成像中的照明补偿的制作方法

医药医疗技术的改进;医疗器械制造及应用技术1.本发明涉及用于例如在某些照明设置中成像的方法、装置和有形机器可读介质。背景技术：2.在非引人注目的测量和监测领域中感兴趣的主题涉及用于个人护理和健康应用的皮肤感测。正在开发皮肤感测系统，其指望对皮肤中的特征进行皮肤量化和监测，所述特征可向用户提供太小而无法检测、太微弱而无法注意到或太慢而无法跟随的信息。为了提供用户可接受的结果，这样的皮肤感测系统可能需要在执行皮肤感测时提供灵敏度和特异性。提供由这样的皮肤感测系统进行的测量被证明是鲁棒和可靠的，用户可以在这些皮肤感测系统中建立信任。3.例如从美国专利申请us2011/182520a1中已知从对象的图像中导出照明对象的光源的位置。基于此，可以确定对象的定向。4.基于成像的皮肤感测系统可能需要确定可能受诸如环境照明的难以控制参数影响的信息。例如，诸如在用户家中的某些不受控制的环境可能具有未定义的和/或可能变化的环境照明。这种不受控制的环境可能导致用户皮肤的错误测量，这又可能导致用户不可接受的或不信任的结果。因此，基于这种结果的任何个人护理或健康治疗方案都可能受到损害。5.用于从皮肤以外的表面获取信息的其它基于成像的感测系统的性能也可能受到某些不受控制的环境的不利影响。例如，对于不受控制的环境中的特定应用，希望获取对象的图像的用户可能发现该图像可能具有不可接受的照明变化的特点，这可能影响如何感知或随后处理该图像。6.因此，目的是改进某些照明设置中的成像。技术实现要素：7.本文描述的方面或实施例涉及改善某些照明设置中的成像。本文中所描述的方面或实施例可消除与在不受控制的环境中成像相关联的一个或多个问题。8.在第一方面，描述了一种方法。该方法是计算机实现的方法。该方法包括获得身体表面的三维表示。该方法还包括获得三维表示的照明信息。照明信息指示身体表面相对于参考轴的定向。该方法还包括确定照明补偿信息以补偿照明信息中表观的照明变化。该方法还包括基于对身体表面的三维重建的分析来确定所述身体表面的定向。该方法还包括使用照明补偿信息来补偿身体表面的图像中的照明变化。9.三维重建可以从身体表面的成像数据导出。10.在一些实施例中，确定照明补偿信息包括确定表示身体表面的多个空间位置的归一化图。每个空间位置可以与照明补偿因子相关联，以应用于图像的对应空间位置来校正图像中的照明变化。11.在一些实施例中，照明信息包括表示身体表面的多个空间位置的三维照明图。照明图的每个空间位置可以与指示以下各项中的至少一项的照明参数相关联：照明源的属性；以及所述照明源相对于所述空间位置的相对位置。12.在一些实施例中，该方法包括通过获得身体表面的成像数据来确定照明信息。该方法还可以包括基于对所获得的成像数据的分析来估计身体表面的空间位置的照明参数。该分析可以考虑身体表面的定向。13.在一些实施例中，照明源的属性包括以下各项中的至少一项：照明源的亮度；以及照明源的发散度。14.在一些实施例中，确定照明补偿信息包括获得身体表面的成像数据。该方法还可以包括基于所获得的成像数据确定照明信息。该方法可以进一步包括标识照明信息中表观的任何照明变化以确定照明补偿信息。15.在一些实施例中，从成像数据确定照明信息包括：将成像数据与先前获得的成像数据进行比较以确定在先前时间帧中是否已经获得成像数据。如果先前没有获得成像数据，则该方法可以包括从成像数据生成照明信息。该方法还可以包括使与成像数据相关联的照明信息存储在存储器中。如果先前已经获得成像数据，则该方法可以包括从存储器获得与成像数据相关联的照明信息。16.在一些实施例中，获得身体表面的三维表示包括获得身体表面的成像数据。该方法还可以包括基于所获得的成像数据确定三维表示。17.在一些实施例中，从成像数据确定三维表示包括：通过检查存储具有任何先前标识的身体表面的数据库的存储器来确定是否可以识别身体表面。如果未识别身体表面，则该方法可以包括从成像数据确定三维表示。该方法还可以包括使与身体表面相关联的三维表示存储在存储器中。如果识别了身体表面，则该方法可以包括从存储器获得与所识别的身体表面相关联的三维表示。18.在一些实施例中，身体表面包括受试者的面部。三维表示可以包括面部的三维重建。19.在一些实施例中，使用照明补偿信息来补偿身体表面的图像中的照明变化包括获得身体表面的图像。该方法还可以包括使用照明补偿信息补偿图像中的照明变化。20.在第二方面中，描述了装置。该装置包括处理电路。处理电路包括获取模块。该获取模块被配置为获取身体表面的三维表示。获取模块还被配置为获取三维表示的照明信息。照明信息指示身体表面相对于参考轴的定向。处理电路还包括确定模块。所述确定模块被配置以确定照明补偿信息以补偿照明信息中表观的照明变化。处理电路还包括校正模块。校正模块被配置为使用照明补偿信息来补偿身体表面的图像中的照明变化。21.在一些实施例中，该装置还包括成像模块。成像模块可以被配置成使成像设备获取身体表面的图像。22.在第三方面，描述了一种有形的机器可读介质。所述有形机器可读介质存储指令，所述指令在由至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器获得身体表面的三维表示。所述指令进一步使所述至少一个处理器获得所述三维表示的照明信息。照明信息指示身体表面相对于参考轴的定向。所述指令进一步使所述至少一个处理器确定照明补偿信息以补偿所述照明信息中表观的照明变化。所述指令还使得所述至少一个处理器使用所述照明补偿信息来补偿所述身体表面的图像中的照明变化。23.参考下面描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见且得以阐明。附图说明24.现在将参考以下附图仅通过实施例的方式描述本发明的示例性实施例，其中：25.图1涉及根据一个实施例的改善某些照明设置中的成像的方法；26.图2是根据一个实施例的用于改善某些照明设置中的成像的系统的示意图；27.图3涉及根据一个实施例的改善某些照明设置中的成像的方法；28.图4是根据一个实施例的用于改善某些照明设置中的成像的装置的示意图；29.图5是根据一个实施例的用于改善某些照明设置中的成像的装置的示意图；以及30.图6是根据一个实施例的用于改善某些照明设置中的成像的机器可读介质的示意图。具体实施方式31.图1示出了在某些照明设置中改善成像的方法100(例如，计算机实现的方法)。例如，成像可能受到某些照明设置的影响，例如在照明未被定义和/或可能变化的不受控制的环境中。如下面将更详细地描述的，方法100可以校正诸如对象家中的不受控制的环境中的任何未定义的和/或可能变化的照明。32.方法100包括在框102处获得身体表面的三维表示。33.身体表面的三维表示可以指身体表面的三维地图或表面轮廓。例如，可以为诸如人体的一部分(例如，面部、躯干或肢体)或任何其他身体(例如，包括诸如产品或其他对象的无生命的身体)的身体表面生成三维表示。三维表示可以包括对应于身体表面上的位置的顶点(例如，位置坐标)的地图。在一些示例中，该三维表示可以表示多边形网格，该多边形网格可以根据以下各项中的至少一项来定义：一组顶点、连接相邻顶点的边以及边的闭合集限定的面(例如，三角形、四边形面或其它多边形形状)。34.三维表示可以包括涉及身体表面的某些特征的数据集。例如，某些数据集元素可包括定义身体表面的顶点的指示和/或可用于定义三维表示的任何信息。因此，三维表示可以指可用于示出或生成身体表面的三维复制品的任何信息。35.方法100的框102还包括获得三维表示的照明信息。照明信息可以指示身体表面相对于参考轴的定向。36.三维表示的照明信息可以指身体表面上的照明分布。这种照明分布可以指示身体表面相对于参考轴的定向。在一些示例中，身体表面可以处于某种照明设置中，其中身体表面上的照明分布可以提供关于照明源与身体表面之间的关系的信息。例如，如果在身体表面的某一部分处的表观照明强度大于在身体表面的另一部分处的表观照明强度，则这可以指示身体表面的某一部分面向照明源和/或比身体表面的另一部分更接近照明源。换句话说，通过分析身体表面上的照明分布，可以确定或估计身体表面相对于参考轴的定向。37.参考轴可以指身体表面可以绕其旋转的轴，从而限定身体表面的定向。可以限定多于一个的参考轴，使得围绕至少一个轴的旋转可以改变身体表面的定向。参考轴可以相对于三维表示来定义。例如，可以确定身体表面的三维表示，并且可以相对于该三维表示定义一个或多个参考轴。38.方法100进一步包括，在框104，确定照明补偿信息以补偿照明信息中表观的照明变化。39.来自三维表示的照明信息中的表观照明变化可以指示身体表面的照明未被定义和/或可能变化(例如，空间变化和/或作为时间的函数变化)。例如，由于未定义的和/或潜在变化的照明，身体表面可能具有不均匀的照明分布。照明补偿信息可以提供对从针对特定照明设置获取的成像数据确定的照明分布的补偿。40.照明补偿信息可以包括与身体表面上的空间位置相关联的照明补偿因子。身体表面上的每个空间位置可以与诸如强度和/或光谱内容(例如，红色，绿色和蓝色强度水平)的特定照明参数相关联，该特定照明参数可以根据身体表面的成像数据来确定。在一些情况下，均匀分布的照明可以在每个空间位置处产生相同的照明参数值。然而，不均匀分布的照明可以为身体表面上的不同空间位置产生不同的照明参数值。41.可以根据在特定照明设置中为身体表面确定的特定照明分布来确定照明补偿因子。因此，可以将特定空间位置的照明补偿因子应用于在该空间位置处确定的照明参数值，从而可以补偿任何照明变化。42.在一些示例中，照明补偿信息可以归一化身体表面上的照明变化。例如，如果确定身体表面上的特定空间位置以比另一空间位置高10％的强度被照明，则可以计算特定空间位置和另一空间位置之一或两者的照明补偿器因子以补偿照明变化。在这种情况下，用于特定空间位置的照明补偿因子可以指示在特定位置处检测到的强度将减小1.1倍(例如，以补偿在该特定位置处10％更高的强度)－尽管可以使用其他方式来归一化照明变化。43.方法100还包括，在框106，使用照明补偿信息来补偿身体表面的图像中的照明变化。44.一旦针对特定照明设置确定了照明补偿信息，则可以补偿身体表面的图像中的照明变化，使得身体表面上的照明分布满足特定标准。这样的标准可以包括例如照明分布的均匀性，使得身体表面上的每个位置看起来被均匀地照明。45.该标准可以定义对于所涉及的应用被认为可接受的照明参数值(例如，强度水平、光谱内容等)的范围。例如，特定应用可以从图像确定照明参数值，并且该应用可以基于照明参数值做出决定，同时假设没有任何照明变化。46.即，应用可能错误地假设照明设置适合于其预期目的。如果图像的照明参数值不在可接受的范围内，则任何得到的决定都可能受到损害，因为该决定可能不考虑任何照明变化。47.因此，方法100可以改善某些照明设置中的成像，因为它可以补偿照明变化，否则照明变化可能导致使用图像的应用做出不正确的决定。因此，由方法100提供的图像可用于改进可能受诸如在某些照明设置中发现的未定义和/或潜在变化的照明影响的任何应用中的决策。下面更详细地描述这种应用的例子。48.此外，如前所述，照明信息可以指示身体表面的定向。在某些应用中，身体表面的定向可以随时间移动，使得当身体表面移动时，身体表面的照明也改变。49.方法100可以适应身体表面移动，使得可以在身体表面移动时更新照明补偿信息。因此，在一些示例中，可以重复地采集成像数据(其频率可以取决于该移动的速度)。如果成像数据指示身体表面已经移动，则照明信息可以变化，使得照明补偿信息将被相应地更新。另一方面，如果没有身体表面的实质运动，照明信息可能不会显著改变。在这种情况下，可以不需要更新照明补偿信息。50.因此，可以在重复的基础上实现方法100的至少一个块，使得可以检测定向和/或照明的任何变化，并相应地更新照明补偿信息。在身体表面可相对于参考轴移动的同时获取成像数据的场景下，这种适应身体表面移动的能力可能是有用的。因此，方法100可以便于及时地跟踪身体表面，同时还补偿任何照明变化。下面将更详细地提供可以使用这种能力的其它示例。51.如上所述，可以获得身体表面的三维表示。该三维表示可用于帮助确定身体表面的照明信息。52.取决于照明设置，身体表面的轮廓和其他特征可以以某种方式被照明。例如，轮廓或特征的一侧可以用比轮廓或特征的另一侧更大的强度照射。这种照明分布可以从成像数据(其可以定义二维照明图)中显而易见，该成像数据可以用于确定照明信息。53.来自三维表示的信息可以与该成像数据组合以确定照明信息(例如，定义三维照明图)。例如，可以利用关于轮廓或特征的信息来帮助确定身体表面和照明源之间的相对定位。54.因此，三维表示可以用于提高确定照明信息的可靠性和/或准确性。换句话说，关于照明设置的附加信息可以通过利用由三维表示提供的知识来确定，否则这可能不能单独从二维照明图明显看出。55.图2是用于实现这里描述的某些方法的系统200的示意图。例如，系统200可以实现上述方法100。因此，在系统200的以下描述中参考方法100。56.该实施例的系统200被配置为获取对象面部202的图像，该面部202是身体表面的示例。根据该实施例，方法100中涉及的身体表面包括对象的面部，并且三维表示包括面部202的三维重建。57.照明源204(例如，灯泡、发光二极管(led)，诸如阳光的自然光源和/或任何其他照明源)为面部202提供照明。58.照明源204和面部202的相对定位影响照明在面部202上的分布。例如，照明源204被描绘为在面部202上方。因此，前额比下巴更靠近照明源204，这可导致前额看起来被以比下巴更大的强度照明。类似地，由于面部202的轮廓或特征，面部202的某些部分可能看起来以更大的强度被照明。例如，面部202的鼻子的顶部和前部面向照明源204，而鼻子的底部背向照明源204。这可能意味着鼻子的顶部和前部可以以比鼻子的底部更大的强度被照射。59.因此，由于各种因素，面部202上的照明分布可能是不均匀的。在一些示例中，面部202和照明源204之间的关系可以影响面部202上的照明分布。该关系可以指例如面部202相对于照明源204的距离和/或定位(也可以指面部202的定向)。60.如前所述，面部202的移动可能影响面部202上的照明分布。在一些示例中，照明源204的特性可以附加地或替代地影响面部202上的照明分布。照明源204的属性可以指例如由照明源提供的空间照明分布(例如，发散度和/或均匀性)、其亮度、光谱内容和/或可能影响面部202上的照明分布的照明源的任何其他属性。61.系统200包括用于获取面部202的图像(例如，“成像数据”)的成像设备206(例如，照相机)和用于处理图像的处理装置208。成像设备206和处理装置208彼此通信耦合，用于在其间传送成像数据和/或图像获取指令。成像设备206和处理装置208可作为同一装置(例如，诸如智能装置，其例如为电话、平板电脑、镜子或具有图像获取和处理能力的其它装置)的一部分提供，或可单独提供(例如，成像设备206可通过通信网络以通信方式耦合到单独的处理实体，例如服务器)。处理装置208可以实现这里描述的某些方法。在这点上，现在将关于方法100描述处理装置208的功能。62.处理装置208被配置为获得面部202的三维表示。三维表示可以从面部202的成像数据获得或确定(例如，经由由成像设备206获取的一个或多个图像获得和/或从处理装置208可访问的存储器中提供的数据获得)。63.可以处理成像数据以确定三维表示。例如，三维表示可以基于用于对从二维成像数据中显现的三维特征进行重建的模型。可以使用一个以上的图像来重建三维特征。例如，相对于面部202以不同角度拍摄的图像可以共同地提供用于允许面部202的三维轮廓和特征的重建的信息。64.处理装置208还被配置为获得指示面部202相对于参考轴的定向的三维表示的照明信息。在该实施例中，面部202的定向由第一正交参考轴210a和第二正交参考轴210b限定。围绕第一参考轴210a的旋转可以对应于当对象向左和向右旋转其头部时面部202的移动。围绕第二参考轴210b的旋转可以对应于当对象向上和向下抬头/低头时面部202的移动。65.可以从面部202的成像数据(例如，经由由成像设备206获取的一个或多个图像获得和/或从处理装置208可访问的存储器中提供的数据获得)获得三维表示的照明信息。66.成像数据可以包括由成像设备206在面部204上的特定空间位置处观察到的照明参数的指示。照明参数可以指例如成像设备206在特定位置观察到的强度值和/或光谱内容(例如，红、绿和蓝强度水平)。如由成像设备206观察到的照明参数可取决于某些因素，诸如：照明源204的亮度和/或光谱内容、照明源204与面部202上的特定空间位置之间的距离、特定空间位置处的反射率和/或散射，以及其它因素。67.照明参数的指示可以由对应于面部204上的特定空间位置的成像数据内的像素强度值来提供。例如，可以照射面部202，使得观察到面部202上的空间位置具有比表面上的其他空间位置更高的强度。如前所述，对于图2所示的特定照明设置，与下巴和/或鼻子的底部相比，强度在前额和/或鼻子的顶部或前部可以更高。对应于诸如前额和/或鼻子的顶部或前部的空间位置的成像数据内的像素可以具有比对应于诸如下巴和/或鼻子的底部的其他空间位置的其他像素高的强度值。因此，从成像数据导出的信息可用于确定或估计面部202上的空间位置的照明参数。68.照明参数可以具有时间依赖性，使得照明参数可以作为时间的函数而变化(例如，由于照明水平的变化和/或由于面部202相对于照明源204的移动)。面部202的图像序列可以用于通过比较图像序列来标识照明参数中的这种变化。69.处理装置208被配置为确定照明补偿信息以补偿照明信息中表观的照明变化。70.基于图2所示的照明设置，照明补偿信息可以考虑在面部202上的不同空间位置处的照明分布，使得当获得面部202的图像时，将照明补偿因子应用于照明参数，这导致图像中表观的照明的任何不均匀分布被归一化。换句话说，照明补偿信息可以被配置为归一化图像中的照明变化。71.在一个实施例中，确定照明补偿信息包括确定表示身体表面(例如面部202)的多个空间位置的归一化图。每个空间位置可以与照明补偿因子相关联，以应用于图像的相应空间位置来校正图像中的照明变化。72.处理装置208被配置为使用照明补偿信息来补偿面部202的图像中的照明变化。73.因此，处理装置208可以使用可以被分析的信息(例如来自成像数据和/或来自存储在数据库中的任何其他信息)来确定对于某一照明设置是否存在任何照明变化。在面部202的图像中，可以使用照明补偿信息来补偿(例如归一化)任何这种照明变化。74.设想了本文所述的方法和装置的各种应用。例如，基于图2所示的系统200，可以从图像确定关于面部202的信息。这样的信息可以用于例如面部皮肤的表征。如前所述，在非引人注目的测量和监测领域中感兴趣的主题涉及用于个人护理和健康应用的皮肤感测。在此描述的方法和装置可以使得能够确定关于面部皮肤的某些信息，该信息考虑了某些照明设置中的任何照明变化。75.因此，使用系统200的对象可具有一定的置信度水平，即由成像设备206拍摄并用于特定个人护理或健康应用的图像足够鲁棒和可靠，以允许对象在系统200中建立信任。个人护理或健康应用的实例包括：皮肤丘疹的表征、确定皮肤或皮肤表面下组织的健康状态、表征血液灌注等。被配置成标识皮肤或皮肤表面下的组织的健康状态的任何算法都可以基于关于照明分布的某些错误假设来作出决定。例如，关于照明分布的错误假设可能导致皮肤或皮肤下面的组织的健康状态的不正确分类或标识。一个示例可以是表征皮肤丘疹。皮肤丘疹类型的不正确标识(例如，由关于照明分布的错误假设引起)可能导致为皮肤丘疹类型推荐不正确的治疗方案。76.因此，在此描述的实施例可以促进皮肤的非引人注目的测量，以便确定作为个人护理或健康应用的一部分的动作过程。与不考虑家中不受控制的环境的系统相比，家庭用户可以发现本文描述的实施例对于成像更可靠和/或更稳健，其中成像数据用于针对某些应用(例如，与特定个人护理或健康应用相关)做出某些决定。77.在此描述的装置和方法可以在不受控制的环境中使用，同时避免错误的测量，否则该错误的测量可能导致该对象的不可接受的或不可信的结果。因此，家庭用户可能具有一定的置信度，即基于这样的结果的任何个人护理或健康治疗方案不可能或不太可能由于由照明设置引起的任何错误测量而受到损害。78.此外，通过在确定照明补偿信息时考虑面部202的定向，对象可以具有其面部202的任何移动不会不利地影响结果的更大置信度。类似地，对象可以发现系统200更易于使用，因为当获取其面部202的图像时，他们可以不用担心其面部202的定向。79.尽管图2描绘了面部202，但是系统200能够补偿任何类型的身体表面的照明变化。因此，本文所述的方法和装置可用于面部皮肤表征以外的各种应用中。例如，身体其他部分的皮肤可以例如针对某些个人护理或健康治疗方案来表征。80.进一步的应用可以扩展到皮肤特征之外，例如，在确保任何特定身体表面(包括无生命的身体或对象)的图像考虑了照明设置和/或身体表面的定向，使得图像的任何后续使用或处理不会受到照明设置的不利影响。81.图3示出了在某些照明设置中改善成像的方法300(例如，计算机实现的方法)。方法300可以包括或参考关于图1描述的某些框。方法300可以由在此描述的某些装置或系统来实现，诸如关于图2的系统200所描述的系统来实现，为了便于参考，在下面参考图2的系统200。尽管图2涉及用于表征面部皮肤的系统，但是下面描述的方法300可用于改善任何身体表面或对象表面的成像，无论是否有生命。82.在一个实施例中，方法300包括在框302处获得身体表面的成像数据(例如，通过使成像设备204捕获身体表面的图像)。该成像数据可用于获得或确定身体表面的三维表示。因此，方法300还包括基于所获得的成像数据确定三维表示。方法300包括基于从身体表面的成像数据导出的身体表面的三维重建的分析来确定身体表面的定向。可以如下所述地执行三维表示的确定。83.在一个实施例中，根据成像数据确定三维表示包括：在框304处，确定是否可以识别身体表面。例如，方法300包括检查306存储任何先前标识的身体表面的数据库的存储器。84.如果没有识别身体表面(即，框306的“否”)，则方法300包括在框308处根据成像数据确定三维表示。该三维表示可被称为三维(3d)图或3d轮廓an，其中“n”指由框302获得的第n个图像或最近的图像。在身体表面是脸部的示例中，三维表示可以被称为3d脸部图或3d脸部轮廓。85.方法300还包括在框310处使得与身体表面相关联的三维表示(即，an)被存储在存储器(其可以是智能设备和/或其他用户装置上的本地存储器，或者在通信地耦合到智能设备、用户装置和/或成像设备204的服务器或线上/云存储中)中。86.如果识别了身体表面(即，框306的“是”)，则方法300包括：在框312处从存储器(例如，用于存储经由框308和310获得的三维表示的相同存储器)获得与所识别的身体表面相关联的三维表示。由于该三维表示是先前获得的，因此从存储器获得的3d图或3d轮廓an－1与先前获得的图像或“第n－1”图像相关联。87.根据框308和310确定三维表示使用诸如处理能力和时间的计算资源。通过使用身体表面识别并从存储器中检取先前确定的3d图或3d轮廓an－1，在实施方法300时可使用较少的计算资源(例如，处理能力和/或时间)。从用户的角度来看，如果先前已经确定(并从存储器中检索)了身体表面的三维表示，则他们可以发现对身体表面的表征更快。88.然后在方法300的其它框中使用通过框308和310或312获得的三维表示，这将在下面更详细地描述。89.一旦确定了身体表面的三维表示，方法300还包括在框316处获得三维表示的照明信息。照明信息可以指示身体表面相对于参考轴的定向。90.在一个实施例中，可以使成像设备204在框314处获取身体表面的至少一个其他图像，从而获得关于照明设置和/或定向的最新信息。如果由于在框302处获得图像而身体表面已经移动，则另一图像可提供指示身体表面相对于参考轴的定向的信息。91.因此，可以基于在框308处获得的成像数据来确定身体表面的实时定向(或至少时间戳定向)(例如，出于跟踪目的)。如果身体表面没有移动或不太可能已经移动，则可以在框316处使用先前(例如，在框302处)获得的相同图像来获得照明信息。照明信息可以被称为照明图fn，其中'n'是指在框314处获得的第n个图像。92.可以基于从在框302和314中的一个或两个处获得的成像数据确定的信息来确定身体表面的定向。例如，当获得三维表示时对成像数据的分析可以提供关于身体表面的定向的信息。附加地或可替换地，当获得照明信息时对成像数据的分析可以提供关于身体表面的定向的信息。例如，照明的特定分布可以指示身体表面的定向。93.在一个实施例中，可以获得成像数据序列，其可以用于例如确定自从获得先前的成像数据以来身体表面的定向是否已经改变和/或照明设置是否已经有任何改变。为了确定是否存在变化，方法300在框318包括将第n(即，最新的)图像的照明信息fn与针对第n－1(即，先前的)图像获得的照明进行比较。94.在一个实施例中，从成像数据确定照明信息包括：在框318，将成像数据与先前获得的成像数据进行比较，以确定在先前时间帧中是否已经获得成像数据(换言之，先前是否已经获得相似或不可区分的成像数据)。如果先前未获得成像数据(即，框318处的“否”)，则方法300包括在框320处从成像数据(即，针对第n个图像)生成照明信息bn，并在框322处使与成像数据相关联的照明信息存储在存储器(其可以与上述存储器相同或不同)中。95.如果先前已经获得成像数据(即，框318的“是”)，则方法300包括在框324处从存储器获得与成像数据相关联的照明信息bn－1(即，针对先前获得的第n－1个图像)。96.根据框320和322确定照明信息使用诸如处理能力和时间的计算资源。通过从存储器检取先前确定的照明信息bn－1(例如，根据框324)，在实现方法300时可以使用较少的计算资源(例如，处理能力和/或时间)。从用户的角度来看，如果照明信息先前已经被确定(并且从存储器中检取)，则他们可以发现照明信息的确定更快。97.在一个实施例中，在框320和322或324确定的照明信息包括三维照明图。可以通过使用在框314处获得的成像数据来生成三维照明图，以将身体表面上的空间位置的照明参数与三维表示上的对应空间位置映射。因此，三维照明图可以包括关于身体表面的轮廓和/或特征的信息以及这些轮廓和/或特征的相应照明信息。98.在一个实施例中，三维照明图表示身体表面的多个空间位置。照明图的每个空间位置可以与指示以下各项中的至少一项的照明参数相关联：照明源的属性、以及所述照明源相对于所述空间位置的相对位置。99.在一些实施例中，身体表面的空间位置的照明参数可以基于对所获得的成像数据的分析。该分析可以考虑身体表面的定向。100.在一些实施例中，照明源的属性可以包括以下各项中的至少一项：照明源的亮度；以及照明源的发散度。在一些实施例中，照明源的特性可以指亮度、空间照明分布、发散度、光谱内容和/或可以影响由照明源提供的照明分布的任何其他特性。101.基于照明图的特定空间位置的照明参数以及照明源的属性的知识，有可能确定照明源相对于空间位置的相对位置。换句话说，可以使用照明图的分析来估计身体表面和照明源之间的关系。例如，方法300可以包括估计照明源的某些属性和/或身体表面与照明源之间的关系。该估计可以指例如通过使用成像数据(例如，如在框314处获得的)的数值计算来估计照明源的方向、亮度、发散度等，这还可以涉及使用关于身体表面的定向的信息来改进或细化该估计。例如，可以通过实现射线跟踪方法来执行数值计算。102.方法300还包括：在框326处确定照明补偿信息(例如，如在方法100的框104中所提及的)。照明补偿信息可以被称为第n个图像的归一化图nn。在一个实施例中，可以通过标识从照明信息bn或bn－1中表观的任何照明变化来实现框326，以确定照明补偿信息。103.如在方法100的框106中所提及的，方法300还包括使用照明补偿信息来补偿身体表面的图像中的照明变化。104.在该实施例中，方法300包括在框328获得身体表面的图像。105.方法300还包括在框330处使用照明补偿信息来补偿图像中的照明变化(例如，如在框328处所获得的)。例如，归一化映射nn可以提供映射nn中的特定空间位置的照明补偿因子与图像中表观的身体表面的相应空间位置之间的映射。然后可以将照明补偿因子应用于对应空间位置的照明参数，以补偿图像中表观的任何照明变化。可以对图像中的任何照明变化进行归一化，使得可以针对特定应用来使用或处理图像，同时解决由身体表面的照明设置和/或定向引起的可能影响针对特定应用的图像的使用或处理的任何问题。106.这里描述的实施例可以实现特定对象(例如，用户的)面部(或任何其他身体表面或对象表面)的识别和/或特定照明设置的识别。这种识别可以避免或减少重复不必要的测量的需要，例如当同一对象正在使用系统200时和/或当在会话之间环境光源未改变时。可以实施某些测试程序以避免重复某些测量。例如，通过执行面部(或身体表面)识别，可以将对象(或身体/对象)的三维表示保存在数据库中，并且随后的会话可以检取所保存的三维表示。此外，通过获得成像数据(例如，捕获单个正面图像)，可以估计环境照明方面的任何变化，并且在没有显著变化的情况下，可以执行从数据库检取照明信息(这可以节省时间和/或处理资源)。可能存在检测到相同的对象和相同的环境照明的情况，在这种情况下，可以检取照明补偿信息(例如，归一化图)而不需要实现方法100的某些框(例如，可能不需要实现某些时间/处理能力密集的3d映射/照明信息确定框)。107.如前所述，这里描述的实施例可以使得能够确定照明源的某些特性。可以获取某些信息以便于该确定。例如，在此描述的某些方法可以涉及系统200的校准(例如，以便于身体表面的更准确和/或可靠的表征)。在一个示例中，可以根据方法100、300的某些框对校准对象进行成像。成像设备206可以具有一定的灵敏度、成像特性和/或可能受用于采集和处理成像数据的硬件和/或软件影响的其它特性。例如，成像设备206的成像特性对于处理装置208可能是未知的。通过使用诸如球体或已知尺寸的其他形状的校准对象，系统200能够对三维表示进行改进的确定(例如，使得三维表示具有正确的尺寸)。在另一示例中，来自照明源204的光谱内容可以通过使用具有诸如光谱反射率的已知表面特性的校准对象来确定。通过测量反射照明的光谱强度含量，系统200能够确定照明源的光谱含量，这可以改进照明信息的确定。108.图4示出了装置400，其可以用于实现这里描述的某些方法，例如方法100和/或方法300。设备400可以包括具有与关于图2的系统200所描述的特征相对应的功能的模块，例如其处理装置208。109.装置400包括处理电路402(例如，其可以由图2的处理装置208提供)。处理电路402包括被配置为获得身体表面的三维表示的获取模块404。获取模块404还被配置为获取三维表示的照明信息。照明信息可以指示身体表面相对于参考轴的定向。处理电路402还包括确定模块406，其被配置为确定照明补偿信息以补偿照明信息中表观的照明变化。处理电路402还包括校正模块(408)，其被配置为使用照明补偿信息来补偿身体表面的图像中的照明变化。110.图5示出了装置500，其可以用于实现这里描述的某些方法，例如方法100和/或方法300。设备500可以包括具有与关于图2的系统200描述的特征相对应的功能的模块，诸如其处理装置208和/或图4的设备400。111.装置500包括处理电路502，处理电路502包括图4的处理电路402。装置500还包括成像模块504，其被配置为使成像设备(例如，图2的成像设备206)获取身体表面的图像(或实际上之前提到的任何成像数据)。例如，成像模块504可以提供使成像设备206获取图像或成像数据的指令，用于在此描述的方法的某些框和/或在此描述的装置的功能模块中使用。112.图6示出了存储指令602的有形机器可读介质600，当指令602由至少一个处理器604执行时，使至少一个处理器604实现这里描述的某些方法(诸如方法100和/或方法300)。指令602包括获得身体表面的三维表示的指令606。指令606还获得三维表示的照明信息。照明信息可以指示身体表面相对于参考轴的定向。指令602还包括确定照明补偿信息以补偿从照明信息中表观的照明变化的指令608。指令602还包括使用照明补偿信息来补偿身体表面的图像中的照明变化的指令610。113.如前所述，实施例可以具有除面部皮肤表征之外的效用。例如，实施例可具有用于表征身体任何部分的皮肤的效用。此外，实施例可具有用于表征任何身体表面(无论是否有生命)的效用。114.虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应被认为是说明性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。115.在一个实施例中描述的一个或多个特征可以与在另一个实施例中描述的特征组合或代替在另一个实施例中描述的特征。例如，图1和图3的方法100和300可以基于关于图2，图4和图5的系统200，装置400，500所描述的特征来修改，反之亦然。116.本公开中的实施例可以作为方法、系统或作为机器可读指令和处理电路的组合来提供。这样的机器可读指令可以包括在其中或其上具有计算机可读程序代码的非瞬态机器(例如，计算机)可读存储介质(包括但不限于盘存储、cd－rom、光存储等)上。117.参考根据本公开的实施例的方法、设备和系统的流程图和框图来描述本公开。尽管上述流程图显示了特定的执行顺序，但是执行顺序可以与所描述的不同。关于一个流程图描述的框可以与另一个流程图的框组合。应当理解，流程图和/或框图中的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由机器可读指令来实现。118.机器可读指令例如可以由通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其它可编程数据处理设备的处理器来执行，以实现说明书和附图中描述的功能。具体地，处理器或处理电路或其模块可以执行机器可读指令。因此，这里描述的装置400、500的功能模块(例如，获取模块404，确定模块406，校正模块408和/或成像模块504)和其它设备可以由执行存储在存储器中的机器可读指令的处理器，或者根据嵌入在逻辑电路中的指令操作的处理器来实现。术语“处理器”应广义地解释为包括cpu、处理单元、asic、逻辑单元或可编程门阵列等。所述方法和功能模块可全部由单个处理器执行或在若干处理器之间划分。119.这样的机器可读指令还可以存储在计算机可读存储装置中，该计算机可读存储装置可以引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定模式操作。120.这样的机器可读指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得计算机或其他可编程数据处理设备执行一系列操作以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令实现由流程图和/或框图中的框指定的功能。此外，这里的教导可以以计算机程序产品的形式来实现，该计算机程序产品存储在存储介质中，并且包括用于使计算机设备实现本公开的实施例中所述的方法的多个指令。121.关于一个实施例描述的元件或步骤可以与关于另一实施例描述的元件或步骤组合或由其代替。通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中所述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储或分布在诸如光存储介质或固态介质的适当介质上，该适当介质与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应解释为限制范围。









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