[发明专利]基于分水岭和种子填充的皮肤图像斑点评估方法及系统

权利要求书

1.一种基于分水岭和种子填充的皮肤图像斑点评估方法，使用采集的皮肤图像作为唯一数据源，计算得到皮肤斑点多个属性的定量数值，可标识图像皮肤表面的斑点特征，由此实现皮肤图像斑点评估；包括如下步骤：

1)利用皮肤图像颜色空间中的不同颜色分量，对皮肤图像进行灰度化处理，得到皮肤灰度图像；

具体将皮肤图像每个像素在颜色空间中的RGB颜色分量进行加权平均，得到每个像素的灰度值，即得到相应的灰度图像img1；

2)对皮肤灰度图像剔除图像中的毛发和白噪声，统一图像的光照强度；具体包括步骤：

B1.计算灰度图像img1的灰度值的均值avg，作为背景色；

B2.剔除毛发：设置毛发阈值v1，对灰度图像img1上所有灰度值小于毛发阈值的像素点重新赋值为背景色的值avg；

B3.剔除白噪声：设置白噪声阈值v2，v1v2；对经B2处理后的灰度图像上所有灰度值大于白噪声阈值的像素点重新赋值为背景色的值avg；经剔除毛发和剔除白噪声后的皮肤灰度图像的像素灰度值区间为[v1,v2]；

B4.统一光照强度：将经剔除毛发和剔除白噪声后的皮肤灰度图像的像素按比例拉伸该区间到区间[0,255]；灰度均值经拉伸后为拉伸后的灰度均值avg1；

3)对经步骤2)处理后的皮肤灰度图像进一步进行去除毛孔、砂眼噪声的处理；具体包括步骤：

C1.将经步骤2)处理后的皮肤灰度图像二值化，得到二值化图像img2；

确定二值化阈值Vt，Vtavg1－C，C为常数，得到二值化图像img2；img2上每一个像素点的值b根据该像素点在经步骤2)处理后的皮肤灰度图像上对应点的灰度值v确定，如果vVt，则b＝0，识别该像素点为背景或者斑点前景中的砂眼噪声点；如果v＝Vt，则b＝1，识别该像素点为斑点前景或者背景中的毛孔；

C2.基于开运算方法去除经C1处理后得到的二值化图像img2背景中的毛孔；具体包括：

C2.1设置图像处理的卷积核Kernel1；卷积核为将输入图像中一个小区域中的像素进行加权平均而得到输出图像的一个像素其中采用的权值定义函数；设Kernel1为一个正方形像素方阵A，其中正方形的中心点为卷积核原点，卷积核像素值为1或0，正方形的内切圆部分的像素值为1，内切圆外部且正方形内的像素值为0值；

C2.2对经C1处理后得到的二值化图像上的每个像素点p，将p点位置设为卷积核原点，用卷积核Kernel1先进行图像腐蚀运算，再进行图像膨胀运算；对于经C1处理后得到的二值化图像边界处的像素没有卷积核覆盖的完整区域，则直接识别为背景像素；将经步骤2)处理后的皮肤灰度图像上对应像素点赋值为灰度背景值avg1；

C3.基于闭运算方法去除经C2处理后的二值化图像的斑点前景上的砂眼噪声；具体包括：

C3.1设置卷积核Kernel2为正方形像素方阵B，卷积核Kernel2的每个像素的值均为1；

C3.2将卷积核Kernel2原点设置在经C2处理后的二值化图像上每个像素点p点处，对像素点p用卷积核Kernel2先进行膨胀运算，再进行腐蚀运算；将图像img2边界处像素没有卷积核覆盖的完整区域处的像素识别为背景像素，经步骤2)处理后的皮肤灰度图像上对应像素点赋值为灰度背景值avg1；

C4.对经C3处理后的皮肤灰度图像进行去除背景毛孔、填补前景砂眼的处理；包括如下操作：

C4.1根据二值化阈值Vt，对经步骤2)处理后的灰度图像去除背景中的毛孔，方法是：以二值化图像img2上像素值为0的像素为背景，当背景像素对应的灰度图像上的点的灰度值小于二值化阈值Vt时，对灰度图像中该像素点重新赋其灰度值为avg1，由此去除背景的毛孔；

C4.2对经C4.1处理后的灰度图像填补斑点前景中的砂眼，方法是：二值化图像img2上像素值为1的像素为前景斑点，该像素对应的灰度图像上的点的灰度值若大于二值化阈值Vt，将灰度图像中该像素点处重新赋值灰度值为avg1－50，由此填补前景斑点的砂眼；avg1为拉伸后的灰度均值；

4)利用图像分水岭算法对步骤3)得到的皮肤灰度图像进行处理，得到图像中皮肤斑点的连续闭合分割线，即轮廓线；

具体地，设置阈值mark，mark＝avg1－C2，C2为常数，在经步骤3)处理后的灰度图像上通过基于阈值mark的分水岭算法，得到斑点区域连续闭合分割线，即得到二值化图像img3，其中：0表示连续闭合的斑点轮廓线，255表示背景；

5)利用种子填充算法填充图像中皮肤斑点的连续闭合分割线的内部；具体包括：

E1.确定种子点：将经步骤3)处理后的灰度图像上像素点灰度值等于阈值mark的点作为种子点；

E2.填充斑点内部：在经步骤4)处理后的二值化图像img3上，每个连续闭合区域为一个斑点块，每个斑点块内至少有一个种子点；分别填充每个斑点块的内部区域，其内部区域的像素值为1，区别于斑点分割线的像素值0值；

填充后得到结果图像img4，img4为三值化图像，其中：0值表示斑点的连续闭合轮廓线像素，1表示斑点内部像素，255表示背景像素；

6)计算得到经步骤5)处理后得到的三值化图像中皮肤单个斑点的面积、周长、圆度、中心点、暗度；

7)统计计算得到经步骤5)处理后得到的三值化图像中皮肤斑点的大小、间距、数量、暗度和占比；

通过上述步骤，实现基于分水岭和种子填充的皮肤图像斑点的评估。