[发明专利]一种基于灰度中值的脊柱侧弯背部轮廓曲线提取方法

说明书

本发明公开了一种基于灰度中值的脊柱侧弯背部轮廓曲线提取方法，首先布置蓝色背景布和摄影照明灯，采用普通数码相机拍摄正立人体背部图像，之后提取RGB图像红色通道信息，二值化处理得到人体背部轮廓，再将背部图像进行灰度化处理并与二值化人体背部轮廓图点乘得到除去背景干扰的灰度图像，再将灰度图像减去像素点灰度均值得到新的灰度图像，之后逐行求取灰度中值像素特征点，再对特征点进行最小二乘法多项式拟合得到脊柱轮廓拟合曲线。本发明的方法简单实用，算法易于实现，能够有效的完成人体背部脊柱轮廓曲线提取的目的。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域,尤其涉及一种基于灰度中值的脊柱侧弯背部轮廓曲线提取方法。

背景技术

脊柱是人体的中轴，脊柱侧弯严重时不仅会造成身体外观异常、运动功能障碍，还可因胸廓畸形而造成心肺功能障碍，降低生活质量，严重影响青少年身心健康的发育。该病如果不及早发现并积极治疗，不仅影响患儿的体型和外观，而且可能造成心肺功能异常，使脊柱过早退变，出现疼痛，躯干不平衡。畸形严重的病儿，甚至早期出现心肺功能的衰竭，导致死亡。

检查脊柱侧弯的方法有很多，大致可分为物理测量及图像测量两类。物理测量是指与人体背部直接接触测量脊柱侧弯，主要有Adams向前弯腰试验、应用脊柱侧凸尺测量躯干旋转角度、测量肋骨隆凸等方法；图像测量是指不与人体背部进行直接接触的检查方法,主要有莫尔图像测量法、X光片测量法、结构光测量法、激光扫描仪测量法等。

现有方法虽然能够对脊柱侧弯进行检查，但由于现有的普查方法是大多是基于人工的物理检测，在对大量的人群进行普查尤其是青少年体检时，人工检测繁琐，效率低，由于检查人员疲劳也会造成错判和误判。而用X光片来进行普查，会对青少年特别是儿童造成很多不必要的辐射伤害，并且费用较高。

发明内容

发明目的：提供一种基于灰度中值的脊柱侧弯背部轮廓曲线提取方法，无损无辐射，简单实用，快速有效，算法容易实现，可以有效地提取脊柱背部轮廓曲线，完成脊柱侧弯检查的任务。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于灰度中值的脊柱侧弯背部轮廓曲线提取方法，包括以下步骤：

(1)布置蓝色背景布和摄影照明灯，照明灯需均匀照射在人体背部；

(2)采用数码相机拍摄获取人体背部图像，采集正立人体背部彩色图像信息，包括RGB三通道亮度信息和图像分辨率大小n×m；

(3)对步骤(2)中获取的人体背部彩色图像进行灰度化处理，得到灰度图像；

(4)对步骤(2)中获取的人体背部彩色图像进行通道分离，获取红色通道灰度图像信息；

(5)将步骤(4)中的红色通道灰度图像进行二值化处理，得到人体背部二值图像；

(6)将步骤(3)中的人体背部灰度图像与步骤(5)中的人体背部二值图像进行点乘，得到除去背景干扰的背部灰度图像；

(7)将步骤(6)中的背部灰度图像减去图像灰度基值，得到新的灰度图像；

(8)对步骤(7)得到的新的灰度图像逐行求取灰度中值像素特征点；

(9)将步骤(8)得到的特征点拟合成脊柱背部轮廓特征曲线。

进一步的，步骤(2)中对人体背部彩色图像进行采集时，被采集人需要站正，图像包含从颈椎最上端到腰椎最下端。

进一步的，步骤(3)中对步骤(2)得到的人体背部彩色图像按照公式Gray1(i,j)＝0.30R(i,j)+0.59G(i,j)+0.11B(i,j)进行RGB三分量加权平均处理得到灰度图像Gray1，R(i,j)、G(i,j)、B(i,j)分别是红绿蓝三通道分量像素点亮度值，Gray1(i,j)是得到的灰度图像像素点灰度值。