[發明專利]一種基于紋理生長的皮膚圖像紋理定量評估方法

有效

• 申請號: 202010474328.2
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111784636B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 劉迎;邱顯榮;張珣
• 申請（專利權）人: 北京工商大學;精誠工坊電子集成技術（北京）有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/41
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種基于紋理生長的皮膚圖像紋理定量評估方法，通過皮膚彩色圖像識別皮膚紋理特征并獲取皮膚紋理主干線，進行寬度擴充，再計算得到皮膚圖像的定量紋理屬性值；包括如下步驟：

A.對皮膚彩色圖像進行預處理；灰度化，獲取灰度圖像，具體操作如下：

A1.采用皮膚彩色圖像的綠色、藍色分量對皮膚圖像進行灰度化，得到灰度圖像img1，img1中像素的灰度值范圍為[0，255]；

A2.去除光照不均勻影響，得到剔除光照影響后的灰度圖像img2；

A3.設置毛發閾值，剔除灰度圖像img2中的毛發像素；

A4.進行圖像增強，將灰度圖像img2中灰度值高于毛發閾值且低于背景色值的灰度值范圍按比例拉伸為[0,255]，得到拉伸后的增強灰度圖像img3；

B.對灰度圖像img3，通過閾值方法得到二值化準紋理圖像img4；img4的背景為白色，像素點值為254；前景為黑色，像素點值為1，代表準紋理點s；

C.遍歷二值化圖像img4每一個準紋理點s，基于紋理生長特征找到紋理主干線，得到紋理主干線二值化圖像img5；img5中有兩個值：254值表示背景像素，0值為主干線像素，主干線是連續的；包括如下操作：

C1.尋找紋理生長點；包括：

C1.1遍歷二值化圖像img4中每一個值為1的像素點，得到準紋理點s；

C1.2確定點s的方形計算范圍A，如果A存在，則此s點為紋理生長點，否則繼續遍歷二值化圖像img4，直到找到紋理生長點s；

點s的方形計算范圍A的確定方法：以s點為正方形中心點，正方形邊長為59個像素，確定此方形區域為s點的方形計算范圍A；如果s點在圖像邊緣處，無法形成邊長為59個像素的正方形區域，則該s點沒有方形計算范圍A；

C1.3遍歷二值化圖像img4，如果找不到新的紋理生長點，即得到二值化結果圖像img5，其中，值254為背景像素，值0為紋理主干線像素；

C2.定義紋理生長點處的方向角度：

在二值化圖像img4中，以紋理生長點為原點定義角度：水平向右為正向0度，逆時針方向為角度正向，垂直向上為90度，垂直向下為270度，角度范圍為[0，360)，每隔固定角度間隔定義一個方向,得到M個方向；

C3.確定紋理生長點的小研究區域Rij及其中心點：

s點為原點，在s點的各個方向上各取N個點，分別作為小方形研究區域的中心點,可得到M*N個小方形研究區域Rij,其中，i代表方向；從0度方向開始逆時針遍歷各個方向；j值范圍為[0,N-1]，數值從小到大分別代表距離原點s的N個不同的距離；Rij為邊長為N×N的方形區域；

C4.計算小方形研究區域Rij內的準紋理像素數量Nij，Nij值的范圍為[0,N*N]；

C5.統計紋理生長點的紋理方向數量count；

設置閾值，統計大于所設置閾值的Nij的數量，記為Mi；Mi值的范圍為[0,N]；如果Mi≥N-1,count計數加1；

C6.確定紋理生長點的生長方向d1、d2及新的紋理生長點：

C6.1當count＝0，表示二值化圖像img4上的s點是偽紋理，將二值化圖像img4上s點灰度值由1值更改為254，即圖像背景值；

C6.2當count＝1，表示確定一個紋理生長方向，其方向值記為d1，即等于步驟C5記錄的count增加時的方向值i；

找到d1方向上與s點距離30個像素的點t，直線st即為一條紋理主干線；

將img5中的st直線段上所有點的像素灰度值賦為0值，圖像img4中st直線段上所有點及其方形鄰域像素中值為1的像素賦值為0；

然后，將t點作為新的紋理生長點，重復步驟C1至C6，同時記錄該段紋理主干線所屬的紋理主干線新增長度、深度和方向；紋理主干線新增長度為30像素長；深度為灰度圖像img3上該段主干線像素對應像素點的平均灰度值；和方向為d1；

C6.3當count＝2，表示紋理有2個生長方向d1、d2；d1d2；對每個方向分別執行步驟C6.2的操作；

C6.4當count＞2，識別s點為偽紋理，二值化圖像img4中s點的像素灰度值賦為254為圖像背景值；

D.對主干線上每個紋理點進行寬度擴充，獲取寬度屬性ss以及紋理間距屬性sd；具體實現步驟如下：

D1.采用圖像img4和img5；img4是剔除偽紋理的二值化紋理像素，0為準紋理像素，254為背景像素；img5是紋理主干線圖像，0值為主干線像素，254為背景像素；

D2.確定主干線紋理像素點p的寬度擴展方向；

遍歷二值化圖像img5上的所有主干線紋理像素點p，p像素點值的值為0；根據該條主干線的方向，確定垂直于主干線方向的一條直線u做p點處紋理寬度擴充；

D3.獲取紋理間距sd；

從直線u上p點開始沿2個方向分別遍歷每個像素q在圖像img4上的值v，直到v值為0或者q為圖像邊界；

計算直線pq間距離dis；2個擴展方向上可得到2個距離值；求其均值，作為紋理間距sd并保存；

D4.擴充獲取紋理寬度ss；包括：

D4.1從直線u上p點開始2個方向上分別遍歷每個像素q在圖像img4上的值w,根據w值分兩種情況處理，具體如下：

D4.1.1若w＝0，則表示q點為準紋理點；統計其周圍鄰域8個像素點在img4上的值為0的點的數量n；如果n大于設定閾值，則重復D4.1步驟，繼續在直線u該方向上擴充寬度，否則該方向擴充結束；

D4.1.2若w＝254，從直線u上p點開始該方向的擴充結束；

D4.2擴充結束時的點為q，計算直線pq間距離作為該方向擴充的寬度；

D4.3分別完成D4.1直線u上從p點開始2個方向的寬度擴充，得到2個寬度擴充值t1,t2，則點p處的紋理寬度ss＝t1+t2；

E.統計計算得到整個圖像紋理定量屬性；

通過上述步驟，實現基于紋理生長的皮膚圖像紋理定量評估。