用于创建颜色云的托架的制作方法

用于创建颜色云的托架
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年11月30日提交的美国申请号17/107,073以及于2021年2月25日提交的法国申请号fr2101813的权益，这些申请中的每一者的全部内容以引用方式并入本文。


背景技术：

3.分光光度计用于读取头发样本的颜色，但其只提供材料的呈单个rgb、l*a*b*、lch或hsv三元组(triplet)形式的单个数字表示，并且通常只读取小于1cmx1cm的区域。另外，当比较两种材料时，分析限于3空间之间的颜色空间中的欧几里得距离(例如δ-并且人们尚未确定头发颜色中用于检测的该阈值。另外，单个颜色(例如rgb或l*a*b*)是测量区域的平均颜色，并且平均颜色不是具体的，而是一个数学概念。理论上，例如，人们可能会采用头发区域的平均颜色，并且该颜色甚至可能不存在于该头发区域中。


技术实现要素：

4.本公开涉及一种创建颜色云的装置，包括：托架(cradle)，该托架具有：第一端；具有窗口的第二端；以及将该第一端与该第二端连接的至少一个壁；以及在该托架的该第一端处的视频记录设备，其中该视频记录设备被配置为捕获通过该窗口可见的材料的视频。在另一方面，本公开还涉及一种用于针对对象创建颜色云的系统，包括：托架，该托架具有：第一端；具有窗口的第二端；以及将该第一端与该第二端连接的至少一个壁；图像传感器，该图像传感器附接到该托架的该第一端，其中该图像传感器被配置为捕获通过该窗口可见的对象的多个数字图像；以及处理电路，该处理电路可操作地耦接到该图像传感器并被配置为：生成与该对象的该多个数字图像相关联的颜色信息的3维虚拟表示；以及基于与该对象的该颜色信息的3维虚拟表示相关联的一个或多个输入，识别该对象的一个或多个显著特征，并且在图形用户界面显示器上生成指示该对象的显著特征的标识的一个或多个虚拟实例。
5.在一个实施例中，该视频记录设备是移动设备上的相机。
6.在一个实施例中，该装置进一步包括光源，该光源附接到该第一端、该第二端和该至少一个壁中的至少一者。
7.在一个实施例中，该光源是移动设备上的闪光灯。
8.在一个实施例中，该装置进一步包括处理电路，该处理电路连接到该视频记录设备，并且被配置为从该材料的该视频来创建颜色云。
9.在一个实施例中，该装置进一步包括保持器，该保持器附接在该托架的该第一端上以保持该视频记录设备。
10.在一个实施例中，该第二端以邻近该窗口的多种颜色着色以进行颜色分离(colorseparation)。
附图说明
11.图1示出了用户越过其头发拖动托架来捕获视频并针对其头发创建颜色云。
12.图2示出了创建和利用颜色云的一种方法。
13.图3示出了托架的第一实施例。
14.图4示出了托架的第二实施例，其中托架可以附接到智能手机。
15.图5a示出了用于捕获视频的用户的头发，其中视频越过用户的头发的长度进行捕获(从其发根开始并在其发梢处结束)。
16.图5b示出了视频的按时间顺序布局的多个帧的示例，其中从其发根开始并在其发梢处结束，用户捕获其头发的视频。
17.图6示出了单个颜色云的示例，其显示来自视频的每一帧的所有颜色。
18.图7示出了具有颜色信息和频率信息的颜色云的示例。
19.图8示出了四个不同颜色云的示例，该四个不同颜色云从样本被创建，然后被叠加在l*a*b*颜色空间中(被投影在l*和b*维度上)以可视化它们的相似性和差异。
20.图9直接在视频上示出了不同头发之间的共享颜色和独特颜色。
具体实施方式
21.本公开描述了一种物理设备和一种独特的算法，它们可以以高度可重复、便携并可在任何照明环境中工作的方式来量化任何材料(诸如头发样本和人头上的真实头发)的光学反射。该设备(其将被称为托架)可以在材料(如头发)上使用，并且用颜色云算法来分析材料以获得该材料的整体数字表示(本文中定义为颜色云)。可以将该颜色云与其他反光材料或不同时间点处的相同反光材料(例如在清洗之前和之后的被着色的头发)的其他颜色云进行比较。本文公开的实施例从材料的视频捕获中提取现有颜色(并且不以任何算术方式来操纵它们以产生净结果(net result))。该技术可以使用稳健的颜色集作为其用于检测微小颜色变化的基础。
22.图1示出了一个实施例中的用例。用户101可以拿起托架102，并将该托架越过其头发103拖动。随着托架102越过用户的头发103被拖动，该托架可以获得头发103的视频。可以使用颜色云算法来分析该视频以产生颜色云。
23.图2是历经一个实施例的流程图。在s202中，使用托架获得材料(诸如用户的头发)的视频。例如，为了针对用户的头发创建颜色云，用户可以使托架沿其头发的整个长度(即从发根到发梢)行进。在s204中，从视频的一个或多个帧创建颜色云。本质上，该一个或多个帧中的所有颜色都被提取并示出在颜色云中。在s206中，将颜色云与其他颜色云进行比较。这种比较可用于颜色匹配和/或颜色区分。
24.托架是这样一种装置，其使得人们能够捕获材料的视频，从而可以创建材料的颜色云。图3中示出了托架的示例(实线表示托架的外部，而虚线表示内部的事物)。托架具有：第一端301；第二端302；在第二端302上的窗口303；以及将第一端301与第二端302连接的壁304。在一个实施例中，第一端301和第二端302处于托架的相对端。图像传感器(诸如视频记录设备305)可以在托架的内部附接到第一端301，以捕获通过窗口303可见的任何材料306(例如头发)的视频。另外，托架可以具有处理电路308，该处理电路连接到视频记录设备305并且被配置为：从材料306的视频创建颜色云、将创建的颜色云与先前的颜色云进行比较等
等。托架的第二端302可以以邻近窗口303的预定的一组颜色309着色，以便在被视频记录设备305捕获时进行颜色分离。视频可以捕获通过窗口303的材料306以及邻近窗口303的预定的一组颜色309两者；然后，当确定材料306的颜色时，可以使用预定的(即已知的)颜色作为参考。还可以将灯307附接到托架，以提供从视频记录设备305到窗口303的光线充足的视野。托架可用于当拍摄视频时保持视频记录设备305与材料306之间的一致距离。托架还可以具有把手310。
25.处理电路308可以包括颜色云单元和显著特征单元。颜色云单元可以包括电路，该电路耦接到图像传感器并且被配置为：生成与对象的多个数字图像相关联的颜色信息的3维虚拟表示，诸如指示与对象相关联的颜色出现频率、颜色变化或颜色强度分布的区域。显著特征单元可以包括电路，该电路用以基于与对象的颜色信息的3维虚拟表示相关联的一个或多个输入，识别对象的一个或多个显著特征，并且在图形用户界面显示器上生成指示对象的显著特征的标识的一个或多个虚拟实例。在一个实施例中，对象可以是头发，并且3维虚拟表示可以是与头发的该多个数字图像相关联的头发颜色信息和/或头发特征信息。另外，3维虚拟表示可以包括具有变化强度的体素，以指示与被成像对象相关联的特定特征的颜色出现频率。特征信息的示例包括：对象标识数据、对象特征数据、颜色出现频率数据、颜色变化数据、颜色强度数据、颜色数据的有无、逐帧或逐像素颜色分析信息等等。非限制性的颜色信息可以包括：色相(hue)、色彩(tint)、色调(tone)、色度(shade)等等。在一个实施例中，基本颜色的色彩是该颜色的较浅型式，并且色度是较暗型式。在一个实施例中，色调是指基本颜色的亮度(色彩)或暗度(色度)。如果图像对象是头发，则3维虚拟表示可以包括头发特征信息，该头发特征信息包括指示以下项的体素：与头发的该多个数字图像相关联的白发覆盖率、光泽度、光亮度(radiance)和均匀度。头发特征的示例可以包括：头发的损伤状态、人工着色剂的浓度、颜色分布、白发覆盖率、质地、光泽度、分布密度、头皮特征等等。
26.图3中的托架的主体基本上是在一端具有窗口303的中空直角棱柱。在一个实施例中，当窗口303被覆盖时，托架主体内部的唯一的光可以来自灯307。这可以使托架内的照明条件保持一致。此外，在其他实施例中，托架可以具有不同的形状，诸如圆柱体、立方体、梯形棱柱等等。托架也可以具有屏幕，该屏幕可用于可视化颜色云。
27.在一个实施例中，托架的第一端可以被配置为使用移动设备(例如智能手机)的相机作为视频记录设备。图4中示出了示例，其中托架的第一端401可以是附接的智能手机402。智能手机402上的相机403可以通过第二端406上的窗口405来捕获材料404的视频。另外，已经在智能手机402中的处理电路可用于创建颜色云。颜色云和其他相关信息可以直接在智能手机的屏幕上被可视化。此外，智能手机的闪光灯407可用于提供从智能手机的相机403到窗口405的光线充足的视野。托架还可以具有保持器408，该保持器允许智能手机402当使用时适当地附接到托架，并且当不使用时与托架分离。
28.捕获的视频可以是需要产生颜色云的材料。托架应被保持为使得视频记录设备可以通过由窗口提供的托架的开口来捕获材料的视频。窗口可以被保持为直接抵靠材料，使得可以阻止外部光线进入托架内部。材料的示例可以是头上的头发。在该情况下，托架可以从捕获发根的视频开始，并且随后越过头发被拖动到发梢。
29.在一个实施例中，视频(其包括多个帧)可以为至少六秒长并且每秒至少60帧。如
果视频捕获的是人的头发或头发样本，则该头发可以是直的或卷曲的。
30.获得材料的视频可以包括捕获某人的头发的视频。图5a和图5b中示出了示例。首先，参考图5a，从其发根51a开始并向下朝其发梢52a前进，捕获模特的头发的整个长度的视频。图5b示出了捕获的视频的按时间顺序布局的每个帧(来自图5a)，其中左上帧51b是发根51a，并且右下帧52b是发梢52a。在另一个实施例中，获得材料的视频可以包括捕获小于某人的头发的整个长度的视频(例如仅捕获某人的头发的一半)。请注意，除向下之外，还可以沿其他方向(诸如向上或以一定角度前进)来捕获视频。
31.颜色云算法可用于从视频的一个或多个帧来创建颜色云。颜色云算法可以从该一个或多个帧提取颜色信息。颜色云包含该多个帧中的一者或多者中存在的每一种颜色。在另一个实施例中，颜色云包含：该多个帧中的一者或多者中存在的每一种颜色，以及该多个帧中的一者或多者中存在的每一种颜色的频率。在另一个实施例中，颜色云包含：该多个帧中的一者或多者中存在的每一种颜色，以及该多个帧中的一者或多者中存在的每一种颜色的频率，其中频率超过最小预定阈值。
32.在一个实施例中，颜色云算法可以通过从视频的单个帧提取所有颜色来产生颜色云。例如，在图5b中，可以针对每个帧创建单独的颜色云。针对每个帧创建的颜色云可以包括该单个帧中存在的所有颜色，并且在另一个实施例中可以包括该单个帧中存在的每种颜色的频率。
33.在另一个实施例中，颜色云算法可以通过从视频中的一组帧(而不是从单个帧)提取累积颜色来产生颜色云。例如，再次参考图5b，可以针对每组10个帧产生颜色云，其中针对每组10个帧创建的颜色云包括该特定组的10个帧中存在的所有颜色，并且在另一个实施例中包括该组10个帧存在的每种颜色的频率。
34.图6中示出了颜色云的示例，其中颜色云使用颜色空间来显示遍及视频的所有帧的每一种颜色。因为视频是基于时间的，所以选择特定帧可以允许在特定的时间点和/或时间范围处制作颜色云。
35.一旦颜色云算法从视频的一个或多个帧提取了所有颜色，就可以以各种各样的形式来显示颜色云。例如，可以在颜色空间中显示颜色；颜色空间可以使用坐标(诸如l*a*b*、rgb、lch、hsv等等)来传达颜色信息。
36.在另一个实施例中，颜色云可以包括每种颜色在视频的该一个或多个帧中存在的频率(即次数)。图7示出了示例，其中像素越亮，则通过该像素表示的颜色的频率越高，反之亦然。外部颜色云71(即完整的颜色云)捕获该一个或多个帧中存在的每一种颜色，而内部颜色云72(即优化的颜色云)捕获以较高频率存在的颜色。可以根据应用来调整用以确定颜色是否以较高频率存在的阈值。在一种情况下，仅使用内部颜色云72，并且将低频(即低信息)颜色作为噪声去除。
37.在另一个实施例中，颜色云可用于识别头发的特征，诸如白发覆盖率、光泽度、光亮度、均匀度、辉光(glow)等等。例如，来自颜色云的颜色和频率信息可用于过滤“低信息”颜色并增强颜色检测以提取某人具有的白发的量。作为另一个示例，头发的光泽度水平可以通过查看头发的颜色云中的l*值的平均值、方差和空间相关簇(spatially-connected cluster)来计算；高可变性表明从暗到亮的l*值的宽广范围，并且空间相关的高l*值表明光泽度的带，这两种信息当被组合时与人对光泽度的感知有关。
38.可以将颜色云与其他颜色云进行比较来识别相似性和差异。这可以实现颜色变化检测和颜色匹配。图8中示出了与其他颜色云进行比较的示例。针对两个未清洗的样本和已清洗后的相同的这两个样本产生颜色云。重叠的颜色云部分指示颜色的相似性(即两个样本中都存在的颜色)，并且不重叠的部分指示颜色的差异(即不在样本之间被共享的颜色)。该技术量化颜色空间中的颜色组中的组的重叠和不重叠(例如，组的数量、组相似性、组的平均颜色)。
39.另外，头发颜色之间的相似性和差异可以被可视化回视频上。图9中示出了示例，其中针对在清洗之前和之后的样本制作了颜色云。头发上的较暗区域指示共享的颜色，而较浅区域指示独特的颜色。可以直接在样本上识别和可视化这些颜色云之间的相似性和差异。换句话讲，用户可以重放用于捕获头发的视频中的一者，并且可以直接在视频的头发上显示相似性/差异。这是通过以下操作来完成的：只是将视频像素的颜色与两个不同颜色云中的任一者或两个不同颜色云的重叠部中包含的颜色进行匹配。例如，与颜色云重叠部或颜色云交集中的颜色中的任一者匹配的视频像素颜色在可视化视频中将被着色为深色。
40.在另一个实施例中，头发样本的图谱可以具有针对每个头发样本创建的颜色云的目录。然后，对头发的任何随后捕获都可以产生颜色云，并将该颜色云与图谱中的样本进行比较以确定最接近的匹配(即颜色最相似)。为了进行良好的区分，样本应与其自身比与其他样本更相似。
41.本文中提及的技术可以捕获大范围的反光(例如从头发样本和头发头部)，以精确地和稳健地测量异质材料(如颜色)，并且精确地和稳健地测量头发颜色变化。这些技术的应用可以包括：比现有技术仪器(例如分光光度计)更精确地和可重现地测量颜色变化，测量人头发的颜色(就像染发师所做的那样)；测量白发覆盖率(例如测量某人的发根中的白发的量以指示要使用多少染发产品)；测量头发的健康状况(例如基于光泽度水平，其中太低的光泽度可以指示发色暗沉并表明头发受损)；在着色和/或清洗之前和之后头发的动态可视化等等。本文中提及的技术还可以允许在家消费者颜色评估、在商店展示和可视化以及在家消费者产品推荐。例如，消费者可以在其手机上下载应用程序来捕获视频并创建颜色云。应用程序可以进一步基于头发的某些特征来推荐头发产品(例如可以基于用户的发色、白发水平和在应用程序上执行的调查来推荐特定的发色产品)。另外，托架可以具有便携的能力(例如可折叠纸板托架、3d打印的托架等等)。

技术特征：
1.一种创建颜色云的装置，包括：托架，所述托架具有：第一端；具有窗口的第二端；以及将所述第一端与所述第二端连接的至少一个壁；以及在所述托架的所述第一端处的视频记录设备，其中所述视频记录设备被配置为捕获通过所述窗口可见的材料的视频。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述视频记录设备是移动设备上的相机。3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：光源，所述光源附接到所述第一端、所述第二端和所述至少一个壁中的至少一者。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述光源是移动设备上的闪光灯。5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：处理电路，所述处理电路连接到所述视频记录设备，并且被配置为从所述材料的所述视频来创建颜色云。6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：保持器，所述保持器附接在所述托架的所述第一端上以保持所述视频记录设备。7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二端以邻近所述窗口的多种颜色着色以进行颜色分离。8.一种用于针对对象创建颜色云的系统，包括：托架，所述托架具有：第一端；具有窗口的第二端；以及将所述第一端与所述第二端连接的至少一个壁；图像传感器，所述图像传感器附接到所述托架的所述第一端，其中所述图像传感器被配置为捕获通过所述窗口可见的对象的多个数字图像；以及处理电路，所述处理电路可操作地耦接到所述图像传感器并被配置为，生成与所述对象的所述多个数字图像相关联的颜色信息的3维虚拟表示；以及基于与所述对象的所述颜色信息的3维虚拟表示相关联的一个或多个输入，识别所述对象的一个或多个显著特征，并且在图形用户界面显示器上生成指示所述对象的显著特征的标识的-个或多个虚拟实例。

技术总结
一种托架，所述托架可用于捕获诸如头发等对象的视频。该视频然后可用于使用颜色云来提取和可视化与该材料相关的颜色信息。所述颜色云包含所述视频的一个或多个帧中存在的所有颜色。所述托架包括视频记录设备，所述视频记录设备能够通过所述托架上的窗口看到所述材料。智能手机可以与所述托架一起使用以充当所述视频记录设备以及提供照明。述视频记录设备以及提供照明。述视频记录设备以及提供照明。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：莱雅公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2023/8/13