[发明专利]一种基于皮肤荧光图像的毛孔检测系统、装置及方法

权利要求书

1.一种用于皮肤毛孔的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：由毛孔检测装置采样指定皮肤区域的RGB图像；

步骤二：将步骤一中所得的RGB图像进行预处理操作，采用5×5的滑动窗口对步骤一得到的图像进行均值滤波，去除非毛孔信息；

步骤三：使用最大类间方差法对步骤二所得图像进行初步分割，初步确定皮肤毛孔所在位置，选取感兴趣区域；

步骤四：自动选取种子点

步骤4.1：使用15×15滑动矩阵遍历步骤三所得的感兴趣区域，选取均值超过255*m₀区域的中心点作为种子点，

步骤4.2：毛孔区域在荧光图样中的像素值明显高于非毛孔区域，并且皮肤中存在众多毛孔，通过遍历感兴趣区域，实现种子点的自动选取；

步骤五：当步骤四中种子点确定后，确定区域生长条件，开始区域生长分割种子点所在图像；区域生长的规则为：将感兴趣区域中待判断的像素点f(l，j)与已生长区域的像素均值T比较，当像素差值小于阈值，满足生长条件，f(l，j)作为新的种子点继续生长，并重复此过程，直至感兴趣区域遍历完成及生长结束；

步骤六：设置梯度幅度和颜色距离对区域生长出现的过分割现象进行修正，得到精确分割的皮肤毛孔图像；对区域生长的过分割的修正具体步骤如下：

步骤6.1：图像中像素点的梯度为：

式中：f表示完成区域生长的图像；I，j分别表示x，y方向上的单位矢量；步骤6.2：梯度的幅度为通过梯度幅度的判定条件为|M₀(x，y)-M(x，y)|≤K₀，其中M₀(x，y)表示当前种子点的梯度幅度，K₀表示幅度阈值；

步骤6.3：定义图像的颜色距离：

式中r，g，b分别为感兴趣区域中心点的RGB图像对应的的三个像素值，r₀，g₀，b₀分别为待验证的种子点的RGB图像对应的的三个像素值；

步骤6.4：通过颜色距离的判定条件为|L₀-L|≤K₁，K₁表示颜色距离阈值；

步骤6.5：只有当完成区域生长的图像同时满足幅度判定条件和颜色距离判定条件时，皮肤毛孔图像标定才得以完成；

步骤七：对步骤六所得的皮肤毛孔图像中每个毛孔单位的像素点个数和实际像素值得出估算的毛孔平均数值半径；用每个毛孔图像的像素点个数和它的实际像素值估计毛孔的平均半径，具体方法如下：

步骤7.1：对完成区域生长的图像进行二值化运算得到二值化图像；

步骤7.2：得到的二值化图像中皮肤毛孔区域像素为255，非毛孔区域像素为0；步骤7.3：二值化图像中毛孔区域连通，统计连通区域的像素位置和实际像素值；步骤7.4：利用计算平均半径公式求得每个毛孔的半径，计算毛孔平均半径采用的公式为：

其中：t为每个大小等级二值图像内连通域的个数，n为连通域的像素值为255的像素点个数；

步骤7.5：根据每个毛孔的半径和所有毛孔的个数得到整个采样区域的毛孔平均数值半径；

步骤八：用连通域标定方法得到步骤六所得图像中的不同大小等级的毛孔个数，具体为：

先对像素255的连通区域设置经验阈值来对连通域的大小划分等级，得到皮肤毛孔的不同大小等级的分类结果，再根据不同等级图像中连通域的个数得到不同大小等级的毛孔个数；

步骤九：对步骤八中得到的不同等级的毛孔个数进行加权处理，对不同毛孔等级作加权处理，毛孔等级越高，则毛孔越大，对应的权重越大，加上步骤七得到的毛孔平均数值半径，作为皮肤毛孔检测评的量化结果。

2.一种实现权利要求1所述的用于皮肤毛孔的检测方法的毛孔检测系统，其特征在于：包括

服务器端、PC端和皮肤图像采集模块，所述皮肤图像采集模块采集到皮肤图片，传送给服务器，服务器处理图片后，与PC机数据交互；

所述皮肤图像采集模块包括摄像头模块、相机驱动控制模块和光源控制模块，所述光源控制模块朝向皮肤照射紫外光。

3.一种实现权利要求1所述的用于皮肤毛孔的检测方法的毛孔检测装置，其特征在于：该装置基于权利要求1所述的方法，还包括

照明光源，包括紫外灯和用以提高照度的LED灯；

作用光源，用于产生紫色灯光；

光学偏振单元，包括具有紫外透过功能的光学薄膜和偏振片；

光学成像部件，用于采集荧光图像；

壳体，所述照明光源、作用光源、光学偏振单元和光学成像部件均封装在壳体中，且所述壳体一端开设有皮肤采样孔，所述照明光源和作用光源的光线朝向皮肤采样孔发散；

所述照明光源靠近靠近壳体内壁，按照环形分布，其光源发射端朝向皮肤采样孔，并且其安装环形轴线与皮肤采样孔所在平面垂直；

所述作用光源按照环形分布，其光源发射端朝向皮肤采样孔，所述照明光源和作用光源呈同心圆分布，作用光源所在圆环位于照明光源所在圆环内部；

所述光学偏振单元位于作用光源所在圆环内部，且位于作用光源远离皮肤采样孔的一侧，

从皮肤采样孔到CCD之间依次设置有滤光片I、光学镜头、光学薄膜、滤光片II和照明光源；

所述照明光源安装于一块中部开设有圆孔的圆形底板上，所述圆形底板靠近圆孔位置设置有安装筒，安装筒轴向中部为采集通道，采集通道的圆周分割成若干个隔室，每个隔室内安装一个作用光源；

所述光学偏振单元外部设置有镜筒，镜筒连接到光学成像部件采集口。