Verfahren zur Altersbestimmung und altersabhängigen Auswahl von kosmetischen Produkten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine für das Verfahren geeignete Vorrichtung zur Bestimmung des Alters von Konsumenten, mit der Möglichkeit auf das Alter abgestimmte kosmetische Produkte vorzuschlagen.

Im Laufe des Lebens verändert sich die Haut eines Menschen. Im Jugendalter stellt sich die Haut in der Regel als straff, glatt, gleichmäßig pigmentiert dar. Mit zunehmendem Alter ändert sich dieses individuell unterschiedlich stark

Als Hautalterung wird der komplexe biologische Prozess der mit dem Alter einhergehenden Veränderung der Haut bezeichnet. Hierbei ist nicht nur die chronologische Alterung gemeint, sondern auch die intrinsische Alterung, also die genetisch gesteuerte verminderte Reagibilität der Hautzellen. Sie ist nicht beeinflussbar. Im Gegensatz hierzu können die extrinsischen Faktoren (Umweltfaktoren wie UV-Licht, chemische Reagentien, mechanische Belastung) beein- flusst werden. Deshalb unterscheidet man bei der Hautalterung zwischen dem sogenannten „Zeitaltern" und dem „Umweltaltern" (auch „Lichtaltern" genannt). Hautalterung, die meist in Form von Falten sichtbar wird setzt von Mensch zu Mensch unterschiedlich ein, dies ist auch auf die Lebensweise der Person zurückzuführen: Faktoren wie Hitze und Kälte, Stress und falsche Ernährung sowie Alkohol- und Nikotinkonsum können die natürliche Alterung der Haut beschleunigen.

Zeitaltern der Haut kommt jedoch durch eine Erschöpfung der Zellteilungsprozesse und eine Minderversorgung der Zellen zustande. Die Haut bekommt tiefe Falten und Runzeln, ihre trockene Oberfläche neigt zu Einrissen und Pseudonarben, die Oberhaut wird dünner, wodurch die Blutgefäße noch deutlicher hervortreten. Die Trockenheit der alten Haut ist auf eine verminderte Aktivität der Talgdrüsen zurückzuführen: Es wird weniger Fett produziert, die Haut verliert an Elastizität und ist nicht mehr so regenerationsfähig, was insgesamt sogar zu Wundheilungsstörungen führen kann. Bei manchen Menschen beginnt bereits mit Mitte 20 das Zeitaltern. Im Folgenden findet sich eine Liste der häufigsten Alterserscheinungen verschiedener Altersgruppen. Hierzu ist anzumerken, dass es sich nur um ungefähre Werte handelt, die nicht auf jeden Menschen zutreffen. Die Liste bezieht sich auf Frauen - bei ihnen beginnt die Alterung circa 10 Jahre früher als bei Männern. Dafür schrei- tet die männliche Hautalterung jedoch schneller voran.

Ab dem Alter von 25 Jahren: Bei manchen Menschen verlangsamt sich bereits in diesem Alter die Zellteilung. Die Oberhaut wird infolgedessen dünner und beginnt, ihre Elastizität zu verlieren.

Ab dem Alter von 30 Jahren: Zwischen den Augen können sich sogenannte Glabellafalten bilden, die durch unsere Mimik hervorgerufen werden. Auch erste Nasolabialfalten (Falten zwischen Nase und Oberlippe) können entstehen. Außerdem bilden sich am Rande der Augen Krähenfüße. Dies sind kleine Fältchen, die zum Auge hin verlaufen und die bei vielen Menschen das erste sichtbare Zeichen der Hautalterung sind.

Ab dem Alter von 40 Jahren: Im Gesicht entstehen mit den sogenannten Knitterfältchen kleine Falten, die - wie der Name schon sagt - den Betroffenen ein zerknittertes Aussehen verleihen. Andere, bereits vorhandene Falten vertiefen sich und die Haut beginnt, stark an Feuchtigkeit zu verlieren. Bei Frauen hinterlässt die Menopause - das Ende der Menstruation - ihre Spuren. Die Produktion des Hormons Östrogen geht zurück, und das hat vielerlei Folgen: Unter anderem wird die Haut dünner und empfindlicher.

Ab dem Alter von 50 Jahren: Die Hautspannung lässt weiter nach. Es entstehen Altersflecken, bei denen sich der Hautfarbstoff Melanin an einer Stelle sammelt und so dunkle Flecken entstehen lässt.

Die zuvor dargestellte grobe Unterteilung in verschiedene Altersstufen der Hautalterung ist jedoch nicht für jeden Menschen Anwendbar. Insbesondere hat die Lebensweise des einzelnen, seine ethnische Herkunft einen entscheidenden Einfluss auf die Ausprägung der oben genann- ten Merkmale, so dass es zu einer Differenz zwischen wahrem Alter und dem Hautalter kommen kann.

Eine Verbesserung der Hautstruktur und des Erscheinungsbildes, insbesondere die Reduktion von Falten und Pigmentierungsunregelmäßigkeiten, wird durch regelmäßige Anwendung von kosmetischen Pflegeprodukten erreicht. Die Kosmetikindustrie gibt daher zu Ihren Produkten entsprechende Anwendungshinweise ab, die auch einen Hinweis aufweisen, für welche Altersstufe das Produkt geeignet ist. Liegen wahres Alter des Anwenders und Hautalter auseinander, ist der Verbraucher durch die Anwendungshinweise fehlgeleitet und würde ein Produkt auswählen, das nicht für sein Hautal- ter.geeignet ist.

Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher, das Hautalter anhand eines Abbildes eines ausgewählten Hautbereiches oder eines Abbildes von mindestens einem Fingernagel zu bestimmen und anzuzeigen oder anhand des bestimmten Alters eine Empfehlung für kosmetische Produkte abzugeben.

Die Bestimmung des Hautalters erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass ein vorbestimmtes

Hautareal, z. B. der Handrücken oder mindestens ein Fingernagel optoelektronisch erfasst wird. Die bei der Erfassung der des Hautabschnittes anfallenden Bilddaten werden in einem Zwischenspeicher abgelegt. Anschließend wird mittels Bildanalyse die Farbverteilung, insbesondere das Verhältnis von dunklen zu hellen Bereichen und/oder der Farbraum, insbesondere das Verhältnis von hellster zu dunkelster Stelle bestimmt. Die Bestimmung erfolgt dabei integrativ, wobei das Ergebnis ebenfalls in einem Zwischenspeicher abgelegt wird.

Die Bestimmung des Hautalters erfolgt im Sinne der Erfindung in folgenden Schritten: a) Optoelektronische Erfasung eines Hauareals mit einer digitalen Kameraeinheit (DKE), - wobei das zu erfassende Hautareal zusätzlich mit einer Lichtquelle (LQ) beleuchtet wird, wobei die digitale Kameraeinheit eine Kreuzpolarisationseinheit (KPE) aufweist, b) Speicherung des Bildes in einem Zwischenspeicher (MEM), c) Bildverarbeitung mittels mikroprozessorgesteuerter Bildverarbeitungseinheit (mBVE), - wobei die mBVE auf das im Zwischenspeicher abgelegte Bild zugreift, in einem ersten Schritt den B-Kanal des RGB-Bildes isoliert und ein Grauwertbild errechnet und in einem zweiten Schritt den mittleren Grauwert aus dem Grauwertbild ermittelt und diesen als Parameter „Farbe" zwischenspeichert, - in einem dritten Schritt oder zum zweiten Schritt parallelen Arbeitsprozess die Standardabweichung aus dem Histogramm der Grauwerte errechnet und diese als Parameter „Ebenheit" zwischenspeichert, d) Berechnung des Hautalters mit der Farb-Altersabhängigkeitskorellations-Formel (FAF) anhand der Farbe, und/oder e) Berechnung des Hautalters mit der Ebenheits-Altersabhängigkeits-Formel (EAF) anhand der Ebenheit und f) Ausgabe und/oder Visualisierung des Hautalterswertes oder Nutzung des Hautalterswertes zur Produktempfehlung. Vorzugsweise erfolgt die optoelektronische Erfassung als fotografische Aufnahme. Vorzuqswei- se erfolgt die Beleuchtung gerichtet.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Formeln zur Farb-

Altersabhängigkeitskorrelation und Ebenheits-Altersabhängigkeitskorrelation werden experimentell bestimmt. Dazu werden eine bei einer genügend großen und altersmäßig breit verteilten Probandenzahl, die Werte für Farbe und Ebenheit nach dem oben genannten Verfahrensschritten a) bis c) bestimmt und grafisch oder rechnerisch .korreliert'. Das Ergebnis ist eine Mathema- tische Funktion, die FAF bzw. EAF. Mit Hilfe der FAF und EAF lassen sich im Verfahrensschritt d) und e) aus der gemessenen Farbe und Ebenheit das Hautalter berechnen.

Die Bestimmung (Berechnung) des auszugebenden Alters erfolgt vorzugsweise durch Mittelung der Ergebnisse aus Verfahrensschritten d) und e).

Die verwendeten Korrelationsverfahren basieren auf Regressionsanalysen wie sie z.B. im „Taschenbuch der Mathematik" von llja N. Bronstein, K. A. Semendjajew beschrieben werden und berücksichtigen im geeigneten Maße die biologische gegebene Streuung des/der Parameter.

Im letzten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, Schritt f), wird dem Probanden (am POS dem Verbraucher oder Konsument) das Messergebnis, also das errechnete Hautalter oder eine Produktempfehlung bekanntgegeben.

Die Bekanntgabe das Hautalters kann erfindungsgemäß vorteilhaft als Sprachausgabe oder visualisiert erfolgen. Besonders vorteilhaft ist eine visuelle Ausgabe auf einem Display oder einem angefertigtem Ausdruck.

Untersuchungen haben gezeigt, dass sich mit dem Alter die Farbe als auch der Evenskintone (Gleichmäßigkeit der Farbverteilung) ändern. Im Alter wird die Haut dunkler und ungleichmäßi- ger. Eine dunkle und gleichmäßige Haut weist dagegen auf den Bräunungsstatus bzw. auf die ethnische Zugehörigkeit hin. Ein durch Sommersprossen oder Altersflecken verursachter „unebener Hautton" ist allein nicht Aussagekräftig genug für eine Altersbestimmung, da bei einem heller Grundton bzw. Hauttyp ein stärkerer Kontrast vorhanden ist und daher der uneven skin tone überinterpretiert würde, was zu einem zu hohen Alter führt.

Um durch solche Einflüsse verursachte Fehler zu umgehen, ist es von Vorteil zur Bestimmung des auszugebenden Hautalters sowohl die Farbe und Ebenheit bzw. das sich aus Farbe und Ebenheit errechnete Alter heranzuziehen. Die einfachste Möglichkeit ist hierbei die Anwendung einer linearen Korrelation. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, anstelle der linearen Korrelation ein mathematisches oder komplexes Modell anzuwenden, in dem bei starker Pigmentierung die Ebenheit (Farbverteilung) stärker ge- wichtet wird als bei heller Hautfarbe. Eine hervorragende Methode ist auch der Einsatz eines neuronalen Netzwerkes, welches mit zunehmender Probandenzahl genauer wird.

Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch, der Ausgabe von Produktempfehlungen eine Abfrage von Informationen voranzustellen, so dass diese Informationen ebenfalls in die Produktauswahl einbezogen werden können. Besonders vorteilhaft ist es das wahren Alters und/oder die ethnische Zugehörigkeit und/oder SonnenbelastungAbräunung und/oder persönliche Einschätzung des Hautzustandes abzufragen.

Insbesondere die eine persönliche Einschätzung des Hautzustandes, wie z. B. trockene Haut oder normale Haut oder fettige Haut oder Akne, können wichtige Hinweise sein, um die Anzahl der vorzuschlagenden Produkte einzugrenzen.

Weitere Anhaltspunkte für eine richtige Produktauswahl werden erhalten, wenn zusätzlich zu den Parametern Farbe und Ebenheit die Hautfeuchte und/oder der Hautglanz bestimmt wird.

Vorteilhaft ist es zudem zwei unterschiedliche Hautbereiche zu analysieren, um weitere Informationen über die Bräunung der Haut oder Ethnie zu erhalten. Dazu könnte zum Beispiel und das ist im Sinne der Erfindung besonders vorteilhaft, die grundlegende Analyse für ein Hautareal auf dem Handrücken erfolgen. Als Zusatzanalyse würde gleichzeitig oder anschließend ein Hautareal der Handinnenfläche analysiert. Aus der Differenz der Helligkeit lässt sich ableiten, ob der Proband durch Sonnenexposition gebräunt ist oder einem dunklen Phototyp (z.B. IV, V oder VI) angehört.

Anhand der unterschiedlichen Bräunung von Handrücken und Handfläche lässt sich feststellen, in wie weit die Bräunung künstlich durch Anwendung eines Solariums entstanden ist und nicht durch ethnische Einflüsse. Bei Bräunung im Solarium ist der Bräunungsunterschied zwischen Handfläche und Handrücken geringer als bei Personen dunkler Hautfarbe.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Anwendung einzelner Vorrichtungen ausgeführt werden oder mittels einer Vorrichtung in denen alle für die Ausführung der Verfahrensschritte nötigen Untereinheiten integriert (zusammengefasst) sind. Eine solche, integrierte Vorrichtung, ist als Altersscanner (Agescanner) zu bezeichnen und könnte z. B. am Point of SaIe, also dem Verkaufspunkt, direkt vom Kunden genutzt werden um eine Hilfestellung bei der Produktauswahl zu erhalten.

Die Aufnahmen werden mittels einer hochauflösenden Digitalkamera die vorteilhafterweise über eine Software direkt angesprochen wird erfasst. Vorteilhafterweise wäre eine Speicherung des Bildes als nativer Datensatz im RAW-Datenformat vorstellbar, denkbar ist aber auch der Einsatz eines anderen Dateiformats mit verlustfreier oder geringer Kompressionsrate.

Um Umgebungseinflüsse auszuschließen, ist eine Beleuchtung mit kreuzpolarisiertem Licht vorteilhaft. Geeignete Lichtquellen sind zum Beispiel Diodenmatrixleuchten oder Elektronenblitze (Gasentladungsblitzgeräte), insbesondere im Zusammenspiel mit Hilfsmitteln wie Lichtwannen und Diffusoren.

Die Visualisierung des Hautalters oder der Produktempfehlung kann über eine Anzeigeeinheit oder einen Ausdruck erfolgen. Zur Anzeige eignen sich z. B. LCD-Matrixdisplays, 7-Segment- Anzeigen, Alphanumerische Displays, Dot-Matrix-Displays, TFT-Displays, FTN-Displays, Röhrenmonitore. Bevorzugt wegen ihres geringen Energieverbrauchs und ansprechender Darstellung sind TFT-Displays. Besonders bevorzugt weisen die Displays eine Touch-Screen- Funktionalität auf, mit denen zusätzlich zur reinen Ausgabe des Messergebnisses oder der Produktempfehlung eine Interaktion mit dem Verbraucher möglich ist.

Vorteilhafterweise werden jeweils z. B. drei Produkte auf der Visualisierungseinheit angezeigt oder auf einen Empfehlungszettel mit einem geeigneten technischen Verfahren gedruckt oder eine sofortige Auslieferung des Produkt mittels Automat ermöglicht. Neben den Produktangaben können in einer vorteilhaften Ausführung auch noch weitere Produktinformationen gegeben werden und/oder zusätzlich Kommunikationsabfragen wie z. B. e-Mailadresse des Nutzers abgefragt werden.

Im Sinne der Erfindung ist es auch eine drahtlose Übermittlung (z. B. IR, Bluetooth, SMS) Ergebnisses zu einem Mobiltelefon des Kunden.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren und ein für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anhand eines Aufführungsbeispiels beschrieben. Die Erfindung soll jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel eingeschränkt sein, welches nur zur visuellen Unterstützung der Beschreibung dient. Figur 1a zeigt schematisch einen Aufbau der geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Mit der digitalen Kameraeinheit (DKE) wird eine fotografische Aufnahme eines zusätzlich mit einer Lichtquelle (LQ) beleuchteten Hauareals, hier des Handrückens, erstellt. Die Aufnahme wird auf einem Speicherchip, dem Zwischenspeicher (MEM) gespeichert. Die DKE ist mit einer Kreuzpolarisationseinheit ausgerüstet (KPE), durch deren

Einsatz die Oberflächenstruktur der Haut auf optischem Wege weites gehend ausgeblendet wird, so dass Hautunebenheiten und -färbe prägnanter zu Tage kommt.

Figur 1 b zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Bildanalyse mit mikroprozessorgesteuerter Bildverarbeitungseinheit (mBVE). Die auf dem Zwischenspeicher (MEM) gespeicherte Aufnahme, wird dazu so mit der mBVE verbunden, dass die nMBV auf das gespeicherte Bild zugreifen kann.

Die mBVE an im einfachsten Fall ein normaler Computer sein, auf dem mittels einer Bildanalysesoftware die Schritte c) bis f) des Verfahrens ausgeführt werden können.

Die Algorithmen zur Bestimmung des Parameters Farbe und des Parameters Ebenheit sind bereits im Stand der Technik bekannt da sie statistisch/mathematischen Grundwissen entsprin- gen wie sie z. B. im Taschenbuch der Mathematik" von llja N. Bronstein, K. A. Semendjajew im Bereich der Regressionsanalyse nachgelesen werden können. Anschließend werden mit Hilfe der Farb-Altersabhängigkeitskorellations-Formel (FAF) anhand der Farbe und der Ebenheits- Altersabhängigkeits-Formel (EAF) anhand der Ebenheit das Hautalter des fotografierten Hautareals bestimmt. Das berechnete Hautalter wird auf der Anzeigeeinheit (SC) ausgegeben. In einer aufwendigeren Variante wird anhand des errechneten Hautalters unter Nutzung einer Datenbank (DB), die Informationen über Produkte in Verbindung mit den für die Produkte geeigneten Hautaltersbereichen enthält, die Produkte herausgesucht, die für das gemessene Hautalter in Frage kommen. Das Ergebnis der Datenbankabfrage kann dem Verbraucher auf einer Anzeigeeinheit oder als Ausdruck (PR) visualisiert werden.

Figur 2 zeigt beispielhaft ein integriertes Gerät (Agescanner) (ASC), der im Prinzip die in Figur 1 dargestellten Komponenten aufweist. Der Verbraucher legt zur Altersbestimmung seine Hand auf die Auflagefläche (A). Zum Start der fotografischen Aufnahme eignen sich verschiedene Szenarien. Die einfachste Möglichkeit die Aufnahme zu starten ist, der Verbraucher startet die Aufnahme durch Betätigung eines Startschalters (S). Eleganter und besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Aufnahme selbsttätig gestartet wird, dazu wird nicht nur ein Einzelbild aufgenommen, sondern die Handoberfläche gefilmt, sobald die Auflagefläche berührt oder belastet wird. Auch die Detektion mittels einer Lichtschranke oder Wärmesensor ist möglich. Aus der Sequenz der Einzelbilder des Films wird ein Bild für die Weiterverarbeitung herangezogen. Vorteilhaft ist es mehr als ein Bild zur separaten Auswertung heranzuziehen, da eine Mittelung über mehrere Farbwerte und Ebenheitswerte zur gesicherteren Altersbestimmung führt.

Das errechnete Hautalter oder die mittels Datenbank ermittelte Produktempfehlung wird dem Verbraucher auf einem Anzeigeeinheit (SC) visualisiert.

Figur 3 zeigt beispielhaft die Auswertung eines vermessenen Kollektives, insbesondere die Abhängigkeit der Farbe vom Alter (Figur 3a) und der Ebenheit (Farbverteilung) in Abhängigkeit des Alters (Figur 3b), wobei jeweils auf der Abszisse das Alter und auf der Ordinate die Ebenheit (3b) bzw. die Farbe (3a) aufgetragen ist.

Eine lineare Regression führt zu folgender Farb-Altersabhängigkeitskorellations-Formel (FAF)

Alter = 116,65 - 0,76 * Farbe

und zu folgender Ebenheits-Altersabhängigkeits-Formel (EAF)

Alter = 1 ,25 + 0,02 * Ebenheit