《International Journal of Cosmetic Science》：Methods adapted to evaluate products for textured hair: Shine, curl shrinkage, flexibility and consumer-perceived hair porosity
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目的：本工作提出了用于量化卷曲发质中头发光泽、卷曲收缩、柔韧性以及消费者感知孔隙度的适应方法。
方法：光泽评价方法利用在受控光照条件下对标准化发束进行图像分析。一个定制的成像暗箱最大限度地减少了杂散光，而为ImageJ编写的一个宏程序基于灰度阈值分割来分离并
目的：本工作提出了用于量化卷曲发质中头发光泽、卷曲收缩、柔韧性以及消费者感知孔隙度的适应方法。
方法：光泽评价方法利用在受控光照条件下对标准化发束进行图像分析。一个定制的成像暗箱最大限度地减少了杂散光，而为ImageJ编写的一个宏程序基于灰度阈值分割来分离并量化光泽点。此外，由皮脂或产品涂抹引起的头发灰白现象通过分析最暗和最亮像素进行评估。卷曲收缩曲线采用成像和图像分析技术进行评估，从而能够根据湿度、产品涂抹和时间来评估头发长度的变化。将三点弯曲技术加以适应，用于评估4型头发产品中的卷曲刚度或柔韧性。对接触角测量进行了优化，以测量消费者感知的头发孔隙度，包括设计一个适配器以在测试期间牢固固定卷曲发质，并记录视频帧以提高测量精度。
结果：光泽评价方法：提出了感兴趣区域（ROI）和对卷曲模式不太敏感的光泽评价参数。研究发现，头发灰白在很大程度上取决于光反射期间亮色的损失。有效的光泽处理不仅改善了光泽，还通过增强最暗和最亮的色调恢复了头发颜色的鲜艳度。卷曲收缩测试方法：测试在30%和60%相对湿度下进行标准化。对于3型头发，在60%湿度下的适当测试持续时间为6小时，而对于4型头发则为8小时。减少发束质量（例如0.25克）最大限度地减少了4型和3型发束在长度评价方面的挑战。三点弯曲技术：尽管具有出色的卷曲收缩管理性能，某些定型产品（例如凝胶）显著增加了头发刚度，而其他具有相似功效的产品则保持了与原生头发相当的柔韧性。接触角方法的适应：对不同处理的4型头发上的消费者感知表面孔隙度进行了评价。重复热损伤并未改变该参数。氧化头发表现出同样低的表面疏水性，且低于直发剂处理过的头发。
结论：所讨论的方法证明了其适用于评价产品影响卷曲发质光泽、卷曲收缩管理、柔韧性和消费者感知孔隙度的能力。
头发科学测试方法长期以来主要针对直发、波浪发和部分卷曲发，已建立多种标准化评估手段。然而，随着文化偏好变化，波浪、卷曲和紧密卷曲（coily）发质已成为市场中不可忽视的群体，现有方法在评价这些发质时存在明显不足。例如，传统光泽评估多在阈值图像上进行，可能丢失关键信息；卷曲长度测试缺乏明确的条件；三点弯曲技术主要用于直发；接触角方法则受限于较高角度，难以用于高度损伤的卷曲发。因此，本研究旨在系统适应并验证图像分析、卷曲收缩曲线、三点弯曲和接触角测量等方法，用于Walker 3型和4型卷曲发质的产品功效评价与宣称支持。
研究人员采用单一来源的原生头发，分别来自TSEBO Manufacturing and Technical Services（约翰内斯堡，南非）和International Hair Importers and Products（纽约，美国），制备不同质量发束。通过人工皮脂、商业洗护产品、定型凝胶、卷曲霜、直发剂、漂发剂、染发剂及热工具等处理，模拟实际使用条件。研究得出，这些方法能够有效区分不同产品在光泽改善、卷曲收缩管理、柔韧性保持以及消费者感知孔隙度方面的差异。
主要技术方法包括以下四项。第一，光泽图像分析：利用定制暗箱和LED光源标准化采像，用ImageJ宏进行灰度阈值分割，提取反射点数量、面积百分比、平均大小和灰度强度，并对非阈值图像中最暗（1–15灰度值）和最亮（100–255灰度值）像素进行累积和加权计数以评估颜色活力。第二，卷曲收缩测试：在环境控制室（30%、60%、80%相对湿度）中定时拍摄发束，利用自研LabVIEW软件测量长度随时间变化，计算收缩百分比。第三，三点弯曲：采用质构仪（TA Texture Analyser）配备三点弯曲夹具，以1 cm下压位移记录力-位移曲线，以曲线下面积表示弯曲能量。第四，接触角测量：使用Ramé-Hart测角仪，设计定制夹具固定4型卷发，通过120帧/秒视频记录水滴沉积和铺展，逐帧提取接触角。样本队列包括上述两家供应商的3型和4型原生头发。
**光泽评价**：通过比较两种感兴趣区域（ROI）尺寸，确定250×250像素的ROI能有效减少发束形态变化带来的变异性，并将所需重复样本数降至6。对4型头发不同卷曲紧密度和颜色分析显示，平均光泽点大小主要受卷曲紧密度影响，而光泽点数量和面积百分比对卷曲形态和颜色相对稳健。人工皮脂处理可稳定实现40%–60%的光泽参数降低，同时引起头发灰白；像素直方图显示灰度值向25–75区间迁移，表明亮度损失是灰化的主要原因。颜色活力分析中，最暗和最亮像素的累积和加权计数均显著下降，其中亮像素损失更大。对市售光泽精华测试时，仅一种卷曲发专用精华使皮脂暗淡发的反射面积增加175%，并将光泽和颜色活力恢复至基线水平。
**卷曲收缩评价**：湿度实验表明，80%相对湿度（RH）下头发在9.5小时内难以完全干燥，故排除该条件；30%和60% RH均可提供有意义结果。在60% RH下，3型头发在6小时内达到收缩平台，4型头发需8小时。将发束质量降至0.25 g可改善干燥效率并减少长度测量误差。对多种商业产品测试显示，与仅用洗发水的对照相比，含定型剂（凝胶）或卷曲霜的处理可将收缩减少约65%–69%，但不同产品间存在统计差异。
**三点弯曲测试**：对4型头发代表性产品测试，Gel 3（20%剂量）虽实现优秀收缩控制，但弯曲能量极高，表明发束明显僵硬；而Gel 1和Curl Cream 3在类似收缩控制水平下，弯曲能量与未处理头发接近，说明柔韧性得到保留。该技术能区分收缩控制与触感之间的关系，但由于卷曲发形态不规则，仅能从单次压缩获得可靠数据，无法进行多周期分析。
**接触角测量**：适配器可牢固固定4型发束，高帧率记录使低接触角（高度损伤）也能可靠测量。对不同损伤类型比较显示，吹干和拉直（热损伤）后接触角与原生头发无显著差异；漂白和染发（氧化损伤）表现类似且较低的表面疏水性；直发剂处理头发在6秒时接触角最高（平均52°），比漂发头发更疏水。应用洗发水和护发素护理方案后，直发剂损伤头发的接触角恢复至与原生头发相当，证明该方法可用于评价修复类产品的功效。
讨论部分指出，优化ROI和参数选择提高了光泽数据的稳健性；皮脂负面对照可重复建立；卷曲收缩测试需根据发质调整湿度、时间和样本质量；三点弯曲能补充触觉特性信息；接触角方法突破了原有角度限制，可评估消费者感知孔隙度。研究结论翻译如下：**光泽评价方法**：本研究采用了基于图像的、针对Walker 4型头发测试的光泽评价方法，利用限定的ROI和对卷曲模式与颜色不敏感的参数，确保在不同发质中获得准确的光泽测量。建立了适当剂量的头发灰化剂，用于产生可靠阴性对照，模拟真实世界的暗淡条件。该方法揭示了头发灰白主要由光反射中的亮度损失引起，并证明了光泽处理通过增强最暗和最亮色调来恢复活力的有效性。在测试的一种卷曲发精华中，光泽点数量增加122%，反射面积增加175%，颜色活力完全恢复。**卷曲收缩测试方法**：针对30%和60% RH标准化的卷曲收缩测试方法为卷曲延展处理提供了稳健评价。通过将测试时间调整为3型6小时、4型8小时，方法适应了卷曲模式差异。将发束质量降至0.25 g提高了干燥效率并确保长度评估准确。**三点弯曲技术**：改进的三点弯曲技术有效评估了收缩控制与头发柔韧性之间的权衡，区分了增加僵硬度的产品（如Gel 3）与维持柔韧性且收缩控制优秀的产品（如Gel 1和Curl Cream 3）。**接触角适应性**：为测角仪开发适配器使得能够准确测量消费者感知的4型头发孔隙度。结果表明，热、氧化剂和直发剂造成三种不同的表面疏水性特征；直发剂处理的头发比漂发头发表现出更大疏水性。该方法也适用于评估损伤卷曲发中的产品功效，有助于为卷曲发消费者开发更好产品。
