用于分析頭發的方法

專利名稱：用于分析頭發的方法
技術領域：
和
背景技術：
本發明涉及頭發分析，以及更具體但不排他性地涉及染發時用于分 析頭發混合物并且預測最終顏色的方法和設備。
使用染發劑和漂白劑來使得灰發較不明顯或者將頭發染成希望的顏 色。染發劑包含易于使用的保持短時間顏色的臨時染發劑(帶色洗發精、
帶色護發劑、顏色處理護發劑等)；提供染色效果的半持久性染料(頭 發修復劑、清潔類型的頭發修復劑等)，上述染色效果可通過將酸性染 料滲透入頭發內部而持續保持；以及通過將染料氧化聚合到頭發內部而 獲得基本永久性染色效果的永久性染料。依賴于預期用途來選擇特定類 型的染發劑。
將每一種上述類型的染料制成各種色號。通常，每一染料顏色指示 在盛放染料的盒子上，或者通過所染頭發的一綹頭發樣本來指示。
但是，甚至當使用相同顏色染料時，依賴于染發前的頭發顏色混合， 染發后的頭發顏色明顯不同。
在染發之前頭發具有白發和著色頭發的非均勻混合的情況下，當前 方法的結果是不能正確預測染發后的頭發顏色。著色頭發可以是自然色 素的頭發或用人造顏料進行染色。
因此，僅僅從盒子上的印刷或一綹頭發樣本將難于預測任何人的頭 發染色將導致的顏色，并且產生染色后的頭發真正顏色與預期的顏色不 同的問題。
存在各種預測最終頭發顏色以便最小化誤差和提高顧客對使用頭發 顏色制品的滿意度的方法。
一些方法使用比色圖表或索引表，其在從表中選擇初始顏色以及要 使用的顏色之后預測頭發的最終顏色。例如，于1981年3月30日提交 的、授予Scott的、標題為"頭發著色計算器"(Hair coloring calculator)的專利號為No. 4, 434, 467的美國專利申請公開了 一種裝 置，該裝置用于確定使用其將使用者的當前發色變成新發色的頭發著色 制品。該裝置包括一鍵盤，用于鍵入其確認使用者當前發色和所需發色 的名稱。使用者還可鍵入確認使用者希望使用的特定系列的頭發著色制 品的數據。之后該裝置通過顯示將可能使得使用者當前發色變成新發色 的所選系列的頭發著色制品的名稱而響應于上述數據。但是，Scott的方法和類似方法受限于可能的有P艮數目的初始發色， 因此不能對于所有不同的初始頭發預測真正最終顏色。此外，缺乏對顧 客初始頭發的某種直接測量使得用人眼來評估初始顏色，并且使得上述 方法不能精確預測最終的顏色。于2003年10月1日提交的、授予Grossinger等人的、標題為"發 色測量和處理，，(Hair color measurement and treatment)的專利號 為No. 10/ 473， 627的美國專利申請提出了一種基于頭發的初始光譜來預 測染色后頭發能到達的光譜的方法。基本假設是初始發色是均一的。出現如下問題，即當測量反射率時對正常的自然發和白發一起進行 測量。因此從測量裝置獲得的反射光譜是正常發和白發的組合。因此組 合的光譜僅僅是在所測頭發中兩種頭發類型的組合，因而會導致不精確 的最終顏色預測。其它已知方法使用某種色度計來執行初始發色的測量(RGB或L， a， b色值，上述是用于確定顏色的標準方法)。利用基于著色頭發的數據庫 構建的數學等式(美國專利No. 6, 707, 929 )或基于相同種類數據庫構建 的色表(授予MacFarlane等人的美國專利Nos.6， 067,504， 6,157,445， 6， 308， 088， 6， 314， 372和6， 330， 341)還可使用這些其它方法來預測發 色。但是上述方法將它們自身限制到顏色坐標，上述顏色坐標不是非常 能夠代表光譜，因此它們喪失對頭發化學組分進行預測的精確度和能力。 例如，于2005年2月17日提交的、授予Ladjevardi的、標題為"先進 的化妝用顏色分析系統及其方法，，(Advanced cosmetic color analysis system and methods therefore )的專利號為No. 2005 / 0036677的美國專利申請描述了一種用于分析頭發區域測量中的不同顏色的方法。如Ladjevardi所述的測量使用數碼相機來進行，其產生RGB值矩陣形式的結果。通過迭代通過(iterating through ) RGB矩陣并將其值分為一些預定組來執行上述分析。Ladjevardi方法的輸出可以是在所測區域中每一色組的濃度。通過每一組的代表性RGB值來校驗預定組。由于人們可以預定一組來表示白發顏色，因此該方法可用于分析給定頭發樣本中的白發濃度。
但是，由于Ladjevardi方法使用RGB值作為輸入，因此其受到RGB 分辨率的限制。假設RGB值真正由顏色混合構成，作為分辨率極限的結 果，由相機產生相片中的每一象素。潛在的混合純發色光譜就沒有在考 慮范圍內。
當用漂白劑或染色劑處理時，由于從不同色素濃度導致的不同光i普 可產生相同的RGB或L， a， b值，RGB的分辨率不能精確預測頭發的最終 顏色。
此外，已知具有不同光譜和色素結構的兩種不同頭發樣本可具有相 同的顏色L， a, b坐標，但是對于漂白和著色處理起到不同反應。
例如，肉眼看到的基本相同的兩個頭發樣本雖然可具有不同的反射 光譜并且因此具有不同的組分(真黑素色素、褐黑素色素、人造發色等) 濃度，但是它們可具有相同的L, a， b顏色坐標值。
例如，用染料A著色的一種自然金色頭發樣本可與另一種頭發樣本 (也就是說用染料B著色的棕色頭發樣本)具有相同的顏色坐標。
此外，每一具有不同反射光謙的大量頭發樣本都可產生相同的L， a， b顏色坐標值或非常相似的L， a， b顏色坐標值。也就是說，具有可導致 不同光譜曲線的真黑素、褐黑素以及角蛋白濃度不同組合的頭發樣本可 產生相似的顏色坐標值。
但是由于在每一頭發樣本中的每一上述材料的不同初始濃度，應用 到這些頭發樣本的相同頭發處理產生不同的最終頭發顏色。
如上所述，如上所述的當前使用方法不能實現預測包含兩種或多種 具有不同顏色頭發類型的頭發最終顏色的目的。Ladjevardi解決該問題， 但是僅僅可產生每一頭發類型的RGB值，從而不能與將全部光譜信息 (full spectral information )用作輸入的先進顏色預測方法一起4吏用。
因此廣泛i人識到需求沒有上述限制的設備和方法，并且上述i殳備和 方法是極其有利的。

發明內容
根據本發明的一方面，提供用于對具有兩種發色混合物以及代表兩 種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的設備。該設備包括配置成 從至少 一光譜的第 一組中選擇代表頭發混合物中第 一顏色的第 一光i普的 第一顏色選擇器，以及迭代光譜組合器，其與第一顏色選擇器相連并配 置成與從第 一光譜之上的笫二組光譜選擇的頭發混合物中代表第二顏色
的第二光譜迭代組合，因此以便得到其最接近匹配總光譜的第 一和第二 光譜的最佳組合。
根據本發明的第二方面，提供用于對具有兩種發色混合物以及代表
兩種顏色總光鐠的頭發混合物樣本進行分析的設備。該設備包括迭代 光語組合器，其配置成與從第一組光譜中選擇的代表頭發混合物中第一 顏色的第 一光譜和從第二組光譜選擇的代表頭發混合物中第二顏色的第 二光譜迭代組合，以便組合成包括相應濃度的每一第 一和第二光譜的最 佳光譜，迭代光譜組合器還配置成計算上述濃度，以便使得最佳的光譜 與總光譜最佳適配；以及與光譜選擇器和光譜計算器相連的適配最佳器， 其配置成從最佳的光譜中得到最佳適配總光譜的最佳光譜。
根據本發明的第三方面，提供用于對具有兩種發色混合物以及代表 兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的設備。該設備包括光譜 選擇器，其配置成選擇著色頭發的光謙，這樣上述光譜在若干著色頭發 光譜中與總光譜最佳適配；以及曲線比較器，其與光譜選擇器相連并配 置成將所選光譜的曲率與總光譜的曲率進行比較，并且以便根據曲率比 較來確定白發在頭發混合物中的濃度。
根據本發明的第四方面，提供用于對具有兩種發色混合物以及代表 兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的方法，包括重復執4亍下 述步驟a )從第一組光譜中選擇代表頭發混合物中第一顏色的第一光譜； b)從笫二組光譜中選擇代表頭發混合物中第二顏色的第二光譜；c)基 于第一光譜、第二光譜、以及每一第一光譜和第二光譜的相應濃度計算 最佳光譜，計算上述濃度以便將最佳的光譜最佳適配到總光譜；直到得 到最佳適配總光譜的最佳光譜。
根據本發明的笫五方面，提供用于對具有兩種發色混合物以及代表 兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的方法，包括選擇代表著 色頭發的光語，這樣在若干著色頭發光譜中上述光譜與總光譜最佳適配； 將總光譜的曲率與所選的光譜曲率進行比較；根據曲率比較得到在頭發 混合物中的白發顏色濃度。
根據本發明的第六方面，提供用于對具有兩種發色混合物以及代表 這兩種顏色總光譜的頭發進行染色的方法，包括重復執行下述步驟a) 從第一組光語中選擇代表頭發混合物中第一顏色的第一光譜；b)從第二 組光譜中選擇代表頭發混合物中第二顏色的第二光譜；c)基于第一光譜、第二光譜、以及每一第一光譜和第二光譜的相應濃度計算最佳光譜，計算上述濃度以便將最佳的光譜最佳適配到總光譜；直到得到最佳適配總 光譜的最佳光諉，并且根據得到的最佳光譜來預測染發處理。根據本發明的第七方面，提供選擇染料成份以便對具有兩種發色混* 合物以及代表這兩種顏色總光譜的頭發進行染色的的方法，包括重復 執行下述步驟a)從第一組光譜中選擇代表頭發混合物中笫一顏色的第 一光譜；b )從第二組光譜中選擇代表頭發混合物中第二顏色的第二光譜； c)基于第一光譜、第二光譜、以及每一第一光譜和第二光譜的相應濃度 計算最佳光譜，計算上述濃度以便將最佳的光譜最佳適配到總光谞，直 到得到最佳適配總光譜的最佳光譜，并且根據得到的最佳光譜來預測適 于染發處理的成份。除非另外指出，在此使用的所有技術和科學術語具有由本發明所屬 領域的那些技術人員公知的相同含義。在此提供的材料、方法和例子僅 僅是示例性的而非意旨限定本發明。執行本發明的方法和系統包括手動、自動或手動自動組合地執4亍或 完成選擇的特定任務或步驟。此外，根據本發明方法和系統優選實施例 的真正儀器和裝備，可由任意韌件的任意操作系統上的硬件或軟件或其 組合來執行一些選擇的步驟。例如，作為硬件，本發明所選的步驟可作 為芯片或電路來執行。作為軟件，本發明所選的步驟可作為由使用任意 合適操作系統的計算機執行的若干軟件指令。在任何情況下，本發明方 法和系統的所選步驟可描述成由數據處理器諸如用于執行若干指令的計 算機平臺來執行。


在此參照附圖僅僅通過例子的方式對本發明進行描述。現在詳細參 照具體附圖，著重示出的細節僅僅是通過例子的方式以及僅僅是為了示 例描述本發明優選實施例的目的，并且提供上述描述是為了使得人們相 信本發明原理和概念方面是最有用的并且容易理解說明。在該點上，沒 有嘗試更詳細地示出本發明的結構細節，而是參照附圖進行描述，使得 本領域的那些技術人員明了在實踐中體現的本發明的幾種形式。在附圖中圖1是示出根據本發明優選實施例的用于分析具有兩種發色混合物 的頭發混合物樣本的第 一設備的簡化框圖2是示出根據本發明優選實施例的用于分析具有兩種發色混合物 的頭發混合物樣本的第二設備的簡化框圖3是示出根據本發明優選實施例的用于分析具有兩種發色混合物 的頭發混合物樣本的第三設備的簡化框圖4是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發色混合物以 及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第 一方法的簡化流 程圖5是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發色混合物以 及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第二方法的簡化流 程圖6是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發色混合物以 及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第三方法的簡化流 程圖7是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發色混合物以 及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第四方法的筒流 程圖8是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發色混合物以 及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第五方法的簡化流 程圖9是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發色混合物以 及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第六方法的詳細流 程圖IO是示出示范性頭發樣本的光譜的線圖11是示出頭發混合物樣本光譜與緊密適配的自然光譜比較的線
圖12是示出在不同混合物中所取的發色濃度和真正的發色濃度之間 的最終相關性的線圖13是示出所取的自然頭發光譜和真正光譜之間比較的線圖；以及 圖14是示出自然光譜和樣本頭發混合物光譜之間的曲率差異的線圖。
優選實施例的詳細描述
本發明實施例包括用于對具有發色混合物的頭發混合物樣本進行分200780007034.1
說明書第7/18頁
沖斤的i殳備和方法。
參照附圖和所附的說明，可以更好地理解根據本發明設備和方法的 原理和操作。
在對本發明至少一個實施例進行詳細說明之前，應該理解本發明并 不將其應用限制到在下述說明或在附圖中所提出的組件結構和布置細 節。本發明能夠以其它實施例實行或以各種方式實踐或執行。此外還應 理解在此使用的措詞和術語是為了說明的目的，而不應該認為是對本發 明的限制。
根據本發明的優選實施例，提供用于對頭發樣本的給定反射光譜進 行分析的方法和設備，頭發樣本可由自然發和白發構成。上述分析單獨 判定自然發和白發的純光譜，然后將它們組合，此外還限定在混合物中 的自然發和白發中每一的濃度。
本發明的優選實施例利用預構建的數據庫著色頭發反射光譜的數 據庫和白發反射光語的數據庫。著色頭發數據庫覆蓋染色和自然色頭發 的譜空間。在一個實施例中，濾掉染色光譜。該著色數據庫不包括白發。 白發數據庫包含各種不同白發的反射光譜。
給定包含著色頭發和白發的頭發混合物的反射光譜，該方法執行數 據庫研究以便得到與上述顏色和白發光譜最佳適配(也就是說，根據下 面更詳細描述的RMS值)的光譜。然后該方法優選得到混合物中每一顏 色的濃度。
現在參照圖1 ，其是示出根據本發明優選實施例的用于分析具有兩種 發色的頭發混合物樣本的第 一設備的簡化框圖。
根據本發明優選實施例的設備1000包括第一顏色選擇器110。
第 一顏色選擇器110從包括一種或多種白發光譜的第 一組光譜中選 擇代表樣本顏色之一的第一光譜。任選的，第一組由儲存在如以上所述 的白發數據庫中的 一種或多種白發反射光譜組成。
設備1000還包括迭代光譜組合器120。
迭代光譜組合器120將第二光譜迭代組合到第一光譜。第二光譜4戈 表頭發混合物樣本中的第二顏色，并且選自于第二組發色光語。通過將 第二光譜迭代組合到第一光譜，迭代光譜組合器120得到最佳組合。最 佳組合是這樣的組合，其具有最接近匹配代表頭發混合物樣本的所測總 光譜的光譜。
優選的，迭代光譜組合器120還配置成通過在當前組合中得到發色 濃度而得到最佳組合，該最佳組合將當前組合光譜和頭發混合物樣本的 總光譜之間的匹配最佳化。
任選的，第二組發色光譜由一種或多種自然頭發光譜和染色頭發光 譜構成。任選的，第二組的自然頭發光譜和染色頭發光譜預儲存在數據 庫中，如上所述.
任選的，根據組合光譜和總光譜之間的差異測量由迭代光譜組合器 120確定當前組合與總光譜的匹配。
組合光譜和總光譜之間的差異測量可利用以下詳細所述的方法，或 根據本領域內公知的任意其它方法，諸如模式識別技術等基于組合光譜 和總光譜之間的均方根(RMS)差異測量。
優選的，對于由十個或多個點構成的一組在每一光譜上執行RMS差 異測量，這樣將RMS測量偏離到離散但是接近光譜的連續部分上。在一 個優選實施例中，對于由高達七十五點構成的一組在每一光譜上執行RMS 差異測量。在一個優選實施例中，產生的連續光譜在具有5納米分辨率 的380納米和780納米波長之間進行取樣。
優選的，設備1000還包括連接到第一顏色選擇器IIO用于獲得樣本 總光譜的分光計130。
分光計130可以是在本領域內已知的任意相關裝置，其可作為光不 同波長的函數用于測量頭發樣本中的吸收和衰減。
例如，于2003年10月1日提交的、授予Grossinger等人的、標題 為"發色測量和處理，，(Hair color measurement and treatment)的 專利號為No. 10/473， 627的美國專利申請提出了一種用于產生頭發的可 用反射光譜而不必從顧客頭部取下頭發樣本的分光計，該專利申請結合 于此作為參考。
更優選的，設備1000還包括最終顏色預測器140，其可配置成預測
在將染色劑應用到頭發混合物后導致的最終頭發混合物的光譜，如此后 更詳細描述的那樣。
優選的，預測的光譜可在染色之前在視覺上呈現給顧客，也就是說 將代表用染色劑染色后頭發表現的圖像呈現給顧客。
現在參照圖2，其是示出根據本發明優選實施例的用于分析具有兩種 發色的頭發混合物樣本的第二設備的簡化框圖。 兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本。設備2000包括迭代光譜組合器210。迭代光譜組合器210將代表頭發混合物樣本中第一顏色的光譜和代 表頭發混合物樣本中第二顏色的光譜組合。第一組由不同的白發顏色光 譜構成。第二光譜選自于第二組自然發色光譜。第二組包括一種或多種 自然發色和染色的發色。優選的，第一組預儲存在自然發色反射光譜或著色頭發反射光譜的 數據庫中，以及第二組預儲存在白發反射光譜的數據庫中。優選的，自然頭發數據庫顯然覆蓋未染色頭發的譜空間。任選的，自然頭發數據庫不包括白發并且濾掉還疑被染色的頭發樣 本，以便形成純的自然頭發數據庫。白發數據庫包含各種不同白發的反 射光譜。迭代光譜組合器210還配置成計算適于第一顏色的最佳濃度和適于 第二顏色的最佳濃度。最佳濃度最佳地適配代表兩種顏色組合的光譜，這樣最終的最佳光 譜與頭發混合物樣本最接近地適配。最佳濃度的計算可利用下述方法執 行。設備2000還包括適配最佳器220。適配最佳器220連接到迭代光譜組合器210，并且配置成在最佳的光 譜中得到與頭發混合物樣本總光譜最佳適配的最佳光譜。將光譜適配到總光譜可根據光譜和頭發混合物樣本的總光譜之間的 均方根(RMS)差異測量利用以下詳細所述的方法，或通過本領域內公知 的任意其它方法，諸如模式識別技術等來確定。優選的，設備2000還包括連接到迭代光譜組合器210用于獲得樣本 總光譜的分光計230。分光計230可以是在本領域中任意相關的裝置，其可作為光不同波 長的函數用于測量頭發樣本中的吸收和衰減。例如，于2003年10月1日提交的、授予Grossinger等人的、標題 為"發色測量和處理，，(Hair color measurement and treatment)的 專利號為No. 10/ 473， 627的美國專利申請提出了一種用于產生頭發的可 用反射光譜而不必從顧客頭部取下頭發樣本的分光計，該專利申請結合
于此作為參考。
更優選的，設備2000還包括最終顏色預測器240。
最終顏色預測器240可配置成預測在將染色劑應用到頭發混合物后 導致的最終頭發混合物的光譜，如此后更詳細描述的那樣。
優選的，預測的光譜可在染色之前在視覺上呈現給顧客，也就是說 將代表用染色劑染色后頭發表現的圖像呈現給顧客，如上所述。
現在參照圖3，其是示出根據本發明優選實施例的用于分析具有兩種 發色的頭發混合物樣本的第三設備的簡化框圖。
用于分析具有兩種發色混合物和兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本 的根據本發明優選實施例的設備3000包括光譜選擇器310。
光語選擇器310用于從一組自然發色光譜中選擇最佳適配總光譜的 自然發色光譜。優選的，該組發色光譜預存儲在數據庫中，如上所述。
光譜選擇器310還配置成可根據任意當前已知的技術，包括但不限 于光譜和頭發混合物樣本的總光譜之間的均方根(RMS)差異測量確定光 譜和樣本總光譜的適配性，如由下面更詳細描述的方法執行。
設備3000還包括曲率比較器320。
曲率比較器320連接到光譜選擇器310，并配置成得到樣本反射光譜 的曲率，如由所選光譜的數學函數代表性推導計算的那樣。
曲率比較器320還配制成將所選光譜的曲率與頭發混合物樣本的總 光譜的曲率進行比較。
通常，白發光譜具有比自然頭發低的多的曲率。該曲率差異在460 - 570納米的波長范圍內最明顯。在白發和自然頭發的混合樣本中，光譜 曲率差異在適于純的自然樣本的標準自然光譜曲率和適于純白樣本的標 準白色光譜曲率之間的范圍變化。光譜的曲率關于混合物中白發和自然 頭發組分的濃度在這兩個邊界之間進行變化。
這樣根據所選光譜和頭發混合物樣本的總光譜之間的曲率比較將曲 率比較器320配置成確定在頭發混合物中白發的存在和白發的濃度，如 此后更詳細描述的那樣。
優選的，設備3000還包括連接到光譜選擇器310用于獲得樣本總光 譜的分光計330，如以上更詳細描述的那樣。
更優選的，設備3000還包括最終顏色預測器340，最終顏色預測器 340可配置成預測在將染色劑應用到頭發混合物后導致的最終頭發混合
物的光譜，如此后更詳細描述的那樣。
優選的，預測的光譜可在染色之前在視覺上呈現給顧客，也就是說 將代表用染色劑染色后頭發表現的圖像呈現給顧客，如上所述。
在對由根據本發明優選實施例的上述設備執行的方法進行描述之 前，在以下段落中提供著色光譜、白色光譜和混合物光譜的相關關系的 描述。
在吸收材料中行進的光強度變化以Beer規則描述成
J輸出—J輸入 ^
其中，/牡是輸入強度，a是材料的吸收特性，以及Coe/T代表材料 濃度(在樣品中的光/的傳播距離對于所有頭發樣本而言大致為恒定的， 并且不進一步提及)。加入的任意附加吸收材料以成倍方式加入。在該 情況下，所測的輸出強度A^射光譜并且因此I
在著色頭發和白發的情況下，我們可以認為著色的頭發吸收率和白 發吸收率是在混合物中的基本吸收成分。因此混合物的反射光謙可表示 成
/■ =/■ 。—a自然頭發A,C"^^i然發 。 — a白發;i,Cce^白發
J混合物義一乂輸入;i ，e ，e
由于組分濃度的總和為l，那么
7 = f/■ c —a自然頭發、C^Stf自然頭發 f , 。—a白發、Cce^白發
A混合物一 、J輸入"e 乂 ，^^輸入*^ 乂
因此
尺混像=(^然頭發/,謹 (&發/* (等式1. 1 )
其中R混合物，R自然頭發，R白發分別是混合物、自然頭發和白發 的反射光譜；以及
Coef f自然頭發，Coef f白發代表混合物中的著色頭發和白發的濃度。
等式1.1代表描述具有著色頭發光譜和白發光鐠的混合反射光譜和 混合物中顏色濃度的相關關系。
當代入合適的系數時，最類似于(也就是具有最小的RMS值)混合 物中著色頭發和白發的真正光譜將具有最小RMS值的光譜構建成所測的 混合物光譜。
也就是說從選自于著色頭發光譜數據庫的第一顏色光譜和選自于白 發顏色光譜的第二顏色光譜構建的最佳光譜具有最小的RMS值，當兩種 顏色按如系數指示的最佳濃度選取時，指示與頭發混合物的總光譜最接 近適配。
現在參照圖4 ，其是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發 色以及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第 一方法的簡 化流程圖。
給定白色和著色頭發混合物的反射光譜、白發光譜的數據庫和著色 光譜的數據庫，根據本發明優選實施例的第一方法按下述邏輯執行
對于白發數據庫410中的每一白色光譜而言，迭代通過著色頭發數 據庫420中的每一著色光譜，并且在將白色光譜和著色光譜組合時最佳 化最終的光譜430。
例如通過當組合著色和白色光譜時同時保持系數的總和等于1,得到 適于最佳光譜的著色頭發和白發系數(Coe/7^^發和Coe/T^) 430,利 用等式l.l可得到最佳光譜。
如果最佳光譜比以前光譜的最佳最佳的光譜更好440，最佳光譜代替 以前的最佳光譜450。
最后，在迭代通過所有的白色和著色光譜組合之后，得到最佳最佳 的光譜460。
現在參照圖5，其是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發 色以及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第二方法的筒 化流程圖。
可由根據本發明優選實施例的設備執行的上述第二方法的詳細例子 包括如下步驟
在初始階段510，對關于最佳適配的參數初始化。
接著，從白發數據庫選擇白發顏色光譜520。
然后，從著色頭發數據庫選擇笫一著色光譜530。
接著，將兩個當前的光譜組合，并且關于代表兩光譜組合的光譜進 行最佳540。給定兩個選擇的光譜，通過得到兩個光譜中的每一光譜來進 行最佳，這樣頭發混合物樣本的總光譜和代表兩光譜組合的光譜之間的 距離可能是最小的。
任選的，最佳540通過使得指示組合光i普和頭發混合物樣本總光譜 之間差異的RMS值最小化而進行，也就是說使用提供的數學公式540。
通過得到使得RMS值最小的系數值組合來進行最佳。系數之一指示 第一顏色的濃度，以及另一系數指示第二顏色的濃度。進行限制使得系 數總和等于1。
接著，將最佳的光譜與最佳RMS值進行比較550，在以前最佳光譜中 得到最佳光譜。如果最佳光譜比先前得到的最佳光譜更好，也就是說具 有更小的RMS值，根據最佳的光譜參數將最佳最佳的光譜參數更新560。
如果存在與白發光譜組合的其它著色光譜590,從著色頭發的光譜數 據庫中選擇下一個著色光譜5 7 0 ，以便形成新的最佳光譜并且將該光譜與 之前的光譜進行比較，如上所述。
任選的，如果在著色光譜數據庫中沒有其它的著色光譜，但是更多 的白色光譜剩余在白色光譜數據庫中595，那么從著色頭發光譜數據庫中 選擇下一個白色光譜580，以便形成新的最佳光譜并且將該光譜與之前的 光譜進行比較，如上所述。優選實施例僅使用單一的白色光譜。
最后，當不剩白色光語或著色光譜時，返回與在迭代方法中得到的 最佳最佳光譜相關的信息597。
上述方法的第二變體是為了尋求光譜以便構建具有小于1的RMS值 的混合物光譜，并且從其中選擇使用具有總和最接近l的系數的光鐠， 如此后在圖6所示。
現在參照圖6，其是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發 色以及代表兩種顏色總光語的頭發混合物樣本進行分析的第三方法的簡 化流程圖。
給定白色和著色頭發混合物的反射光譜、白發光譜的數據庫和著色 頭發光譜的數據庫，根據本發明優選實施例的第三方法按下述邏輯執行 對于白發數據庫610中的每一白色光譜而言，迭代通過著色頭發數 據庫620中的每一著色光譜。
將組合的白色和著色光譜的光譜最佳，也就是說通過利用等式1. 1 以非負的最小平方來最小化白色、著色和混合物的光譜630。利用等式 1. 1，得到將組合最佳適配到頭發混合物樣本的總光譜的著色和白色系 數。
如果最佳光譜比以前最佳的最佳光譜更好，則得到最佳光i普640。
如果最佳的光譜比從先前結果中先前得到的最佳組合光譜更好，也 就是說如果構建的光譜和混合物光譜之間的RMS值小于1并且著色和白 色系數接近l，那么保存描述構建光譜的當前著色光語、白色光諉和著色 以及白色系數650。
在迭代通過所有的白色和著色顏色光譜組合之后，最終得到描述最 佳匹配頭發混合物樣本的總光譜的最佳光譜的所保存的著色光譜、白色 光譜以及著色和白色系數660。
現在參照圖7,其是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發 色以及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第四方法的簡 化流程圖。
可由根據本發明優選實施例的設備執行的上述第四方法的詳細例子 包括如下步驟
在初始階段710，關于最佳適配的參數初始化。接著，從白發數據庫 選擇白發顏色光譜720。然后，從著色頭發數據庫選擇第一著色光譜730。
接著，將兩個當前的光譜組合，并且關于代表兩光譜組合的光譜進 行最佳740。任選的，通過將指示組合光譜和頭發混合物樣本的總光語之 間的差異的RMS值最小化來進行最佳。
利用等式1. 1利用非負的最小平方來對白色、著色和混合物的光譜 630進行最佳，以便得到將組合最佳適配到樣本總光譜的著色和白色系 數，而不限制系數總和為l。系數之一指示第一顏色的濃度，而另一系數 指示第二顏色的濃度。
接著，將最佳的光譜與得到的適于以前最佳光譜的RSM值進行比較 750，。如果構建的光譜和頭發混合物樣本的總光譜之間的RMS值小于1
并且著色頭發和白發系數的總和比先前得到的那些最佳光譜的著色頭發 和白發系數的總和更接近1，那么將構建的光譜參數保存成最佳光譜的參
數760。
如果存在與白發光譜組合的其它著色光譜790,從著色頭發的光譜數 據庫中選擇下一個著色光譜770，以便產生新的最佳光語并且將該光譜與 之前得到的最佳光譜進行比較750,并且如果得到更好的光譜，則用新最 佳的光譜代替先前的光譜760,如以上所述。
如果在著色光譜數據庫中沒有其它的著色光譜，但是更多的白色光 譜剩余在白色光譜數據庫中795 ，那么從著色頭發光譜數據庫中選擇下一 個白色光譜780,以便產生新的最佳光譜并且將該光譜與之前的光譜進行 比較，如上所述。
當不剩白色光譜或著色光譜時，返回與在迭代方法中得到的最佳最 佳光譜相關的信息597。
用于探測頭發樣本中白發的另一方法是利用樣本的反射光譜的曲 率。如上所述，通常，白發光譜具有比著色頭發低的多的曲率。該曲率 差異在460 - 570納米的波長范圍內最明顯。在白發和著色頭發的混合樣 本中，光譜曲率差異在適于純的著色樣本的標準著色光譜曲率和適于純 白樣本的標準白色光譜曲率之間的范圍變化。光譜的曲率關于混合物中
白發和著色頭發組分的濃度在這兩個邊界之間進行變化。
根據本發明的優選實施例，利用著色頭發光譜的數據庫來完成給定 頭發樣本中的白發檢測。該數據庫用于尋找最類似于給定光譜的反射光 譜。那么，頭發混合物樣本的總光譜的曲率與在數據庫中得到的反射光 譜曲率進行比較。
現在參照圖8，其是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發 色以及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第五方法的簡 化流程圖。
給定頭發樣本和著色光譜的數據庫，根據本發明優選實施例的方法 包括如下步驟
-在數據庫中尋找最佳適配頭發混合物樣本的總光譜的著色光譜。 例如，對于最小的RMS值，較低的是總光譜的RMS值，較高的是適配在 所得到光譜和頭發混合物樣本的總光譜之間810。
-計算在給定樣本總反射光譜的不同波長下的斜率以及在數據庫中 得到的光譜的相同波長下的斜率，以及在每一波長下對得到的數據庫光 譜的斜率和總光譜的斜率的差異求和820。優選的，所有的波長在460-
570納米的范圍內，在該范圍內斜率的差異可能是最明顯的。
-對于著色頭發樣本，斜率差異總和在零左右。但是，大于零的總
和指示在樣本中存在白發。斜率差異與混合物中白發濃度相關，并且這
樣可用作濃度的指示830。
現在參照圖9，其是示出根據本發明優選實施例的用于對具有兩種發
色以及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的第六方法的
詳細流程圖。
可由根據本發明優選實施例的設備3000執行的上述第六方法的詳細 例子包括下列步驟
對相關于最佳適配光譜的第一數據初始化910。
接著，迭代通過著色頭發數據庫，以便根據最小的RMS值標準尋求 最佳適配頭發混合物總光譜的光譜920。
接著，從著色頭發數據庫根據頭發混合物樣本和著色頭發光譜之 間的斜率差異的總和920來作決定。
如果斜率差異總和大于零，樣本的總光譜代表與白發混合的頭發， 并且根據利用斜率差異總和進行的曲率比較來進行關于頭發樣本中白發 濃度的評估930。
如果斜率的總和為零，則總光譜代表純著色頭發940，沒有白發。 根據本發明的優選實施例，利用附圖4-9在此上描述的每一方法包
括附加步驟，其中當利用給定染發劑對取樣的頭發混合物進行染色時，
對有關最終顏色進行預測。
為了尋求混合物中著色組分和白色組分的反射光譜，利用上述方法
之一來分析混合物，對于每一光譜單獨利用正規的光譜預測方法可完成
最終顏色的預測。
一旦獲得適于每一組分的最終光譜，染色混合物光譜的預測可利用
等式1. 1以及所得到的系數和預測的組分光譜來進行。在將相關的顏色
應用到其之后，則頭發混合物的最終光譜是
預期的尺混合似=(預期的&然頭發》獲柳c,麵"預期的&頭發》獲得K白頭發
這樣基于根據本發明優選實施例的反射光譜測量的方法可提供用于 預測給定頭發樣本作為用單一發色、混合發色、用氧化劑漂白等著色的
最終顏色結果。
根據本發明優選實施例的方法還可克服當處理先前所染頭發時所面 臨的本領域內方法已知的困難。
先前的染色影響頭發的反射率。但是，已經得到最多的人造顏色主
要影響頭發光譜的紅色區域(red side)，其是最大反射的一個。 一個 方案可以避免頭發光譜的紅色區域，也就是說僅僅利用380至625納米 波長范圍內的數據。
其它方面的染發處理在美國專利申請No. 11 / 066， 205中有更詳細 的描述，該專利申請提交于2005年3月28日、授予Grossinger等人、 標題為"頭發著色系統"(Hair Coloring System),其結合于此作為 參考。
預期在本專利的有效時期內，將會對一些相關的裝置和系統進行改 進，并且在此使用的術語尤其是術語"分光計，，、"光鐠"、"頭發顏 色"和"數據庫"的范圍意旨包括所有推理的這些新技術。
在了解不作為限制的下述例子的基礎上，本發明的附加目的、優勢 和新穎特征對于本領域的那些技術人員而言將是明了的。此外，如上所 述和如以下權利要求部分所要求的各種實施例和本發明的各方面之一在 下述例子中得到試驗支持。
現在參照圖10，其是示出示范性頭發樣本光譜的線圖。在上述線圖 中，每一條線代表白發光譜、著色頭發光譜和混合頭發樣本光譜。每一 光譜線指示作為波長函數的適于給定白發、著色頭發或混合頭發樣本的 反射率百分比，如用所提供的文字ioio所指示的那樣。
現在參照圖11，其是示出頭發混合物樣本光譜與緊密適配的著色光 譜比較的線圖。
在線圖中，代表混合物樣本光譜的線圖與從著色頭發光譜的數據庫 利用基于RMS值最小化的方法選擇的緊密適配的著色頭發光譜進行比較, 如上述詳細描述的那樣。
現在參照圖12，其是示出在不同混合物中所取的發色濃度和真正的 發色濃度之間的最終相關關系的線圖。
在所提供的例子中，在利用上述方法的不同頭發樣本中得到的系數 和在頭發混合物樣本中的白發和著色發的真正濃度之間得到基于線性回 歸的相關關系。
如直觀的線性回歸線1210以及相關系數(R2 = 0. 9889 )所示，得到 在利用上述方法中得到的系數和在所提供的頭發混合物樣本中的真正發 色真正濃度之間具有強烈的相關關系。
現在參照圖13，其是示出所取的著色頭發光譜和真正光譜之間比較 的線圖。
如由兩個線圖所示，得到在利用上述方法為頭發混合物樣本選擇的 著色光譜和樣本真正光譜之間具有強烈的相關關系。
現在參照圖14，其是示出著色光譜和頭發混合物樣本光i普之間的曲 率差異的線圖。
在該例子中，提供了指示著色頭發光譜曲率的推導圖。著色頭發光 鐠利用上述方法適配到頭發混合物樣本的總光譜。該例子還提供指示頭 發混合物樣本的所獲得的總光譜曲率的第二推導圖。
利用上述方法，在兩個光譜之間的曲率差異起到在頭發混合物樣本 中得到存在白發和白發濃度的作用，如上詳細描述的那樣。
應該意識到為了清楚起見在單獨實施例的上下文中描述的本發明 的特定特征還可以單個實施例組合的形式提供。相反地，在單個實施例 的上下文中為了簡明所述的各特征也可單獨或以任何合適的子組合的方 式提供。
雖然結合特定實施例對本發明進行了描述，但是對于本領域的哪些 技術人員而言一些更改、改型和變體是顯然的。因此其意旨包含落入所 附權利要求的精神和寬泛范圍內的上述更改、改型和變體。在該說明書 中提到的所有公開、專利和專利申請在此引用其全文作為說明書的參考， 與每一單獨公開、專利或專利申請作為參考結合于此相同。此外，在該 申請中的任意引用參考或證明不應該解釋為作為本發明的現有技術而獲 得上述參考。
權利要求
1. 用于對具有兩種發色混合物以及代表所述兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的設備，其包括第一顏色選擇器，其配置成從至少一光譜的第一組中選擇代表頭發混合物中第一顏色的第一光譜；以及迭代光譜組合器，其與所述第一顏色選擇器相連并配置成與從所述第一光譜之上的第二組光譜選擇的頭發混合物中代表第二顏色的第二光譜迭代組合，因此以便得到最接近匹配所述總光譜的第一和第二光譜的最佳組合。
2. 根據權利要求1所述的設備，還包括與所述第一顏色選擇器相連 并可操作以便獲得總光譜的分光計，
3. 根據權利要求1所述的設備，其中所述第二組光譜由至少一著色 發色光譜構成。
4. 根據權利要求l所述的設備，其中所述著色頭發光譜的至少之一 代表非自然發色。
5. 根據權利要求1所述的設備，其中所述第一組光譜由至少一白發 色光譜構成。
6. 根據權利要求1所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置成 根據所述組合和總光譜之間的差異測量來確定所述匹配。
7. 根據權利要求1所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置成 根據對在每一所述組合上的多于十個點構成的組和總光譜進行測量來確 定所述匹配。
8. 根據權利要求1所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置成根 據所述組合和總光譜之間的均方根(RMS)差異測量來確定所述匹配。
9. 根據權利要求1所述的設備，還進一步包括最終顏色預測器，其 與所述迭代光譜組合器相連并可操作以便在將染色劑應用到頭發混合物 樣本后預測導致的最終頭發混合物的光譜。
10. 根據權利要求1所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置成 計算所述組合中的所述第一顏色的濃度，以便將所述組合與總光譜最佳 匹配。
11. 根據權利要求1所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置成 根據所述第二光譜的曲率和總光譜曲率的比較來確定在所述組合中的所 述第一顏色的濃度。
12. 根據權利要求1所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置成 在由所述最佳組合和先前得到的關于總光譜的最佳組合構成的組中得到 與所述總光譜最接近匹配的光譜。
13. 用于對具有兩種發色混合物以及代表所述兩種顏色總光譜的頭 發混合物樣本進行分析的設備，其包括迭代光譜組合器，其配置成與從第一組光譜中選擇代表頭發混合物 中第 一顏色的第 一光譜和從第二組光譜中選擇的代表頭發混合物中第二 顏色的第二光譜迭代組合，以便組合成包括相應濃度的每一第一和第二 光譜的最佳光謙，所述迭代光譜組合器還配置成計算所述濃度，以便佳_ 得所述最佳光譜與總光譜最佳適配；以及與所述光譜選擇器和光譜計算器相連的適配最佳器，其配置成從所 述最佳的光譜中得到最佳適配總光譜的最佳光譜。
14. 根據權利要求13所述的設備，還包括與所述迭代光譜組合器相連并可操作以便獲得所述總光譜的分光計，
15. 根據權利要求13所述的設備，其中所述光譜組之一由至少一著 色頭發光譜構成。
16. 根據權利要求15所述的設備，其中所述著色頭發光譜的至少之 一代表非自然發色。
17. 根據權利要求13所述的設備，其中所述光譜組之一由至少一白 發顏色光譜構成。
18. 根據權利要求13所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置 成根據每一所述可能光譜和總光譜之間的差異測量來確定所述適配。
19. 根據權利要求13所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置 成根據對在每一所述可能光譜上的十個點到七十五個點之間構成的組和 所述總光譜進行測量來確定所述適配。
20. 根據權利要求13所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置 成根據每一所述可能光譜和總光譜之間的均方根(RMS)差異測量來確 定所述適配。
21. 根據權利要求13所述的設備，還進一步包括最終顏色預測器， 用于在將染色劑應用到頭發混合物樣本后預測導致的最終頭發混合物光 譜。
22. 用于對具有兩種發色混合物以及代表所述兩種顏色總光譜的頭 發混合物樣本進行分析的設備，其包括光譜選擇器，其配置成選擇著色頭發的光譜，這樣所述光譜在若干 著色頭發光譜中與總光譜最佳適配；以及曲率比較器，其與光譜選擇器相連并配置成將所述所選光譜的曲率 與總光譜的曲率進行比較，并且以便根據所述曲率比較來確定白發在頭 發混合物中的濃度。
23. 根據權利要求22所述的設備，還包括用于獲得總光譜的分光計。
24. 根據權利要求22所述的設備，其中所述曲率比較器還配置成在 460 - 570納米波長范圍內執行所述曲率比較。
25. 根據權利要求22所述的設備，其中所述光譜選擇器還配置成根 據每一所述著色頭發光譜和總光譜之間的差異測量來確定所述適配。
26. 根據權利要求22所述的設備，其中所述光譜選擇器還配置成根 據對在每一所述著色頭發光譜上的十個點到七十五個點之間構成的組和 所述總光譜進行測量來確定所述適配。
27. 根據權利要求22所述的設備，其中所述光譜選擇器還配置成根 據每一所述著色頭發光譜和總光鐠之間的均方根(RMS)差異測量來確 定所述適配。
28. 根據權利要求22所述的設備，還進一步包括最終顏色預測器， 用于在將染色劑應用到頭發混合物樣本后預測導致的最終頭發混合物光 語。
29. 根據權利要求22所述的設備，其中所述著色頭發光譜至少之一 代表非自然發色。
30. 用于對具有兩種發色混合物以及代表所述兩種顏色總光譜的頭 發混合物樣本進行分析的方法，包括重復執行下述步驟a) 從第一組光譜中選擇代表頭發混合物中第一顏色的第一光譜；b) 從第二組光譜中選擇代表頭發混合物中第二顏色的第二光譜；c) 基于所述笫一光譜、所述第二光譜、以及每一所述第一光譜和所 述第二光譜的相應濃度計算最佳光譜，計算所述濃度以便將最佳的光譜 適配到總光譜；直到得到最佳適配總光譜的最佳光譜。
31. 根據權利要求30所述的方法，還包括獲得所述總光譜的初始步驟。
32. 根據權利要求30所述的方法，其中所述光譜組之一由至少一著 色頭發光譜構成。
33. 根據權利要求32所述的方法，其中所述著色頭發光譜的至少之 一代表非自然發色。
34. 根據權利要求30所述的方法，其中所述光譜組之一由至少一白 發顏色光譜構成。
35. 根據權利要求30所述的方法，其中所述適配根據所述最佳光譜 和總光譜之間的差異測量來進行確定。
36. 根據權利要求30所述的設備，其中所述迭代光譜組合器還配置 成根據對在每一所述組合上的十個點到七十五個點之間構成的組和總光 譜進行測量來確定所述匹配。
37. 根據權利要求30所述的方法，其中所述適配根據所述最佳光譜 和總光譜之間的均方根(RMS)差異計算來進行確定。
38. 根據權利要求30所述的設備，還包括預測將染色劑應用到頭發 混合物樣本后導致的最終顏色光譜。
39. 用于分析具有兩種發色混合物以及代表所述兩種顏色總光譜的 頭發混合物樣本的方法，包括選擇代表著色頭發的光譜，這樣在若干著色頭發光譜中所述光譜與 總光譜最佳適配；將總光譜的曲率與所述的所選光譜曲率進行比較；以及 根據所述曲率比較得到在頭發混合物中的白發顏色濃度。
40. 根據權利要求39所述的方法，還包括在進行所述選擇光譜之前 獲得總光譜。
41. 根據權利要求39所述的方法，其中所述曲率比較在460-570納 米波長范圍內執行。
42. 根據權利要求39所述的方法，其中所述適配根據所選光譜和總 光譜之間的差異測量來進行確定。
43. 根據權利要求39所述的方法，其中所述適配根據所選光譜和總 光譜之間的均方根(RMS)差異計算來進行確定。
44. 根據權利要求39所述的方法，還包括預測將染色劑應用到頭發混合物樣本后導致的最終顏色光譜。
45. 根據權利要求39所述的方法，其中所述著色頭發光譜的至少之 一代表非自然發色。
46. 用于對具有兩種發色混合物以及代表所述兩種顏色總光譜的頭 發進行染色方法，包括重復執行下述步驟a) 從第一組光鐠中選擇代表頭發混合物中第一顏色的笫一光譜；b) 從第二組光語中選擇代表頭發混合物中第二顏色的第二光譜；c) 基于所述第一光譜、所述第二光譜、以及每一所述第一光譜和所 述第二光譜的相應濃度計算最佳光譜，計算所述濃度以便將最佳的光"i普 適配到總光譜；直到得到最佳適配總光譜的最佳光譜；以及 根據所述得到的最佳光譜來預測染發處理。
47. 選擇染料成份以便對具有兩種發色混合物以及代表所述兩種顏 色總光譜的頭發進行染色的的方法，包括重復執行下述步驟a) 從第一組光譜中選擇代表頭發混合物中第一顏色的第一光譜；b) 從第二組光譜中選擇代表頭發混合物中第二顏色的第二光譜；c) 基于所述第一光譜、所述第二光譜、以及每一所述第一光譜和所 述第二光謙的相應濃度計算最佳光譜，計算所述濃度以便將最佳的光譜 適配到總光謙；直到得到最佳適配所述總光譜的最佳光譜；以及 根據所述得到的最佳光譜來預測適于染發處理的成份。
全文摘要
用于對具有兩種發色混合物以及代表兩種顏色總光譜的頭發混合物樣本進行分析的設備。該設備包括配置成從至少一光譜的第一組中選擇代表頭發混合物中第一顏色的第一光譜的第一顏色選擇器，以及迭代光譜組合器，其與第一顏色選擇器相連并配置成與從第一光譜之上的第二組光譜選擇的頭發混合物中代表第二顏色的第二光譜迭代組合，因此以便得到其最接近匹配總光譜的第一和第二光譜的最佳組合。
文檔編號G01J3/46GK101394764SQ200780007034
公開日2009年3月25日 申請日期2007年1月10日 優先權日2006年1月10日
發明者A·謝茨, E·本尼, I·格羅辛格, M·默西爾, N·格羅辛格 申請人:識穿有限公司