基于LED诱导荧光光谱的皮肤检测系统研究

发布时间：2017-11-14 09:25

  本文关键词：基于LED诱导荧光光谱的皮肤检测系统研究

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【摘要】：随着社会经济发展,美容产业快速增长,人们对美的追求日渐强烈,消费者和工业界对皮肤检测仪器设备也日益提出了更多的要求。以往的皮肤检测仪器或者是工业级的专业测量设备,虽然精度高,但价格高昂,通常一个探头针对单一功能,且有一定的操作要求,很难被一般用户所接受；或者是消费级的皮肤检测仪,虽然因价格低廉、使用方便而获得一定市场,但存在精度较低、功能有限等缺点。基于这一背景,我们尝试研发一种基于光学的无损、快速、小型、智能的面向大众的多功能皮肤检测仪器,以期该仪器可以填补这一市场空白。本论文基于便携、稳定的LED诱导荧光光谱技术,结合化学计量学的建模分析方法,设计了基于光谱检测和分析的皮肤无损检测系统。该系统选用安全、高功率的波长为380nm的LED作为激发光光源,对激发产生的荧光光谱信号进行采集,并通过多元线性回归技术将光谱数据与皮肤特性参数建模,基于该模型实现对待测皮肤参数的评估。本论文所针对的皮肤特性参数为白皙度,弹性和水分。本论文在研究过程中进行了志愿者实验,累积对五十余人进行二百余人次实验。实验中对人体脸颊、小臂指定部位的皮肤进行了荧光信号的检测,并对实验结果进行了交叉验证。通过实验验证,该系统测量皮肤白皙度的平均相对误差在3%以下,弹性的相对误差在5%以下,水分的相对误差在10%左右。实验证实了这一系统在皮肤参数检测中的有效性,但考虑到水分测量结果不佳,我们追加了一轮志愿者实验,并与市售水分测试仪进行了对比。结果光谱法水分测量的相对误差约为26%,但与市场上现有的设备相比仍有一定优势。此外,本论文也进行了初步的产品化工作,在结构设计、面向用户的软件编写等方面投入了大量工作。考虑到该系统面向大众用户的定位,在设计时对系统的结构进行精简、小型化设计,器材等选择以小型、低廉等为主要要求,并进行了该系统的小型化封装,该系统主体部分大小封装至65×50×47mm,外接光纤检测探头。为用户使用方便,本论文还提供了用户使用的简单易用的应用软件,该软件的框架和界面编写已完成,可以在系统完全完成获得实用化计算模型后直接投入使用。目前该系统仍在进一步研发,今后的工作将主要基于提升水分测量精度,与合作机构合作进行更多的实测对比实验,进一步压缩成本等几点开展。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74

【参考文献】

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本文编号：1184820