一種在線式激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在線式激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)，由處理器模塊，視頻輸入通道，通信模塊，數(shù)字輸入輸出模塊，傳感器采樣通道，LCD（Liquid?Crystal?Display）觸摸屏，電源模塊組成。處理器模塊包含前端處理器FPGA處理器和后端處理器OMAP138處理器，是數(shù)據(jù)處理和控制其他模塊的核心。視頻輸入通道完成對人臉的拍攝后的圖像獲取。通信模塊包含3路RS485通信接口1路以太網(wǎng)接口。數(shù)字輸入輸出模塊（擁有控制電流的占空比的PWM波輸出通道控制激光強度等。傳感器采樣通道包含了4路高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，4路低速的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。LCD觸摸屏支持視頻和圖像顯示，并且可以接收觸摸感應，用戶可以通過觸摸屏手動設置系統(tǒng)工作的參數(shù)，同時從屏幕上看到接受美容的人臉情況。
【專利說明】一種在線式激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光美容儀的控制系統(tǒng)裝置，具體來說，涉及一種在線式激光美容祛斑儀的控制系統(tǒng)，可以應用在醫(yī)療器械方面。
【背景技術(shù)】
[0002]激光在生物組織上可以產(chǎn)生熱作用，激光在美容應用中主要利用了激光與生物組織作用的光熱效應。如激光嫩膚、激光祛斑。激光在美容界的用途越來越廣泛。激光是通過產(chǎn)生高能量，聚焦精確，具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量從而達到去除或破壞目標組織的目的，各種不同波長的脈沖激光可治療各種血管性皮膚病及色素沉著，如雀斑、老年斑、毛細血管擴張等，以及去紋身、治療瘢痕等，取得了良好的療效。 [0003]傳統(tǒng)的激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)功能單一，體積龐大，一些中小型美容院很難承擔高昂的價格，并且缺少多角度的視頻監(jiān)控，操作界面不夠友好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要克服傳統(tǒng)的激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)功能單一，體積龐大，一些中小型美容院很難承擔高昂的價格，并且缺少多角度的視頻監(jiān)控，操作界面不夠友好的缺點，提供一種體積小、性能優(yōu)越、成本低的在線式激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)。
[0005]在線式激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)由處理器模塊(110)，視頻輸入通道(120)，通信模塊(130)，數(shù)字輸入輸出模塊(140)，傳感器采樣通道(150)，IXD(Liquid Crystal Display)觸摸屏(160),電源模塊(170)組成。
[0006]其中，所述的處理器模塊(110)包含前端處理器(111)和后端處理器(112)，它是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核心處理模塊。處理器模塊(Iio)與視頻輸入通道(120)、通信模塊(130)、數(shù)字輸入輸出模塊(140 )、傳感器采樣通道(150 )、IXD觸摸屏(160 )相連接。
[0007]處理器模塊(110)的視頻輸入來源于視頻輸入通道(120)，其包含4路視頻輸入通道，4路視頻通道對應著4個攝像頭設備輸出的模擬視頻信號，經(jīng)過視頻輸入通道處理后的數(shù)字視頻信號，輸入到處理器模塊(110)。
[0008]所述的通信模塊(130)包含3路RS485通信接口和I路以太網(wǎng)接口。
[0009]所述的數(shù)字輸入輸出模塊(140)包含了 8路PWM波輸出通道和16路數(shù)字輸入輸出接口。經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后與處理器模塊(Iio)中的前端處理器(111)的普通I/O連接。PWM波形輸出通過控制電流的占空比從而控制激光器的強度和激光探頭的位置移動。16路數(shù)字輸入輸出接口輸出TTL電平，對外部器件進行開關。
[0010]所述的傳感器采樣通道(150)包含了 4路高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和4路低速的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。通過SPI協(xié)議接口與處理器模塊(110)的后端處理器(112)進行通信。高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對激光探頭位置的精確反饋，后端處理器(112)以此來調(diào)整激光探頭到
最佳位置。
[0011]所述的IXD觸摸屏(160)支持視頻和圖像顯示，并且可以接收觸摸感應，用戶可以通過觸摸屏手動設置系統(tǒng)工作的參數(shù)，同時從屏幕上看到接受美容的人臉情況。
[0012]所述的電源模塊(170)支持15V電源適配器的輸出電壓，將電壓值轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)工作所需的各種類型電壓值。
[0013]進一步，前端處理器(111)，也就是所說的FPGA處理器，對采集的4路視頻進行視頻合成，轉(zhuǎn)為I路視頻信號，完成圖像的去噪，并把這路信號傳送給后端處理器(112)，降低了后端處理器(112)數(shù)據(jù)處理量，從而后端處理器(112)有足夠資源，進行圖像濾波，提取臉部皮膚的暗斑、黑色素痣等圖像特征。
[0014]同時，所述的數(shù)字輸入輸出模塊(140)直接受FPGA處理器控制，不需要0MAP138處
理器的參與。
[0015]更進一步，所述的IXD觸摸屏通過0MAP138處理器的IXD控制器輸出RGB，以并行方式輸出TTL電平的RGB數(shù)據(jù)信號，轉(zhuǎn)換成串行的LVDS (Low Voltage DifferentialSignaling)信號輸入到IXD觸摸屏顯示。IXD觸摸屏(160)支持多界面顯示，在顯示臉部圖像時，可以同時顯示人臉左部、人臉右部、人臉正前方，臉部下方四個方位的圖像。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是:采用嵌入式設計，在較小的體積空間內(nèi)集成了激光美容祛斑儀的功能所需，而且成本低，性能優(yōu)越。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0018]圖2為本發(fā)明視頻采集方位的示意框圖；
[0019]圖3為本發(fā)明處理器模塊工作部分內(nèi)容示意框圖；
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實施過程:
[0021]如圖1所示，一種在線式激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)由處理器模塊(110)，視頻輸入通道(120)，通信模塊(130)，數(shù)字輸入輸出模塊(140)，傳感器采樣通道(150)，LCD (LiquidCrystal Display)觸摸屏(160),電源模塊(170)組成。
[0022]其中，所述的處理器模塊(110)包含前端處理器(111)和后端處理器(112)，它是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核心處理模塊。處理器模塊(Iio)與視頻輸入通道(120)、通信模塊(130)、數(shù)字輸入輸出模塊(140 )、傳感器采樣通道(150)、IXD觸摸屏(160)相連接。優(yōu)選地，前端處理器
(111)采用Xilinx公司的FPGA處理器，優(yōu)選地，后端處理器(112)采用TI公司的0MAP138處理器，兩個處理器之間在數(shù)據(jù)處理上相互分工。
[0023]處理器模塊(110)的視頻輸入來源于視頻輸入通道(120)，其包含4路視頻輸入通道，4路視頻通道對應著4個攝像頭設備輸出的模擬視頻信號。
[0024]所述的通信模塊(130)包含3路RS485通信接口和I路以太網(wǎng)接口。RS485通信在對外傳輸和接收數(shù)據(jù)時可以防止干擾。以太網(wǎng)實現(xiàn)設備間互聯(lián)，以及數(shù)據(jù)共享。
[0025]所述的數(shù)字輸入輸出模塊(140)包含了 8路PWM波輸出通道，16路數(shù)字輸入輸出接口。PWM波形輸出通過控制電流的占空比從而控制激光器的強度和激光探頭的位置移動。16路數(shù)字輸入輸出接口輸出TTL電平，對外部器件進行開關。
[0026]所述的傳感器采樣通道(150)包含了 4路高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，4路低速的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對激光探頭位置的精確反饋，使后端處理器(112)調(diào)整激光探頭的最佳位置。低速的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器測量溫濕度等美容儀工作的外部環(huán)境。
[0027]所述的IXD觸摸屏(160)支持視頻和圖像顯示，并且可以接收觸摸感應，用戶可以通過觸摸屏手動設置系統(tǒng)工作的參數(shù)，同時從屏幕上看到接受美容的人臉情況。除了以上所述，IXD觸摸屏(160)還支持多界面顯示，在顯示臉部圖像時，可以同時顯示人臉左部、人臉右部、人臉正前方，臉部下方四個方位的圖像。IXD觸摸屏通過OMAP138處理器的IXD控制器輸出RGB，以并行方式輸出TTL電平的RGB數(shù)據(jù)信號，轉(zhuǎn)換成串行的LVDS(Low VoltageDifferential Signaling)信號輸入到LCD觸摸屏顯示，克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數(shù)據(jù)時功耗大、EMI電磁干擾大等缺點
[0028]所述的電源模塊(170)支持15V電源適配器的輸出電壓，將電壓值轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)工作所需的各種類型電壓值。
[0029]如圖2所示，視頻輸入通道(120)的4路模擬視頻分別來自不同方位的攝像頭(121)，F(xiàn)PGA輸出的數(shù)字信號可以控制攝像頭的移動方位，攝像頭對準人臉的不同部位。獲得的圖像通過0MAP138的圖像處理，快速定準黑色素痣、暗斑等肌膚問題的方位，通過移動激光探頭(122)和控制激光強度，達到祛斑的效果。
[0030]如圖3所示，前端處理器(111)，也就是所說的FPGA處理器，對采集的4路視頻進行視頻合成，轉(zhuǎn)為I路視頻信號，F(xiàn)PGA進行視頻圖像的預處理，包括感興趣區(qū)域提取，歸一化處理，平滑處理，完成圖像的初步去噪，并把這路信號傳送給后端處理器(112)，降低了后端處理器(112)數(shù)據(jù)處理量。從而后端處理器(112)有足夠資源，進行圖像濾波，提取臉部皮膚的暗斑、黑色素痣等圖像特征。后端處理器(112)對視頻圖像特征提取采用邊緣檢測結(jié)合聚類分割的方法，也就是利用彩色聚類分割算法，根據(jù)暗斑、黑色素痣的RGB和正常皮膚的RGB的差異進行分割，再利用顏色擴散和形態(tài)學膨脹的方法確定暗斑、黑色素痣的邊緣。完成黑點的邏輯定位后，OMAP138傳輸相應的數(shù)據(jù)給FPGA處理器，F(xiàn)PGA處理器通過控制輸入輸出模塊(140)輸出PWM波形`，移動激光探頭的位置，同時控制探頭的激光強度。
【權(quán)利要求】
1.一種在線式激光美容祛斑儀控制系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)由處理器模塊(110)，視頻輸入通道(120)，通信模塊(130)，數(shù)字輸入輸出模塊(140)，傳感器采樣通道(150)，IXD(Liquid Crystal Display)觸摸屏(160),電源模塊(170)組成; 其中，所述的處理器模塊(110)包含前端處理器(111)和后端處理器(112)，它是系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核心處理模塊。處理器模塊(110)與視頻輸入通道(120)、通信模塊(130)、數(shù)字輸入輸出模塊(140)、傳感器采樣通道(150)、IXD觸摸屏(160)相連接； 所述的視頻輸入通道(120)包含4路視頻輸入通道，4路視頻通道對應著4個攝像頭設備輸出的模擬視頻信號，經(jīng)過視頻輸入通道(120)處理后的數(shù)字視頻信號，輸入到處理器模塊(110)； 所述的通信模塊(130)包含3路RS485通信接口和I路以太網(wǎng)接口，其通信輸出端口與處理器模塊(I 10)相連； 所述的數(shù)字輸入輸出模塊(140)包含了 8路PWM波輸出通道和16路數(shù)字輸入輸出接口 ；經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換后與處理器模塊(110)中的前端處理器(111)的普通I/O 口相連接；PWM波形輸出通過控制電流的占空比從而控制激光器的強度和激光探頭的位置移動；16路數(shù)字輸入輸出接口輸出TTL電平，對外部器件進行開關； 所述的傳感器采樣通道(150)包含了 4路高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和4路低速的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；通過SPI協(xié)議接口與處理器模塊(110)的后端處理器(112)進行通信；高精度的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對激光探頭位置的精確反饋，后端處理器(112)以此來調(diào)整激光探頭到最佳位置； 所述的IXD觸摸屏(160)支持視頻和圖像顯示，并且可以接收觸摸感應，用戶可以通過觸摸屏手動設置系統(tǒng)工作的參數(shù)，同時從屏幕上看到接受美容的人臉情況； 所述的電源模塊(170)支持15V電源適`配器的輸出電壓，將電壓值轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)工作所需的各種類型電壓值，也就是，電源模塊提供上述模塊的電源。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:前端處理器(111)，也就是所說的FPGA處理器，對采集的4路視頻進行視頻合成，轉(zhuǎn)為I路視頻信號，并完成圖像的去噪等視頻圖像的前期預處理，并把這路信號傳送給后端處理器(112)，降低了后端處理器(112)數(shù)據(jù)處理量，從而后端處理器(112)有足夠資源，進行圖像濾波，且采用邊緣檢測結(jié)合聚類分割的方法，提取臉部皮膚的暗斑、黑色素痣等圖像特征。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)字輸入輸出模塊(140)直接受FPGA處理器控制，不需要OMAP138處理器的參與。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的LCD觸摸屏通過OMAP138處理器的IXD控制器并行方式輸出TTL電平的RGB數(shù)據(jù)信號，之后轉(zhuǎn)換成串行的LVDS (Low VoltageDifferential Signaling)信號輸入到LCD觸摸屏顯示。LCD觸摸屏(160)支持多界面顯示，在顯示臉部圖像時，可以同時顯示人臉左部、人臉右部、人臉正前方，臉部下方四個方位的圖像。
【文檔編號】A61B18/20GK103519890SQ201310371138
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】陳朋, 藍曉柯, 朱威, 汝巖, 胡勝, 俞立 申請人:浙江工業(yè)大學