对样本数据进行训练及分析处理，可以大大加快算法的收敛速度，并保证其收敛精度；同时，综合考虑了检测用户的年龄、性别、肤色、生活地域等个性化特征，使得得出的肤质指标等级评价结果更具有客观性和可参考性，并有针对性的给出相应的护肤建议以及保养建议，实用性强。实施方法如下：

1)在已有样本数据基础上，筛选出符合条件的数据，由皮肤专家给出具体的评价标准(即在对各项肤质指标进行等级评价是每个参数所占比重对结果的影响)；

2)在此标准的基础上对样本数据进行等级划分，根据已有先验知识，利用改进后的BP神经网络算法样本数据进行训练，将年龄、性别等个性化特征作为算法的输入，等级作为输出；

3)动态调整学习速率，利用误差修正学习步长，进行多次训练，待精度达到特定要求后，利用训练好的个性化评价算法对新的检测样本进行评价，得出用户肤质检测的个性化评价结果；

4)随着样本数量的不断增加，迭代2、3过程，持续提高个性化评价系统的准确性和有效性。

用户端APP包含美容资讯模块、在线检测模块、美容社区模块以及个人中心模块，所述美容资讯模块包括主题活动、美容百科、美容机构、护肤产品、美肤项目五个方面资讯内容，用户可在客户端点击进入相应界面浏览对应的资讯信息；所述在线检测模块包括一键皮肤检测子模块和模拟整形子模块，在一键皮肤检测中，用户可以通过手机采集面部皮肤图像，根据用户端APP内置皮肤图像处理算法，得到面部皮肤水分、油分、粗糙度、毛孔、色素、皱纹六个皮肤指标检测结果并将该结果上传至肤质检测云平台，肤质检测云平台调用个性化评价系统对该检测结果进行分析处理，并将最后的评价结果返回至用户端APP，通过用户端APP进行显示。在模拟整形中，用户通过手机摄像头采集面部皮肤图像完毕后，选择并进入特定模拟整形操作界面，通过调整对应处理参数，实现面部皮肤的模拟整形操作；美容社区模块包含皮肤问题、护肤知识、美容食疗、美容误区、皮肤知识五个知识模块和用户状态两大部分。用户可以发布自己的状态信息，同时可对其他用户的状态进行评论、转发、收藏操作，也对特定用户进行关注；个人中心模块包括以下功能部分：个人资料管理、我的收藏、我的积分、我的帖子、我的问答、我的咨询、我的消息、我的福利、我的计划、在线客服、电话咨询、功能建议。

咨询服务端APP为基于安卓、IOS等系统开发的应用程序，搭载该应用程序的平台为手机、平板等移动智能终端，所述咨询服务端APP包括在线咨询模块、历史咨询模块以及个人中心模块，所述在线咨询模块提供文字、语音及视频三种资讯方式。其中，线咨询模块使专家能够通过手机客户端查看当前咨询列表并接受特定用户的在线咨询；历史咨询模块中，专家能够查看自己的接受咨询记录，并查看特定记录详情；个人中心模块中，专家能够查看并编辑个人信息，同时可以进行客户端版本升级和系统设置操作。

本发明提供的基于云平台的肤质检测及个性化评价系统的线下肤质检测方法，包括以下步骤：

步骤一、通过肤质检测终端直接采集用户面部皮肤图像并对其进行降噪预处理，进而提取面部有效区域数据并将其传送到肤质检测云平台上；

步骤二、个性化评价系统对肤质检测云平台上的有效数据采用一系列皮肤指标分析处理算法进行处理，得出面部皮肤的水分、油分、粗糙度、毛孔、色素、皱纹、色斑、紫质八个指标的检测结果，同时生成上述各个指标的面部区域分布图，之后再将处理结果反馈到肤质检测云平台上；

步骤三、肤质检测云平台将处理结果同步传送到肤质检测终端；

步骤四、控制客户端将肤质检测终端中的处理结果显示给用户查看。

本发明提供的基于云平台的肤质检测及个性化评价系统的线上肤质检测方法，包括以下步骤：

步骤一、用户通过用户端APP上的一键皮肤检测子模块拍摄脸部图像，并根据不同手机的摄像头像素，自动调整用户端APP内置图像处理算法的处理参数对所拍图像进行本地处理得到检测分析结果并将检测分析结果通过无线网络上传至肤质检测云平台；

步骤二、述质检测云平台将测试分析结果同步给个性化评价系统，个性化评价系统采用一系列皮肤指标分析处理算法对检测分析结果进行处理得出最终评价结果，并将评价结果同步到用户端APP；

步骤三、用户端APP将评价结果呈现给用户。

如图3所示，图像处理流程如下；

1)对图像采集模块采集到的图像进行降噪处理，去除皮肤图像中的噪点及无用信息；

2)提取皮肤图像中的面部有效区域，确保图像处理算法的输入数据尽可能为有效数据；

3)将各项皮肤指标的检测结果输入个性化评价系统，个性化评价系统根据用户年龄、性别、民族、肤色、生活地域等个性化特征，给出本次皮肤检测评价结果及针对用户皮肤状况的护理保养建议；

4)肤质检测终端将个性化评价系统的最终输出结果通过无线网络发送至控制客户端并以友好的UI界面形式呈现给用户。

各皮肤指标的分析算法如下：

水分分析算法，皮肤最外层的角质层和皮脂膜可以防止水分的流失，正常情况下角质层的含水量在10％左右，如果低于这个水平，则表示缺水性皮肤，这样的皮肤颜色暗淡、干燥，甚至有脱皮现象，即所谓的“枯黄型”皮肤，若皮肤水分充足，则皮肤光泽，表现为“白里透红型”皮肤。通过颜色作为水分评价的标准，可以由以下方法来确定：

1)在样本图像库中选择几张皮肤颜色具有代表性的图片来，作为不同含水量等级的参照物并计算这些参照物的皮肤颜色；

2)使用真皮层图像，转换到选定的颜色空间中，计算待检测图像的颜色与参照图像颜色之间的距离，从而统计出水分占比。

油分分析算法，内置LED灯照在皮肤上由于不同皮肤油质的多少会造成不同程度的反光，使得局部像素值可能远远大于普通肤色的像素值，通过对这些大像素块的检测来判断是否为油性皮肤，具体方法为：

1)通过待检测皮肤图片的直方图统计，通过加权取出最具皮肤代表性的颜色，作为标准色；

2)经过颜色空间的转换，筛选出待检测图像中颜色亮度相比标准色较高，饱和度较低的像素代表油分，从而统计出油分占比。

色素分析算法。体内激素的变化可引起黑色素在皮肤中沉积，而导致皮肤色素沉着。故在图像中，色素可以与皮肤明显区分出来，具体方法为：

1)通过待检测皮肤图片的直方图统计，通过加权取出最具皮肤代表性的颜色，作为标准色；

2)将待测图像进行颜色空间转换后与标准色进行对比，提取出亮度较低，饱和度较高的色素作为色素进行统计。

粗糙度分析算法，对人脸皮肤进行纹理分析，直接关系到皮肤光洁度和粗糙度的测量，纹理越粗，则皮肤越粗糙，纹理越细，则皮肤越光滑。目前纹理的特征分析方法有很多，如中心矩方法、灰度差分统计方法、共生矩阵方法等。其中基于共生矩阵方法是一种比较普遍的方法，其5个特征值具有如下性质：

1.角二阶矩(ASM)ASM越大纹理越粗，ASM越小纹理越细；

2.熵(ENT)ENT越大纹理越细，ENT越小纹理越粗；

3.逆差矩(IDM)IDM越大纹理越粗，IDM越小纹理越细；

4.对比度(CON)CON越大纹理越细，CON越小纹理越粗；

5.相关性(COR)COR越大纹理越粗，COR越小纹理越细。

色斑分析算法，由位于上皮底层的黑色素细胞产生过多的黑色素而导致的皮肤损美性改变，表现为皮肤表面的晦暗点，常见的有雀斑、痣、黄褐斑等。根据白光下皮肤图片整体的加权统计得到的皮肤标准色，筛选出饱和度及亮度较低的区域，并剔除毛孔直径相近的目标斑点以提高检测精确性，得到色斑的分布，并进一步计算色斑的占比等。

紫质分析算法，紫质检测是对皮肤表层由卟啉产生和排泄异常所引起现象进行检测，需要在特定波长的光环境下进行检测。由于其目标状态与色斑相似，采用相同算法，此处不再赘述。

毛孔分析算法，毛孔不像色斑那么明显，所以在检测时必须减少其他因素对它的干扰，在进行阈值分割之前需要通过相关滤波器排除色斑和皱纹对其的影响。排除色斑采用ε-滤波器滤除，排除皱纹可以根据像素块的长宽比例进行，因为毛孔多为圆形，皱纹多为长条形。

皱纹分析算法，皱纹是皮肤上的犁沟、折叠或皱褶，日晒会引起其增多，并与皮肤弹性降低有关。将皮肤图像灰度化后进行高低两种阈值的Canny边缘提取，将两种结果相减得到窗口阈值的边缘。皱纹与毛孔相反，故需要滤除外接矩形长宽比在0.5到2之间的纹理，即形状近圆的结果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。