基于LED誘導(dǎo)熒光光譜的皮膚檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，美容產(chǎn)業(yè)快速增長，人們對美的追求日漸強烈，消費者和工業(yè)界對皮膚檢測儀器設(shè)備也日益提出了更多的要求。以往的皮膚檢測儀器或者是工業(yè)級的專業(yè)測量設(shè)備，雖然精度高，但價格高昂，通常一個探頭針對單一功能，且有一定的操作要求，很難被一般用戶所接受;或者是消費級的皮膚檢測儀，雖然因價格低廉、使用方便而獲得一定市場，但存在精度較低、功能有限等缺點。基于這一背景，我們嘗試研發(fā)一種基于光學(xué)的無損、快速、小型、智能的面向大眾的多功能皮膚檢測

2、儀器，以期該儀器可以填補這一市場空白。
　　本論文基于便攜、穩(wěn)定的LED誘導(dǎo)熒光光譜技術(shù)，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)的建模分析方法，設(shè)計了基于光譜檢測和分析的皮膚無損檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)選用安全、高功率的波長為380nm的LED作為激發(fā)光光源，對激發(fā)產(chǎn)生的熒光光譜信號進行采集，并通過多元線性回歸技術(shù)將光譜數(shù)據(jù)與皮膚特性參數(shù)建模，基于該模型實現(xiàn)對待測皮膚參數(shù)的評估。本論文所針對的皮膚特性參數(shù)為白皙度，彈性和水分。本論文在研究過程中進行了志愿者實驗，

3、累積對五十余人進行二百余人次實驗。實驗中對人體臉頰、小臂指定部位的皮膚進行了熒光信號的檢測，并對實驗結(jié)果進行了交叉驗證。通過實驗驗證，該系統(tǒng)測量皮膚白皙度的平均相對誤差在3％以下，彈性的相對誤差在5％以下，水分的相對誤差在10％左右。實驗證實了這一系統(tǒng)在皮膚參數(shù)檢測中的有效性，但考慮到水分測量結(jié)果不佳，我們追加了一輪志愿者實驗，并與市售水分測試儀進行了對比。結(jié)果光譜法水分測量的相對誤差約為26％，但與市場上現(xiàn)有的設(shè)備相比仍有一定優(yōu)勢。<

4、br>　　此外，本論文也進行了初步的產(chǎn)品化工作，在結(jié)構(gòu)設(shè)計、面向用戶的軟件編寫等方面投入了大量工作。考慮到該系統(tǒng)面向大眾用戶的定位，在設(shè)計時對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行精簡、小型化設(shè)計，器材等選擇以小型、低廉等為主要要求，并進行了該系統(tǒng)的小型化封裝，該系統(tǒng)主體部分大小封裝至65×50×47mm，外接光纖檢測探頭。為用戶使用方便，本論文還提供了用戶使用的簡單易用的應(yīng)用軟件，該軟件的框架和界面編寫已完成，可以在系統(tǒng)完全完成獲得實用化計算模型后直接投入使