[發明專利]一種基于黑色素提取的面部黃褐斑區域自動分割方法

有效

• 申請號: 201911035496.5
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110796648B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 吳嘉儀
• 申請（專利權）人: 南京泓圖人工智能技術研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/62;G06T7/90
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 楊曉玲

1.一種基于黑色素提取的面部黃褐斑區域自動分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采集人臉圖像；

(2)采用人臉特征點檢測模型對采集的人臉圖像進行面部特征點識別；

(3)根據識別的面部特征點信息裁剪出需要進行黃褐斑分割的人臉皮膚區域；

(4)對裁剪出來的人臉皮膚區域圖像進行黑色素色沉區域提取，然后根據分割閾值進行黃褐斑區域的分割；

(5)計算黃褐斑區域的總面積，得到黃褐斑區域在整個面部的面積占比；

在步驟(4)中，先對輸入圖像的高光反射分量進行分離，得到漫反射分量和鏡面反射分量；再對漫反射分量進行分離，得到黑色素分量、血色素分量和陰影部分分量，根據黑色素分量提取出黑色素色沉區域，該黑色素色沉區域與黃褐斑皮損區域一致；

對于反射分量的分離，在雙色反射模型中，反射光由鏡面反射和漫反射組成：

L(λ,θ)＝L_b(λ,θ)+L_s(λ,θ)

上式中，L(λ,θ)、L_b(λ,θ)和L_s(λ,θ)分別為反射光、鏡面反射分量和漫反射分量；λ為主波長，θ為入射角；

將兩個反射分量分離：

L(λ,θ)＝m_bC_b+m_sC_s

上式中，C_b和C_s分別為鏡面反射分量和漫反射分量的光譜能量分布，m_b和m_s為對應的比例系數；

計算下式：

I(x,y)＝m_bI_b+m_sI_s

上式中，I(x,y)表示像素點在坐標(x,y)處的RGB通道光強，I_b和I_s分別表示鏡面反射分量和漫反射分量的光強；h(λ)為相機對入射光譜的感應函數；Ω表示整個可見光光譜段；

利用上式得到鏡面反射分量和漫反射分量的光強，根據下式轉換將兩個反射分量的光強轉化為亮度，再根據亮度分離鏡面反射分量和漫反射分量：

l＝[0.3086,0.6094,0.0820]·[R,G,B]^T

上式中，l表示亮度，R,G,B表示三通道光強，上標T表示轉置；

對于黑色素分量的分離，首先計算出分離矩陣：

FV＝[Egn₁,Egn₂]

上式中，V表示分離矩陣，包括黑色素分離分量V_m和血色素分離分量V_h；λ₁,λ₂分別為主成分分析法中最大的兩個特征值，Egn₁,Egn₂分別為λ₁,λ₂對應的特征向量；W為利用獨立成分分析法求出的分離矩陣；Λ為用來將V_m和V_h的模標準化為1的矩陣；上標T表示轉置；

然后通過下式計算色素分布：

[D_m,D_h,D_shadow]^T＝[V_m,V_h,1]^-1(C^log-e^log)

γ＝min{[V_m,V_h,1]^-1C^log}

上式中，D_m,D_h,D_shadow分別為黑色素分量，血色素分量和陰影分量；上標log表示log運算；min表示取最小元素值的運算；e為自然常數；C^log表示原始圖像；表示最終圖像；將黑色素分量D_m和血色素分量D_h分別設為0向量，分別得到最終只含有血色素和黑色素的分量圖；

在步驟(5)中，首先將分割出的黃褐斑區域圖像與正常的人臉皮膚區域圖像進行二值化處理，然后根據下式計算黃褐斑區域在整個面部的面積占比：

上式中，P表示面積占比，A表示黃褐斑區域像素點數目，S表示面部總像素點數目。