[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

说明书

本发明公布了一种基于分水岭和种子填充算法的皮肤图像斑点定量评估方法及系统，系统包括皮肤采像硬件设备、计算机服务器端和手机客户端；根据皮肤图像RGB颜色空间像素颜色值信息，计算一幅皮肤图像斑点大小、间距、数量、暗度、占比等属性特征值，对皮肤图像斑点多个属性值定量计算，实现对皮肤斑点属性进行评估。本发明检测斑点的准确度高，速度快，具有良好的市场应用前景和价值。

技术领域

本发明涉及皮肤斑点检测评估技术，具体涉及一种基于分水岭和种子填充算法的皮肤图像斑点定量评估方法及系统，属于计算机图形学及皮肤图像处理应用技术领域。

背景技术

皮肤表面各种属性状态是皮肤衰老和抗衰老研究的重要指标，也是护肤品客观评价重要指标之一。客观、定量对皮肤图像进行检测和计算是皮肤图像处理领域的研究热点之一，其中一个重要应用就是对皮肤表面斑点的定量评估计算。

目前国内外皮肤表面状态检测、属性指标计算准确度还不是很高，主要有机器学习和计算机图像两个方向的检测研究和应用。随着计算机图像处理技术的飞速发展，人们开始探讨用数字图像处理技术来提取皮肤表面的特征，从传统的定性分析皮肤表面状况上升为精确的定量计算皮肤表面属性，从而提高检测评估的精确度。

皮肤图像的特征包括颜色、纹理、毛孔、光泽度、斑点、脂肪点等，其中斑点的大小、间距、数量、暗度、占比等特征是皮肤的重要度量指标。计算机图像方法检测斑点最近几年被提出，主要思路是对RGB(或者HSV)颜色空间每个像素的颜色值做简单阈值分割得到斑点像素，这种方法伪斑点像素多，影响定量评估准确性；只是对像素点的研究，没有线、面的概念，导致很多指标无法计算，如斑点数量、斑点间距等。

发明内容

本发明的目的在于实现一种基于分水岭和种子填充算法的皮肤图像斑点定量评估方法，根据皮肤图像RGB颜色空间像素颜色值信息，计算一幅皮肤图像斑点大小、间距、数量、暗度、占比等属性特征值，对皮肤图像斑点多个属性值定量计算，实现对皮肤斑点属性进行评估。

本发明中，皮肤图像来自于数字图像采集设备，微距皮肤采像设备进行采像得到皮肤图像数据。本发明算法使用采集的皮肤图像作为唯一数据源来计算皮肤斑点多个属性的定量数值；通过三个不同颜色分量的固定组合获取灰度图像；阈值法剔除毛发和白噪声；数学形态学闭运算填补斑点前景中的砂眼噪声，开运算剔除背景上的毛孔；基于计算机图像的分水岭算法得到每个斑点块的连续闭合分割线；基于计算机图形学的种子填充算法填充斑点的闭合分割线内部；计算单个斑点面积、周长、圆度、中心点、暗度；统计整幅图像斑点的平均直径、斑点间平均距离、斑点数量以及平均暗度和斑点占比。

本发明提出的基于分水岭和种子填充算法的皮肤图像斑点定量评估方法可对相同分辨率的皮肤微距数字图像做处理，计算得到衡量一幅皮肤图像斑点的多个属性指标定量数值，该数值可标识微距图像皮肤表面的斑点特征，主要包括如下步骤内容：

1)利用皮肤图像颜色空间(RGB)中的三个不同颜色分量，对皮肤图像进行灰度化处理，得到皮肤灰度图像；

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；

3)对步骤2)得到的皮肤灰度图像进一步进行去除毛孔、砂眼噪声的处理；

4)利用计算机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(轮廓线)；

5)利用计算机图形学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；

6)计算图像中皮肤单个斑点的面积、周长、圆度、中心点、暗度；

7)统计得到整幅图像中皮肤斑点的大小、间距、数量、暗度和占比。

具体来说，本发明的方法包括下列步骤：

A.皮肤图像三个不同颜色分量的重新组合得到灰度图像img1，具体如下：