CN112915398B - 一种面部红外理疗方法、装置、设备、系统和面罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面部红外理疗方法、装置、设备、系统和面罩，首先通过获取至少一个用户的面部图像；接着根据所述用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为目标红外照射区域，所述第二区域为红外照射需要避让区域；接着根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；最后控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射，从而，用户在进行面部红外理疗时，无需遮挡眼睛，可以实现在用户进行事务性工作的同时，进行面部理疗；无需佩戴沉重的实体面罩，既卫生又方便，也不会对面部皮肤造成牵引。

Description

一种面部红外理疗方法、装置、设备、系统和面罩

技术领域

本发明实施例涉及美容产品技术领域，尤其涉及一种面部红外理疗方法、装置、设备、系统和面罩。

背景技术

目前，人们为了使脸部变瘦或改善面部皮肤，通常会使用面部红外理疗设备来使得红外线照射于脸部，进而使脸部变热，来消除脸部的脂肪。现有的面部红外理疗设备基本都是面罩式结构，这种面罩式结构的红外理疗设备具有以下缺点，其一，佩戴起来很不方便也不舒服，而且在理疗时，为了避免面罩的重力对面部产生拉伸，使得用户需要平躺，这样，基本无法处理其他事务性工作；其二，由于面罩式结构的红外理疗设备与面部接触的一侧一般为电路内布，不方便清洗，长期使用导致面罩表面不卫生，并且对于鼻子等立体部位无法被面罩式结构的红外理疗设备理疗。为了解决上述问题，现有技术中非接触式的红外理疗设备采用灯式红外光源，但区域性光源辐射式红外理疗设备仅针对颈部或者关节比较有效。若对于面部的理疗，如果直接的照射会对眼睛造成伤害，使得用户在使用过程中基本无法处理其他事务性工作。

发明内容

本发明提供一种面部红外理疗方法、装置、设备、系统和面罩，以实现用户在对面部进行红外理疗的同时，还可以处理其他事务性工作。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种面部红外理疗方法，包括以下步骤：

获取至少一个用户的面部图像；

根据所述用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为目标红外照射区域，所述第二区域为红外照射需要避让区域；

根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；

控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射。

根据本发明的一个实施例，所述面部红外理疗方法还包括以下步骤：

对所述第一区域和所述第二区域进行坐标组的动态跟踪；

根据所述第一区域和所述第二区域的坐标组的动态变化，实时调整红外照射参数强度分布。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一区域和所述第二区域的坐标组的动态变化，实时调整红外照射参数强度分布，包括：

所述红外照射参数强度随着所述用户的面部离出射红外光的光源的距离的增加而增加；和/或，

所述红外照射参数强度随着所述用户面部图像与第一平面的夹角的增大而增加，所述第一平面垂直于出射红外光的所述光源的光轴。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布包括：

根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射投影图像；

所述控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射包括：

使用生成的与所述用户的面部图像对应的红外照射投影图像对所述用户面部进行投影，其中，所述第二区域的投影图像强度为零。

根据本发明的另一个实施例，所述控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射包括：

逐行或逐列扫描照射所述用户面部，扫描照射所述用户面部时，对所述第二区域不扫描，或者对所述第二区域扫描但不出射红外光。

根据本发明的一个实施例，所述第一区域包括多个子区域，所述根据所述第一区域和所述第二区域的坐标组的动态变化，实时调整红外照射参数强度分布，还包括以下步骤：

累积积分计算每个所述子区域的红外光出射能量；

当所述子区域的红外光出射能量达到预设值时，停止对所述子区域的红外光照射。

根据本发明的一个实施例，所述面部红外理疗方法还包括以下步骤：

控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射的同时，控制可见光沿所述第二区域的轮廓进行出射。

根据本发明的一个实施例，所述获取用户的面部图像包括：

实时采集所述用户的面部3D图像；

或者，调用用户预存的面部3D图像；

或者，采集所述用户的面部2D图像，根据所述用户的面部2D图像生成用户面部3D图像。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例还提出了一种面部红外理疗装置，基于所述的面部红外理疗方法实现，包括：

面部图像获取模块，用于获取用户的面部图像；

区域标记模块，用于根据所述用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为目标红外照射区域，所述第二区域为红外照射需要避让区域；

红外照射参数强度分布生成模块，用于根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；

照射模块，用于控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射。

根据本发明的一个实施例，所述面部红外理疗装置还包括：

面部图像采集模块，所述面部图像采集模块与所述面部图像获取模块连接；

辅助镜头，所述辅助镜头位于所述面部图像采集模块的前方，用于对进入所述面部图像采集模块的面部图像进行矫正；

分光棱镜，所述分光棱镜位于所述辅助镜头的前方，用于透过载有面部图像信息的光线，以及用于反射所述照射模块出射的红外光；

主镜头，所述主镜头位于所述分光棱镜的前方，用于捕捉载有面部图像信息的光线，还用于出射所述分光棱镜反射的红外光。

根据本发明的一个实施例，所述面部图像采集模块为CMOS相机或者CCD相机。

根据本发明的一个实施例，所述照射模块包括红外光光源和投影仪，所述红外光光源出射的红外光依次通过所述投影仪、所述分光棱镜和所述主镜头至用户面部。

根据本发明的一个实施例，所述照射模块还包括可见光光源，所述可见光光源出射的可见光依次通过所述投影仪、所述分光棱镜和所述主镜头至用户面部。

为实现上述目的，本发明第三方面实施例还提出了一种面部红外理疗设备，包括所述的面部红外理疗装置；

还包括：支撑座，所述支撑座用于支撑并移动所述面部红外理疗装置，还用于根据所述面部红外理疗装置与所述用户面部之间的初始相对位置和/或所述面部红外理疗装置的对所述用户面部的红外理疗累积能量，实时调整所述面部红外理疗装置与所述用户面部之间的相对位置。

根据本发明的一个实施例，所述支撑座包括运动模块，所述运动模块用于根据所述面部红外理疗装置与所述用户面部之间的初始相对位置和/或所述面部红外理疗装置的对所述用户面部的红外理疗累积能量照射完成进度，自动规划运动路径，所述支撑座沿所述规划路径进行运动。

为实现上述目的，本发明第四方面实施例还提出了一种面部红外理疗系统，包括至少一个所述的面部红外理疗设备，每个所述面部红外理疗设备照射部分用户面部区域，根据照射用户面部的区域来匹配相应的红外照射参数强度分布。

为实现上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种红外理疗面罩，基于所述的面部红外理疗装置实现，包括多个照射强度可设置的面部子分区和边缘预警线。

根据本发明实施例提出的面部红外理疗方法、装置、设备、系统和面罩，首先通过获取至少一个用户的面部图像；接着根据所述用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为目标红外照射区域，所述第二区域为红外照射需要避让区域；接着根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；最后控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射，从而，用户在进行面部红外理疗时，无需遮挡眼睛，可以实现在用户进行事务性工作的同时，进行面部理疗；因为采用无实体的动态虚拟面罩，无需佩戴不能清洗的面罩，既卫生又方便，还可以对多个用户进行同步的理疗。

附图说明

图1是本发明实施例提出的面部红外理疗方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提出的面部红外理疗方法的流程图；

图3是本发明实施例提出的面部红外理疗装置的方框示意图；

图4是本发明一个实施例提出的面部红外理疗装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提出的面部红外理疗设备的结构示意图；

图6是本发明实施例提出的面部红外理疗系统的结构示意图；

图7是本发明实施例提出的面部红外理疗装置出射的虚拟面罩示意图；

图8是本发明实施例提出的另一个虚拟面罩示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提出的面部红外理疗方法的流程图。如图1所示，该面部红外理疗方法，包括以下步骤：

S101，获取至少一个用户的面部图像；

需要说明的是，用户的面部图像可以是正脸或者侧脸或者其他角度的面部图像。

根据本发明的一个实施例，S101获取至少一个用户的面部图像包括：

实时采集用户的面部3D图像；

或者，调用用户预存的面部3D图像；

或者，采集用户的面部2D图像，根据用户的面部2D图像生成用户面部3D图像。

与2D面部图像相比，3D面部图像更加立体，调整红外照射参数强度分布时更加贴合实际的用户面部。S102，根据用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，第一区域为目标红外照射区域，第二区域为红外照射需要避让区域；

需要说明的是，第二区域可以包括眼睛以及其他在红外照射时需要避让的区域，第一区域可以为除眼睛以及其他在红外照射时需要避让的区域之外的其他区域。

可以理解的是，虽然红外线属于不可见光，但因为眼球中含有较多的液体，而这些液体对波长小于1.5微米红外线光具有吸收作用，所以，如果让波长小于1.5微米的短波红外线直接照射眼睛，可使眼球中的液体因吸收短波红外线而发生反应，引发病变，导致晶状体浑浊，进而引发白内障；并且由于红外线穿透力比较强，在照射眼睛时可以直接到达视网膜，从而对视网膜的结构起到破坏作用，进而引发黄斑变性等病症。由此，在进行红外理疗时，需要避开眼睛，不能让眼睛接收红外线的照射。

另外，第二区域还包括不能接受红外照射的区域，比如受伤区域等，因此可以根据用户需要或图像采集后的分析结果，自动生成或人工设置照射区域的分布情况，或不同照射区域的强度分布情况。

在其他的实施例中，还可以获取多个用户的面部图像。分别对每个用户的面部图像进行第一区域与第二区域的识别标记。

S103，根据第一区域的面部图像和第二区域的面部图像，生成与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；

可以理解的是，在获取用户的面部图像之后，并根据用户的面部图像的区域划分，生成与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布，其中，第一区域的红外照射参数强度可以为第一强度，第二区域的红外照射参数强度可以零。

S104，控制与红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对用户的面部进行照射。

在设置好与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布之后，可以对用户端面部进行照射。

需要说明的是，如果获取的用户的面部图像为正脸，那么正脸划分为第二区域以及第一区域，如果获取的用户的面部图像为侧脸，那么也划分为第一区域和第二区域，但如果获取的用户的面部图像仅为某个角度的脸部的一部分，不包括眼睛以及其他受伤区域，那么划分区域仅为第一区域。

由此，在用户进行面部红外理疗时，可以仅让红外光照射第一区域，而避让眼睛等需要避让区域，这样，可以实现用户在进行红外理疗的同时，从事其他事务性工作，避免了使用不能清洗的面罩，提升了用户体验，增加了用户满意度。

图2是本发明一个实施例提出的面部红外理疗方法的流程图。如图2所示，该面部红外理疗方法还包括以下步骤：

S105，对第一区域和第二区域进行坐标组的动态跟踪；

S106，根据第一区域和第二区域的坐标组的动态变化，实时调整红外照射参数强度分布。

因为第一区域或第二区域为一些面部区域，会随着用户的移动或转动发生变化，应采集至少两个点形成坐标组，例如追踪两眼的连线等，进而更准确的识别第一区域或第二区域的动作变化。

在步骤S104之前，生成与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布时，同时记录当前用户的面部图像的各个点的坐标，当对用户的面部进行照射之后，对第一区域和第二区域进行坐标的动态跟踪，当用户的面部图像各个点的坐标发生变化后，需要对应调整红外照射参数强度分布。举例来说，当用户发生移动时，脸部平移发生移位，比如，当第一时刻时，用户的面部的第二区域在第一位置，当第二时刻时，用户的面部的第二区域在第二位置，此刻的第二位置与第一时刻时第一区域所在的位置有所重合，那么为了保护第二区域不被红外光照射，就需要调整红外照射参数强度分布，使得当前时刻与第二区域对应的部分出射的红外光的强度为零。此外，当第一时刻时，用户的面部的第一区域在第三位置，当第二时刻时，用户的面部的第一区域在第四位置，此刻的第四位置与第一时刻时第二区域所在的位置有所重合，此时为了使得第一区域被红外光照射，就需要调整红外照射参数强度分布。其中，可以以光源的镜头为原点，以镜头的光轴为轴，建立极坐标系或直角坐标系(对此不限制)，并且可以通过距离传感器来获取镜头与用户面部各点的距离，并通过识别的面部图像来获取用户面部各点的三维坐标。并且坐标组获取的频次可以为15Hz，30Hz，45Hz，60Hz，90Hz，120Hz，150Hz，180Hz等。

需要说明的是，当用户进行转头或者抬头时，同理，可以进行坐标动态跟踪，重新划分第一区域与第二区域，将第二区域的红外光的光强调整零，避免第二区域被红外光照射。

由此，通过坐标组的动态跟踪，可以时刻调整红外照射参数强度分布，在用户动态动作过程中，也可以避免第二区域被红外光照射，使得用户的行动更加自由。

根据本发明的一个实施例，S106根据第一区域和第二区域的坐标调整红外照射参数强度分布，包括：

红外照射参数强度随着用户的面部离出射红外光的光源的距离的增加而增加；和/或，

红外照射参数强度随着用户面部图像与第一平面的夹角的增大而增加，第一平面垂直于出射红外光的光源的光轴。

可以理解的是，第一强度分布方案可以为相同强度，也可以包括不同强度。即，第一区域包括多个子区域，每个子区域的红外光照射的强度可以相同也可以不同。当每个子区域的红外光照射的强度相同时，如获取的用户面部图像为正脸，用户面部鼻翼两侧为倾斜面，那么以相同的强度照射鼻翼两侧面以及脸部其他区域时，鼻翼两侧面照射的强度分量较小，那相同的时间内，鼻翼两侧面的红外光照射能量要比其他区域(腮帮处)的能量低，进而可能达不到较好的效果。又例如，额头一般也为倾斜面(接近眉骨部分比接近头发部分突出)，并且两鬓几乎是与额头所在的平面垂直的，如果仍以相同的强度进行照射，那么距离红外光光源近的区域则接收的能量高，而距离红外光光源远的区域则接收的能量低，导致用户整个面部在相同的时间内，各个区域接收的红外光的能量不一致，进而可能达不到较好的效果。

需要说明的是，红外照射参数强度随着用户的面部离出射红外光的光源的距离的增加而增加；也即，红外照射参数强度随着用户的面部离出射红外光的光源的距离的减小而减小。举例来说，如获取的用户面部图像为正脸，用户面部的鼻子要比脸部腮帮离红外光光源更近，进而调整照射到鼻子区域的红外光强度要比照射到脸部腮帮区域的红外光强度低，从而使得鼻子与脸部腮帮处的红外光光强均相同，相同时间内，用户鼻子与脸部腮帮处接收的红外光的能量均一致。其余与脸部对应的部位均根据脸部部位与红外光光源的距离来调整红外光的光强。从而使得用户的整个脸部所接收的红外光的能量均一致。

和/或，红外照射参数强度随着用户面部图像与第一平面的夹角的增大而增加，第一平面垂直于出射红外光的光源的光轴。举例来说，如获取的用户面部图像为正脸，那么用户脸部腮帮处几乎是与第一平面平行的，红外光光源可以垂直打到用户脸部腮帮或额头处，而鼻子的鼻翼、鼻梁、鼻尖与额头所在平面呈现不同的夹角，鼻翼两侧面与第一平面呈一定夹角，红外光照射到鼻翼两侧面照射的强度分量较小，因此，需要增大鼻翼两侧面照射的强度，以使得鼻翼两侧面的照射强度与脸部腮帮处的照射强度相同，相同时间内，用户鼻翼两侧面与脸部腮帮处接收的红外光的能量均一致。其余与脸部对应的部位均根据脸部部位与第一平面的夹角来调整红外光的光强。从而使得用户的整个脸部所接收的红外光的能量均一致。此外，红外照射参数强度与面部不同区域的性别、皮肤厚度也不相同，不同用户的脸型立体状态也不相同，通过个性化的照射方案设置，生成动态虚拟面罩，实现千人千面的红外理疗照射方案。

因此，可以同时考虑用户面部与红外光光源的距离以及与第一平面的夹角，综合调整红外参数光强分布，或者单一根据用户面部与红外光光源的距离或者单一根据用户面部与第一平面的夹角来调整红外参数光强分布，使得用户的整个脸部所接收的红外光的能量均一致。

当获取的用户面部图像为侧脸或者其他方位的图像，红外参数调整分布与上述原理相同，此处不再赘述。

根据本发明的一个实施例，第一区域包括多个子区域，S106根据第一区域和第二区域的坐标调整红外照射参数强度分布，还包括以下步骤：

累积积分计算每个子区域的红外光出射能量；

当子区域的红外光出射能量达到预设值时，停止对子区域的红外光照射。

可以理解的是，如果第一强度可以为相同强度，那么可以调整每个部分的照射时间，以使得用户脸部每个部分照射的红外光能量相同。举例来说，如获取的用户面部图像为正脸，鼻子较脸部腮帮处与红外光光源较近，进而鼻子处接收的红外光的能量较脸部腮帮处接收的红外光的能量大，相同时间内，鼻子处的红外光的能量最先累积到预设值，那么，此时可以控制鼻子处的红外光的光强为零。其他子区域还可以为嘴部，鼻翼两侧，额头等区域，均可以在相同时间内，当能量累积到预设值时，将该子区域内红外光的强度设置零。其中，红外光照射到用户面部的红外光的光强与用户面部距离红外光光源的距离相关，因此需要获取用户面部的坐标，进而根据用户面部的坐标来推算入射各个子区域的光强，进而计算相同时间内，各个子区域的红外光能量。

另外，如果第一强度为不同强度，也就是说，照射到用户脸部的各个子区域的光强均相同，那么用户可以根据需要设置各个子区域的照射时间，更方便用户使用。

当获取的用户面部图像为侧脸或者其他方位的图像，红外参数调整分布与上述原理相同，此处不再赘述。

根据本发明的一个实施例，面部红外理疗方法还包括以下步骤：

控制与红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对用户的面部进行照射的同时，控制可见光沿第二区域的轮廓进行出射，作为虚拟边缘预警线(如图7和图8所示)。

可以理解的是，人眼对可见光中的绿光最为敏感，因此，上述的虚拟边缘预警线采用的可见光优选取绿色，也可以根据用户情况选择设置其他颜色(如红绿色弱人群，可以设置黄色或蓝色等)。当控制与红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对用户的面部进行照射的同时，控制绿光沿第二区域的轮廓进行出射(正常是不会入射到眼睛中的)，当用户进行面部红外理疗时，若有绿光进入眼睛，则说明有红外线可能进入眼睛了，为了避免眼睛受到红外光伤害，则需要停止面部红外理疗，检修设备。

根据本发明的一个实施例，S103根据第一区域的面部图像和第二区域的面部图像，生成与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布包括：

根据第一区域的面部图像和第二区域的面部图像，生成与用户的面部图像对应的红外照射投影图像；

S104控制与红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对用户的面部进行照射包括：

使用生成的与用户的面部图像对应的红外照射投影图像对用户面部进行投影，其中，第二区域的投影图像强度为零。

需要说明的是，通过投影的方式将与用户的面部图像对应的红外照射投影图像投影至用户的面部，其中，投影时，可以将第二区域的投影图像强度为零。(投影虚拟面罩如图7和图8所示)，该方式可以同时将红外光投射到用户面部，光能量密度可以设置的更低，相比于逐行扫描的方案，因为不需要采用分时照射取能量平均值的方式，因此瞬时照射强度更低，避免皮肤灼伤风险。

根据本发明的一个实施例，S104控制与红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对用户的面部进行照射包括：

逐行或逐列扫描照射用户面部，扫描照射用户面部时，对第二区域不扫描，或者对第二区域扫描但不出射红外光。

其中，逐行或逐列扫描照射用户面部时，可以对第二区域不扫描，或者对第二区域扫描但不出射红外光。该方式可以分时将红外光投射到用户面部。

可以理解的是，一个面部红外理疗装置还可以同时照射多张人脸，举例来说，当全家人员均在看电视时，全家人员均面向电视，朝向同一个方向，面部红外理疗装置可以同时获取全家人员的面部图像，并分别同步照射各个人员。其中，照射每个人员的红外光出射方案与照射单个人员的红外光出射方案相同。

图3是本发明实施例提出的面部红外理疗装置的方框示意图。如图3所示，该面部红外理疗装置112包括：

面部图像获取模块101，用于获取至少一个用户的面部图像；

其中，获取的用户的面部图像为3D图像，与2D面部图像相比，3D面部图像更加立体，调整红外照射参数强度分布时更加贴合实际的用户面部。

区域标记模块102，用于根据用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，第一区域为目标红外照射区域，第二区域为红外照射需要避让区域；

需要说明的是，第二区域可以包括眼睛以及其他在红外照射时需要避让的区域，第一区域可以为除眼睛以及其他在红外照射时需要避让的区域之外的其他区域。另外，第二区域还包括不能接受红外照射的区域，比如受伤区域等。

红外照射参数强度分布生成模块103，用于根据第一区域的面部图像和第二区域的面部图像，生成与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；

可以理解的是，在获取用户的面部图像之后，并根据用户的面部图像的区域划分，生成与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布，其中，第一区域的红外照射参数强度可以为第一强度，第二区域的红外照射参数强度可以零。

照射模块104，用于控制与红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对用户的面部进行照射。

在设置好与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布之后，可以对用户端面部进行照射。

需要说明的是，如果获取的用户的面部图像为正脸，那么正脸划分为第二区域以及第一区域，如果获取的用户的面部图像为侧脸，那么也划分为第一区域和第二区域，但如果获取的用户的面部图像仅为某个角度的脸部的一部分，不包括眼睛以及其他受伤区域，那么划分区域仅为第一区域。

其中，面部图像获取模块101，区域标记模块102，红外照射参数强度分布生成模块103和照射模块104可以集成在处理器116中。

由此，在用户进行面部红外理疗时，可以仅让红外光照射第一区域，而避让眼睛等需要避让区域，这样，可以实现用户在进行红外理疗的同时，从事其他事务性工作，避免了使用不能清洗的面罩，提升了用户体验，增加了用户满意度。

根据本发明的一个实施例，图4是本发明一个实施例提出的面部红外理疗装置的结构示意图。如图4所示，面部红外理疗装置112还包括：

面部图像采集模块105，面部图像采集模块105与面部图像获取模块101连接；

根据本发明的一个实施例，面部图像采集模块105为CMOS相机或者CCD相机。

面部图像采集模块105将采集好的用户面部图像上传至处理器116中的图像获取模块101。

需要说明的是，用户可以提前在装置中录入自己的面部图像，面部图像获取模块101还可以直接调用用户提前在装置中录入的面部图像。

辅助镜头106，辅助镜头106位于面部图像采集模块105的前方，用于对进入面部图像采集模块105的面部图像进行矫正；

分光棱镜107，分光棱镜107位于辅助镜头106的前方，用于透过载有面部图像信息的光线，以及用于反射照射模块104出射的红外光；

主镜头108，主镜头108位于分光棱镜107的前方，用于捕捉载有面部图像信息的光线，还用于出射分光棱镜107反射的红外光。

需要说明的是，用户正对着主镜头108，主镜头108捕捉载有面部图像信息的光线进入面部红外理疗装置，载有面部图像信息的光线经过分光棱镜107的透射，以及经过辅助镜头106的矫正，最后被面部图像采集模块105采集，生成用户的面部图像，并发送至处理器116中的面部图像获取模块101，处理器116中的区域标记模块102根据面部图像获取模块101获取的面部图像对面部图像进行区域标记，划分为第一区域和第二区域，红外照射参数强度分布生成模块103根据划分的第一区域和第二区域分布红外照射参数强度，处理器116根据红外照射参数强度分布生成模块103生成的红外照射参数强度分布控制照射模块104出射红外光。根据本发明的一个实施例，照射模块104包括红外光光源109和投影仪110，红外光光源109出射的红外光依次通过投影仪110、分光棱镜107和主镜头108至用户面部。以此完成了对用户面部的红外理疗过程。

根据本发明的一个实施例，面部红外理疗装置112还包括：

坐标跟踪模块，用于对第一区域和第二区域进行坐标组的动态跟踪；

红外照射参数强度分布生成模块还用于根据第一区域和第二区域的坐标组调整红外照射参数强度分布。

其中，坐标跟踪模块可以包括距离传感器和人脸图像识别模块。

在生成与用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布时，同时记录当前用户的面部图像的各个点的三维坐标(可通过距离传感器以及人脸图像识别模块获取)，当对用户的面部进行照射之后，对第一区域和第二区域进行坐标组的动态跟踪，当用户的面部图像各个点的坐标发生变化后，需要对应调整红外照射参数强度分布。举例来说，当用户发生移动时，脸部平移发生移位，比如，当第一时刻时，用户的面部的第二区域在第一位置，当第二时刻时，用户的面部的第二区域在第二位置，此刻的第二位置与第一时刻时第一区域所在的位置有所重合，那么为了保护第二区域不被红外光照射，就需要调整红外照射参数强度分布，使得当前时刻与第二区域对应的部分出射的红外光的强度为零。此外，当第一时刻时，用户的面部的第一区域在第三位置，当第二时刻时，用户的面部的第一区域在第四位置，此刻的第四位置与第一时刻时第二区域所在的位置有所重合，此时为了使得第一区域被红外光照射，就需要调整红外照射参数强度分布。其中，可以以光源的镜头为原点，以镜头的光轴为极轴，建立极坐标系，并且可以通过距离传感器来获取镜头与用户面部各点的距离，来获取用户面部各点的坐标。并且坐标获取的频次可以为15Hz，30Hz，45Hz，60Hz，90Hz，120Hz，150Hz，180Hz等。

需要说明的是，当用户进行转头或者抬头时，同理，可以进行坐标动态跟踪，重新划分第一区域与第二区域，将第二区域的红外光的光强调整零，避免第二区域被红外光照射。

由此，通过坐标的动态跟踪，可以时刻调整红外照射参数强度分布，在用户动态动作过程中，也可以避免第二区域被红外光照射，使得用户的行动更加自由。

其中，红外照射参数强度随着用户的面部离出射红外光的光源的距离的增加而增加；和/或，

红外照射参数强度随着用户面部图像与第一平面的夹角的增大而增加，第一平面垂直于出射红外光的光源的光轴。

可以理解的是，第一强度分布方案可以为相同强度，也可以包括不同强度。即，第一区域包括多个子区域，每个子区域的红外光照射的强度可以相同也可以不同。当每个子区域的红外光照射的强度相同时，如获取的用户面部图像为正脸，用户面部鼻翼两侧为倾斜面，那么以相同的强度照射鼻翼两侧面以及脸部其他区域时，鼻翼两侧面照射的强度分量较小，那相同的时间内，鼻翼两侧面的红外光照射能量要比其他区域(腮帮处)的能量低，进而可能达不到较好的效果。又例如，额头一般也为倾斜面(接近眉骨部分比接近头发部分突出)，并且两鬓几乎是与额头所在的平面垂直的，如果仍以相同的强度进行照射，那么距离红外光光源近的区域则接收的能量高，而距离红外光光源远的区域则接收的能量低，导致用户整个面部在相同的时间内，各个区域接收的红外光的能量不一致，进而可能达不到较好的效果。

需要说明的是，红外照射参数强度随着用户的面部离出射红外光的光源的距离的增加而增加；也即，红外照射参数强度随着用户的面部离出射红外光的光源的距离的减小而减小。举例来说，如获取的用户面部图像为正脸，用户面部的鼻子要比脸部腮帮离红外光光源更近，进而调整照射到鼻子区域的红外光强度要比照射到脸部腮帮区域的红外光强度低，从而使得鼻子与脸部腮帮处的红外光光强均相同，相同时间内，用户鼻子与脸部腮帮处接收的红外光的能量均一致。其余与脸部对应的部位均根据脸部部位与红外光光源的距离来调整红外光的光强。从而使得用户的整个脸部所接收的红外光的能量均一致。

和/或，红外照射参数强度随着用户面部图像与第一平面的夹角的增大而增加，第一平面垂直于出射红外光的光源的光轴。举例来说，如获取的用户面部图像为正脸，那么用户脸部腮帮处几乎是与第一平面平行的，红外光光源可以垂直打到用户脸部腮帮或额头处，而鼻子的鼻翼、鼻梁、鼻尖与额头所在的平面呈现不同的夹角，鼻翼两侧面与第一平面呈一定夹角，红外光照射到鼻翼两侧面照射的强度分量较小，因此，需要增大鼻翼两侧面照射的强度，以使得鼻翼两侧面的照射强度与脸部腮帮处的照射强度相同，相同时间内，用户鼻翼两侧面与脸部腮帮处接收的红外光的能量均一致。其余与脸部对应的部位均根据脸部部位与第一平面的夹角来调整红外光的光强。从而使得用户的整个脸部所接收的红外光的能量均一致。此外，红外照射参数强度与面部不同区域的性别、皮肤厚度也不相同，不同用户的脸型立体状态也不相同，通过个性化的照射方案设置，实现千人千面的最佳照射方案。

因此，可以同时考虑用户面部与红外光光源的距离以及与第一平面的夹角，综合调整红外参数光强分布，或者单一根据用户面部与红外光光源的距离或者单一根据用户面部与第一平面的夹角来调整红外参数光强分布，使得用户的整个脸部所接收的红外光的能量均一致。

当获取的用户面部图像为侧脸或者其他方位的图像，红外参数调整分布与上述原理相同，此处不再赘述。

可以理解的是，一个面部红外理疗装置还可以同时照射多张人脸，举例来说，当全家人员均在看电视时，全家人员均面向电视，朝向同一个方向，面部红外理疗装置可以同时获取全家人员的面部图像，并分别同步照射各个人员。其中，照射每个人员的红外光出射方案与照射单个人员的红外光出射方案相同。

根据本发明的一个实施例，第一区域包括多个子区域，面部红外理疗装置112还包括：

红外光出射能量累积计算模块，用于累积积分计算每个子区域的红外光出射能量；并当子区域的红外光出射能量达到预设值时，停止对子区域的红外光照射。

可以理解的是，如果第一强度分布方案可以为相同强度，那么可以调整每个部分的照射时间，以使得用户脸部每个部分照射的红外光能量相同。举例来说，如获取的用户面部图像为正脸，鼻子较脸部腮帮处与红外光光源较近，进而鼻子处接收的红外光的能量较脸部腮帮处接收的红外光的能量大，相同时间内，鼻子处的红外光的能量最先累积到预设值，那么，此时可以控制鼻子处的红外光的光强为零。其他子区域还可以为嘴部，鼻翼两侧，额头等区域，均可以在相同时间内，当能量累积到预设值时，将该子区域内红外光的强度设置零。其中，红外光照射到用户面部的红外光的光强与用户面部距离红外光光源的距离相关，因此需要获取用户面部的坐标，进而根据用户面部的坐标来推算入射各个子区域的光强，进而计算相同时间内，各个子区域的红外光能量。

另外，如果第一强度为不同强度，也就是说，照射到用户脸部的各个子区域的光强均相同，那么用户可以根据需要设置各个子区域的照射时间，更方便用户使用。

当获取的用户面部图像为侧脸或者其他方位的图像，红外参数调整分布与上述原理相同，此处不再详述。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，照射模块104还包括可见光光源111，可见光光源111出射的可见光依次通过投影仪110、分光棱镜107和主镜头108至用户面部。

可以理解的是，人眼对可见光中的绿光最为敏感，因此，上述的可见光优选取绿色，也可以根据用户情况选择设置其他颜色(如红绿色弱人群，可以设置黄色或蓝色等)。当控制与红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对用户的面部进行照射的同时，控制绿光沿第二区域的轮廓进行出射(正常是不会入射到眼睛中的)，当用户进行面部红外理疗时，若有绿光进入眼睛，则说明有红外线可能进入眼睛了，为了避免眼睛受到红外光伤害，则需要停止面部红外理疗，检修设备。

图5是本发明实施例提出的面部红外理疗设备的结构示意图。如图5所示，面部红外理疗设备115包括的面部红外理疗装置112；

还包括：支撑座113，支撑座113用于支撑并移动面部红外理疗装置112，还用于根据面部红外理疗装置112与用户面部之间的初始相对位置和/或面部红外理疗装置112的对用户面部的红外理疗累积能量，实时调整面部红外理疗装置112与用户面部之间的相对位置。

根据本发明的一个实施例，支撑座113包括运动模块，运动模块用于根据面部红外理疗装置与用户面部之间的初始相对位置和/或面部红外理疗装置的对用户面部的红外照射完成进度自动规划运动路径，支撑座113沿规划路径进行运动。

具体来说，支撑座113可以为带轮子的底座，底座上方放置面部红外理疗装置112，支撑座113中可以提前设置运动轨迹，比如以扫描方式来对用户面部进行红外理疗时，可以使支撑座113自用户的脸部左边移动到脸部右边进行扫描。

或者，支撑座113携带面部红外理疗装置112一直在对用户的左侧脸进行红外理疗，那么当用户的左侧脸的红外理疗累积的能量达到预设值时，可以自动移动到用户的右侧脸位置开始对用户的右侧脸进行红外理疗。

通过支撑座113的设置，使得面部红外理疗装置112更加自动化，智能化。

图6是本发明实施例提出的面部红外理疗系统的结构示意图。如图6所示，面部红外理疗系统114，包括至少一个的面部红外理疗设备115，每个面部红外理疗设备115照射部分用户面部区域，根据照射用户面部的区域来匹配相应的红外照射参数强度分布。

举例来说，有两个面部红外理疗设备115，分别为第一面部红外理疗设备1151和第二面部红外理疗设备1152，第一面部红外理疗设备1151照射用户的左侧面部区域，第二面部红外理疗设备1152照射用户的右侧面部区域，那么第一面部红外理疗设备1151可以根据用户的左侧面部区域来调整红外照射参数强度分布。第二面部红外理疗设备1152可以根据用户的右侧面部区域来调整红外照射参数强度分布。这样无需移动红外理疗设备，并且可以同时全面的照射用户的整个面部。

具体的，第一面部红外理疗设备1151和第二面部红外理疗设备1152可以通过蓝牙或wifi或5G等通讯方式实时协调，根据面部各子区域与红外理疗设备的相关位置关系及任务完成进度，对照射任务进行实时分配。

进一步的，所示面部红外理疗系统可以同时对多个用户进行同步的理疗，不受实体产品的限制。

在其他的示例中可以使用多个面部红外理疗设备115。对数量不作具体限制。

图7是本发明实施例提出的面部红外理疗装置出射的虚拟面罩示意图。如图7和图8所示，该面罩117包括多个照射强度可设置的面部子分区1171和边缘预警线1172。

其中眼部轮廓为边缘预警线1172，其余面部区域为面部子分区1171，面部子分区可包括额头区域、嘴巴区域、面部腮帮区域、鼻子区域等。

需要说明的是，该面罩117是虚拟面罩，仅仅是由面部红外理疗装置出射的红外光投射到用户面部形成。

综上所述，根据本发明实施例提出的面部红外理疗方法、装置、设备、系统和面罩，首先通过获取至少一个用户的面部图像；接着根据所述用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为目标红外照射区域，所述第二区域为红外照射需要避让区域；接着根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；最后控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射，从而，用户在进行面部红外理疗时，无需遮挡眼睛，可以实现在用户进行事务性工作的同时，进行面部理疗；并且也无需佩戴不能清洗的面罩，既卫生又方便。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (15)

1.一种面部红外理疗方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取至少一个用户的面部图像；

根据所述用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为目标红外照射区域，所述第二区域为红外照射需要避让区域；

根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；

控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射；

其中，所述第二区域至少包括眼睛；所述理疗方法还包括：

控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射的同时，控制可见光沿所述第二区域的轮廓进行出射，并在所述可见光进入所述第二区域时，控制所述红外光停止出射。

2.根据权利要求1所述的面部红外理疗方法，其特征在于，还包括以下步骤：

对所述第一区域和所述第二区域进行坐标组的动态跟踪；

根据所述第一区域和所述第二区域的坐标组的动态变化，实时调整红外照射参数强度分布。

3.根据权利要求2所述的面部红外理疗方法，其特征在于，所述根据所述第一区域和所述第二区域的坐标组的动态变化，实时调整红外照射参数强度分布，包括：

所述红外照射参数强度随着所述用户的面部离出射红外光的光源的距离的增加而增加；和/或，

所述红外照射参数强度随着所述用户面部图像与第一平面的夹角的增大而增加，所述第一平面垂直于出射红外光的所述光源的光轴。

4.根据权利要求1或2所述的面部红外理疗方法，其特征在于，

所述根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布包括：

根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射投影图像；

所述控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射包括：

使用生成的与所述用户的面部图像对应的红外照射投影图像对所述用户面部进行投影，其中，所述第二区域的投影图像强度为零。

5.根据权利要求1或2所述的面部红外理疗方法，其特征在于，控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射包括：

逐行或逐列扫描照射所述用户面部，扫描照射所述用户面部时，对所述第二区域不扫描，或者对所述第二区域扫描但不出射红外光。

6.根据权利要求2所述的面部红外理疗方法，其特征在于，所述第一区域包括多个子区域，所述根据所述第一区域和所述第二区域的坐标组的动态变化，实时调整红外照射参数强度分布，还包括以下步骤：

累积积分计算每个所述子区域的红外光出射能量；

当所述子区域的红外光出射能量达到预设值时，停止对所述子区域的红外光照射。

7.根据权利要求1所述的面部红外理疗方法，其特征在于，所述获取至少一个用户的面部图像包括：

实时采集所述用户的面部3D图像；

或者，调用用户预存的面部3D图像；

或者，采集所述用户的面部2D图像，根据所述用户的面部2D图像生成用户面部3D图像。

8.一种面部红外理疗装置，其特征在于，基于如权利要求1-7任一项所述的面部红外理疗方法实现，包括：

面部图像获取模块，用于获取用户的面部图像；

区域标记模块，用于根据所述用户的面部图像，识别并标记第一区域和第二区域，其中，所述第一区域为目标红外照射区域，所述第二区域为红外照射需要避让区域；

红外照射参数强度分布生成模块，用于根据所述第一区域的面部图像和所述第二区域的面部图像，生成与所述用户的面部图像对应的红外照射参数强度分布；

照射模块，用于控制与所述红外照射参数强度分布对应的红外光进行出射，对所述用户的面部进行照射；

所述照射模块还包括可见光光源，所述照射模块还用于控制可见光沿光所述第二区域的轮廓进行出射，并在所述可见光进入所述第二区域时，控制所述红外光停止出射。

9.根据权利要求8所述的面部红外理疗装置，其特征在于，还包括：

面部图像采集模块，所述面部图像采集模块与所述面部图像获取模块连接；

辅助镜头，所述辅助镜头位于所述面部图像采集模块的前方，用于对进入所述面部图像采集模块的面部图像进行矫正；

分光棱镜，所述分光棱镜位于所述辅助镜头的前方，用于透过载有面部图像信息的光线，以及用于反射所述照射模块出射的红外光；

主镜头，所述主镜头位于所述分光棱镜的前方，用于捕捉载有面部图像信息的光线，还用于出射所述分光棱镜反射的红外光。

10.根据权利要求9所述的面部红外理疗装置，其特征在于，所述面部图像采集模块为CMOS相机或者CCD相机。

11.根据权利要求9所述的面部红外理疗装置，其特征在于，所述照射模块包括红外光光源和投影仪，所述红外光光源出射的红外光依次通过所述投影仪、所述分光棱镜和所述主镜头至用户面部。

12.一种面部红外理疗设备，其特征在于，包括如权利要求8-11任一项所述的面部红外理疗装置；

还包括：支撑座，所述支撑座用于支撑并移动所述面部红外理疗装置，还用于根据所述面部红外理疗装置与所述用户面部之间的初始相对位置和/或所述面部红外理疗装置的对所述用户面部的红外理疗累积能量，实时调整所述面部红外理疗装置与所述用户面部之间的相对位置。

13.根据权利要求12所述的面部红外理疗设备，其特征在于，所述支撑座包括运动模块，所述运动模块用于根据所述面部红外理疗装置与所述用户面部之间的初始相对位置和/或所述面部红外理疗装置的对所述用户面部的红外照射完成进度，自动规划运动路径，所述支撑座沿所述运动路径进行运动。

14.一种面部红外理疗系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求12或13所述的面部红外理疗设备，每个所述面部红外理疗设备照射部分用户面部区域，根据照射用户面部的区域来匹配相应的红外照射参数强度分布。

15.一种红外理疗面罩，其特征在于，基于如权利要求8-11任一项所述的面部红外理疗装置实现，包括多个照射强度可设置的面部子分区和边缘预警线。

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