CN101894212A

CN101894212A - 一种对皮肤创面综合检测的方法

Info

Publication number: CN101894212A
Application number: CN 201010219014
Authority: CN
Inventors: 綦盛健; 陈佳; 陆树良
Original assignee: Shanghai Jiaotong University School of Medicine
Current assignee: Shanghai Jiaotong University School of Medicine
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2030-07-05
Also published as: CN101894212B

Abstract

本发明公开了一种对皮肤创面综合检测的方法，包括：获得一三维测量尺的标准值；拍摄采集目标图像信息，所述目标图像包括皮肤创面部分图像和所述三维测量尺图像；获得所述三维测量尺的标准值与所述目标图像中所述三维测量尺图像的校准偏差，根据所述校准偏差对所述目标图像中所述皮肤创面部分图像进行还原，获得所述皮肤创面部分图像的实际信息；将所述皮肤创面部分图像的实际信息上传到一数据库中保存。本方法能准确记录皮肤创面数据特征，方便医生对患者皮肤创面进行随访和诊疗。

Description

一种对皮肤创面综合检测的方法

技术领域

本发明涉及一种基于图像处理的瘢痕鉴定检测系统，特别涉及图像颜色与大小提取记录以及数据库建立与分析调用。

背景技术

随着人们生活水平提高，人们对生活质量要求也逐步上升，皮肤及创面修复的评价愈加重要。如随着美容业兴起和人们对美白要求的日益提高，对于皮肤颜色等测量的需求日益明显。又如创面修复的评价中，瘢痕评估主要倚赖于颜色、硬度和形状，而这三个指标既往都是主观指标，如瘢痕颜色，目前医生仅采用“紫红色”、“暗红色”等词语描述；又如瘢痕形状往往采用“蟹足状”等主观描述。在下次就诊，尤其在不同医生处就诊时难以准确回顾，给随访、监测创面带来不便，目前尚无可系统应用于临床进行皮肤创面综合监测的系统。

发明内容

本发明针对瘢痕检测中的对瘢痕特征模糊化的主观评估造成的不便，提出图像采集以及处理技术，对瘢痕颜色和大小进行量化记录，并在此基础上建立患者历史病理的数据库，实现科学检测。

为了实现上述目的，本发明揭示了一种对皮肤创面综合检测的方法，包括：步骤一，获得一三维测量尺的标准值；步骤二，拍摄采集目标图像信息，所述目标图像包括皮肤创面部分图像和所述三维测量尺图像；步骤三，获得所述三维测量尺的标准值与所述目标图像中所述三维测量尺图像的校准偏差，根据所述校准偏差对所述目标图像中所述创面疤痕部分图像进行还原，获得所述创面疤痕部分图像的实际信息；步骤四，将所述创面部分图像的实际信息上传到一数据库中保存。

比较好的是，所述三维测量尺的标准值包括标准色卡的标准RGB值，标准高度和标准面积，所述目标图像信息包括所述创面疤痕部分图像和所述三维测量尺图像的颜色、高度和面积。

比较好的是，所述步骤三进一步包括：步骤三a，根据所述三维测量尺的标准色卡的标准RGB值与所述目标图像中的标准色卡的RGB值之差作为颜色校准偏差，所述目标图像中所述皮肤创面部分图像的RGB值与颜色校准偏差通过差分算法获得所述皮肤创面部分图像的实际颜色信息。

比较好的是，所述步骤三进一步包括：

步骤三b，根据所述三维测量尺的标准高度与所述目标图像中的高度之差作为高度校准偏差，所述目标图像中所述创面疤痕部分图像的高度减去所述高度校准偏差，获得所述疤痕部分图像的实际高度信息。

比较好的是，所述步骤三进一步包括：

步骤三c，根据所述三维测量尺的标准面积与所述目标图像中的面积作为大小校准偏差，所述目标图像中所述创面疤痕部分图像的面积减去所述大小校准偏差，获得所述创面疤痕部分图像的实际大小信息。

比较好的是，所述步骤二的拍摄像素200万及以上，操作系统Windows Mobile5.0及以上，屏幕显示6万5千色及以上。

本方法打破既往临床医学等领域单纯主观描述的格局，通过拍摄后真实颜色还原及测量显示相应颜色色号，实现量化，然后记录，下次就诊便于调阅。由于拍摄过程中存在一定色差，拍摄过程中，在拍摄区域内放置一标准色参照物，拍摄照片后，由软件测定标准色参照物在照片中的颜色，计算颜色理论值与所测得值的差值，在光照均匀的情况下，以此差值来推算整张照片其他区域的颜色差值，利用软件祛除色差影响，使照片颜色尽可能还原至真实颜色，然后再行取点测量。同时，采样时应避免采取严重的反光点，方可测得较为真实的颜色，为诊疗方案的确定提供可靠的信息。

另外，本方法将创面的颜色、形状及大小相结合，实现综合检测皮肤、创面。尤其对创面愈合的监测，多角度的综合评估更有利于临床随访和分析，从而制定有效的诊疗方案。实现创面的形态监测主要是通过照片记录，直观反映创面的大体形态，大小则结合三维测量尺，如创面监测中的疤痕测量可从长宽高三维角度记录大小，使其量化，更具复现性，方便随访与对比。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1为本发明的皮肤创面综合检测装置的结构框图；

图2是本发明的检测方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明揭示的一种基于图像处理的皮肤创面检测装置，包括：由数字图像采集单元101、图形处理单元102和具有上网功能的通信单元103组成的系统终端10，数字图像采集单元101可以是例如PDA等具有照相功能的便携式电子产品(要求拍摄像素200万及以上，操作系统Windows Mobile5.0及以上，屏幕显示6万5千色及以上)，带有标准色卡的三维测量尺20。

结合附图2，以下介绍本系统的工作流程：

步骤20，系统初始化，采集获得三维测量尺标准值的信息，包括该尺的标准色卡，长度和大小等信息；

步骤21，在系统终端10中，输入新病患基本信息，包括分别为患者姓名、性别、出生日期、地址、电话、就诊日期、致伤原因、受伤时间等，上传数据库创建病患病历档案；或者调取数据库中病患以往病历信息；

步骤22，通过系统终端10中数字图像采集单元101的摄像头对病患的皮肤创面进行目标图像采集，要将标准色卡20置于皮肤创面位置处，也同时作为目标图像采集对象。

在该图像采集过程中，数字图像采集单元101前端采用一块电荷耦合器件(Charge Coupled Device，简称CCD)作为接收图像的传感器。该传感器的原理基本是利用矽感光二极管(photodiode)进行光与电的转换。它与“太阳电能”电子计算机的“太阳能电池”效应相近，光线越强、电力越强；反之，光线越弱、电力也越弱的道理，将光影像转换为电子数字信号。在该传感器的感光表面覆盖颜色滤波阵列(简称CFA)。CFA上每个格点仅允许通过一种颜色分量，这样采集的图像每个像素的位置上只有一种颜色分量可以获得，通过相关性差值算法，复原另外两种缺少的颜色分量，即CFA插值。在CFA上每个格点仅允许通过一种颜色分量——红、绿、蓝。

这样采集的图像每个像素的位置上只有一种颜色分量可以获得，通过相邻像素的估算算法，复原另外两种缺少的颜色分量，即CFA插值，这里选择相关线性插值算法。下面举例说明，计算上图中B33位置缺少的G33，和R33分量的公式，其中公式(1)～(4)计算B33周围的G23、G32、G34、G43处的区域因子KB23、KB32、KB34、KB43，然后再由公式(5)计算出B33处的G33量的值。同理可计算分量因子KR22、KR42、KR24、KR44，最后依照公式(6)算出R33。

K_{B 23} = G_{23} - B_{23} = G_{23} - \frac{B_{13} + B_{33}}{2} - - - (1)

K_{B 32} = G_{32} - \frac{B_{31} + B_{33}}{2} - - - (2)

K_{B 34} = G_{34} - \frac{B_{35} + B_{33}}{2} - - - (3)

K_{B 43} = G_{43} - \frac{B_{53} + B_{33}}{2} - - - (4)

G_{33} = B_{33} + \frac{K_{B 23} + K_{B 32} + K_{B 34} + K_{B 43}}{4} - - - (5)

G_{33} = B_{33} + \frac{K_{B 23} + K_{B 32} + K_{B 34} + K_{B 43}}{4} - - - (6)

让每个感光像素只接收单一颜色的光线，其作用是尽量减少射入光线在相邻像素之间的干扰，努力使景物色彩准确显示，最终重新组合出彩色的图像。该实现过程具体是，外部目标图像通过光学镜头滤波单元1011进入数字图像采集单元101，在色彩滤波阵列CFA1012进行CFA插值处理，再由CCD1013接收图像。

步骤23，由图形处理单元102对所接收的图像进行处理。首先，选取合适的图像进行分析，主要获取图像中创面疤痕的颜色、大小、高度等参数。核心算法是对图像中选定带有标准色的三维测量尺的标准色区域进行色差判断，即判断在当前光线环境下拍摄的瘢痕颜色与标准色卡20的差值大小。标准色卡20的颜色包括R、G、B三张卡片，放置在拍摄的指定区域内。三张卡片的RGB值已预先由图形处理单元102获得，将实际拍摄到图形的RGB值(通过公式(1)～(6)计算得到)和标准值的差值作为校准偏差：

\{\begin{matrix} R_{a} - R_{0} = A_{R} \\ G_{a} - G_{0} = A_{G} \\ B_{a} - B_{0} = A_{B} \end{matrix} - - - (7)

上式中R_a，G_a，B_a表示拍摄标准色卡得到的标准RGB值。表示R₀，G₀，B₀输入到处理器中标准色卡的RGB值。A_R，A_G，A_B表示校准偏差。

然后以此校准偏差作为标准，对整张图片颜色处理，将图片的RGB值减去相应的校准偏差值A_R，A_G，A_B，祛除色差影响，最大程度还原真实颜色，还原整张照片真实颜色后进行颜色测量。

\{\begin{matrix} R_{pica} - A_{R} = R_{p} \\ G_{pica} - A_{G} = G_{p} \\ B_{pica} - A_{B} = B_{p} \end{matrix} - - - (8)

上式中R_pica，G_pica，B_pica皮肤创面各像素点的RGB值。R_p，G_p，B_p表示校准后的皮肤创面RGB值。

同理，对于大小、高度也是采用这种相对校准的方法得到。将图像创面疤痕区域像素的数量与色卡像素的数量进行对比，得到疤痕的大小；将疤痕侧视图的最大宽度与标准色卡宽度进行对比，得到疤痕的高度。

步骤24，在对前述的目标图像分析完成后，各项数据如颜色、大小、高度等保存为目标图像文件，并通过通信单元103上传到医疗信息数据库的该病患者档案中。

步骤25，医生根据图像处理的皮肤创面数据，对比专家系统库提供的参考医疗建议，对病患做出基于实际情况的合理医疗方案。最后，医师即可根据本次就诊情况与既往资料对比，评估目前状况，确定下一步诊疗计划。

依照本发明的上述较佳实施例可以了解到，本发明具有如下优点：

1.通过标准色对比实现真实颜色还原后测量，使既往作为主观指标的皮肤、创面颜色成为用数值表示的客观指标，具备复现性。

2.通过结合测量尺测量，拍摄后存储，需要时调用之前图像，实现对皮肤创面形态、大小的客观反映，同样具备复现性，便于临床应用随访。

3.通过综合上述功能，实现皮肤创面的综合监测，同时监测颜色、形态、大小，用于临床，可较客观反映皮肤及创面的各项常用指标，方便随访和制定诊疗计划。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims

1.一种对皮肤创面综合检测的方法，包括：

步骤一，获得一三维测量尺的标准值；

步骤二，拍摄采集目标图像信息，所述目标图像包括皮肤创面部分图像和所述三维测量尺图像；

步骤三，获得所述三维测量尺的标准值与所述目标图像中所述三维测量尺图像的校准偏差，根据所述校准偏差对所述目标图像中所述皮肤创面部分图像进行还原，获得所述皮肤创面部分图像的实际信息；

步骤四，将所述皮肤创面部分图像的实际信息上传到一数据库中保存。

2.根据权利要求1所述的对皮肤创面综合检测的方法，其特征在于，

所述三维测量尺的标准值包括标准色卡的标准RGB值，标准高度和标准面积，所述目标图像信息包括所述创面疤痕部分图像和所述三维测量尺图像的颜色、高度和面积。

3.根据权利要求2所述的对皮肤创面综合检测的方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括：

步骤三a，根据所述三维测量尺的标准色卡的标准RGB值与所述目标图像中的标准色卡的RGB值之差作为颜色校准偏差，所述目标图像中所述皮肤创面部分图像的RGB值与颜色校准偏差通过差分算法获得所述皮肤创面部分图像的实际颜色信息。

4.根据权利要求2或3所述的对皮肤创面综合检测的方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括：

5.根据权利要求4所述的对皮肤创面综合检测的方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括：

6.根据权利要求1所述的对皮肤创面综合检测的方法，其特征在于，所述步骤二的拍摄像素200万及以上，操作系统Windows Mobile5.0及以上，屏幕显示6万5千色及以上。