CN110742707A - 用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法以及其电子系统 - Google Patents

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Abstract

一种用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法，包括：对一使用者的一口腔区域发出自然光；取得对应于口腔区域的一第一RGB影像；对口腔区域发出蓝光；取得对应于口腔区域的一第二RGB影像；分别将第一RGB影像以及第二RGB影像转换为一第一HSV影像以及一第二HSV影像；取得对应于第一HSV影像的一第一平均明度值以及对应于第二HSV影像的一第二平均明度值；根据第一平均明度值以及第二平均明度值中的一者对第一平均明度值以及第二平均明度值中的另一者作正规化以取得一经正规化的影像；将经正规化的影像转换为一第三RGB影像，并根据第三RGB影像以及第一RGB影像或者第二RGB影像取得多个对应于牙菌斑的像素点；以及将上述像素点标示于第三RGB影像中。

Description

用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法以及其电子 系统
技术领域
本发明有关于一种用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法以及其电子系统，特别有关于一种通过比较两种通过不同光源取得的口腔影像并调整其明度值以更准确地标示出具有牙菌斑的区域的影像处理方法以及其电子系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们越来越重视牙齿的健康问题。牙周病为常见的牙齿疾病，而引起牙周病的重要因素为牙结石以及牙菌斑。而为了达到预防牙周病的目的，于清洁牙齿时，若能在牙齿上标示出具有牙菌斑的位置，将可提高清洁牙齿的成效。因此，如何简单且准确地找出具有牙菌斑的区域为目前所需解决的问题。
发明内容
本发明一实施例提供一种用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法，包括：通过一第一光源发射器对一使用者的一口腔区域发出自然光；通过一影像撷取单元取得对应于口腔区域的一第一RGB影像；通过一第二光源发射器对口腔区域发出蓝光；通过影像撷取装置取得对应于口腔区域的一第二RGB影像；通过一处理单元分别将第一RGB影像以及第二RGB影像转换为一第一HSV影像以及一第二HSV影像；通过处理单元取得对应于第一HSV影像的一第一平均明度值以及对应于第二HSV影像的一第二平均明度值；通过处理单元根据第一平均明度值以及第二平均明度值中的一者对第一平均明度值以及第二平均明度值中的另一者作正规化以取得一经正规化的影像；通过处理单元将经正规化的影像转换为一第三RGB影像，并根据第三RGB影像以及第一RGB影像或者第二RGB影像取得多个对应于牙菌斑的像素点；以及通过一显示单元将上述像素点标示于第三RGB影像中。
本发明另一实施例还提供一种用于标示牙菌斑荧光反应区域的电子系统，包括一第一光源发射器、一第二光源发射器、一影像撷取装置、一处理单元以及一显示装置。第一光源发射器用以发出自然光。第二光源发射器用以发出蓝光。影像撷取装置用以取得对应于自然光的一第一RGB影像以及对应于蓝光的一第二RGB影像。处理单元分别将第一RGB影像以及第二RGB影像转换为一第一HSV影像以及一第二HSV影像，取得对应于第一HSV影像的一第一平均明度值以及对应于第二HSV影像的一第二平均明度值，根据第一平均明度值以及第二平均明度值中的一者对第一平均明度值以及第二平均明度值中的另一者作正规化以取得一经正规化的影像，将经正规化的影像转换为一第三RGB影像，以及根据第三RGB影像以及第一RGB影像或者第二RGB影像取得多个对应于牙菌斑的像素点。显示装置将上述像素点标示于第三RGB影像中。
附图说明
图1显示根据本发明一实施例所述的用以标示牙菌斑荧光反应区域的电子系统的系统架构图。
图2图显示根据本发明一实施例所述的用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法的流程图。
符号说明：
100～电子系统
110～第一光源发射器
120～第二光源发射器
130～影像撷取单元
140～处理单元
150～显示单元
S201～S210～步骤流程
具体实施方式
有关本发明的用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法以及其电子系统适用的其他范围将于接下来所提供的详述中清楚易见。必须了解的是下列的详述以及具体的实施例，当提出有关用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法以及其电子系统的示范实施例时，仅作为描述的目的以及并非用以限制本发明的范围。
图1显示根据本发明一实施例所述的用以标示牙菌斑荧光反应区域的电子系统的系统架构图。如图1所示，电子系统100至少包括一第一光源发射器110、一第二光源发射器120、一影像撷取装置130、一处理单元140以及一显示装置150。第一光源发射器110用以朝向一使用者的口腔区域发出自然光。第二光源发射器120用以朝向使用者的口腔区域发出蓝光。其中，于本发明的实施例中，蓝光的波长设定为小于480nm，但蓝光的波长可根据需求调整，使得对应于牙菌斑的荧光反应更加显著。或者，第二光源发射器120亦可选择发出其它可致使牙菌斑产生荧光反应的光源，而并非以本发明所述的蓝光为限。
影像撷取装置130可为一般用以撷取RGB影像的镜头，用以分别在第一光源发射器110以及第二光源发射器120向口腔区域发出自然光以及蓝光后，撷取对应于口腔区域的RGB影像。处理单元140用以将所取得的RGB影像转换为明度与彩度分离的HSV影像，并计算每张HSV影像的平均明度值，以及对具有较低明度值的HSV影像进行校正，以取得一经正规化的影像。接着，处理单元140更可比较对应于不同光源的RGB影像以及HSV影像，以取得对应于牙菌斑的像素点。其中，处理单元140可通过多种方式实施，例如以专用硬件电路或者通用硬件(例如，单一处理器、具并行处理能力的多处理器、图形处理器或者其它具有运算能力的处理器)，且于执行程序代码或者软件时，提供之后所描述的功能。显示装置150可为一显示面板(例如薄膜液晶显示面板、有机发光二极管面板或其他具显示能力的面板等)，用以显示具有牙菌斑荧光反应区域的口腔影像，以提供给使用者观看。此外，电子系统100还包括一储存单元(未显示)，储存单元可为硬盘、随身碟等非易失性储存装置，用以储存执行前述计算方法的相关指令以及所取得的RGB影像以及HSV影像等。
根据本发明一实施例，处理单元140于第一光源发射器110发出自然光后，致使影像撷取装置130取得对应于自然光的一第一RGB影像，以及于第二光源发射器120发出蓝光后，致使影像撷取装置130取得对应于蓝光的一第二RGB影像。于取得第一RGB影像以及第二RGB影像后，处理单元140分别将第一RGB影像以及第二RGB影像转换为具有明度信息的第一HSV影像以及第二HSV影像，并取得对应于第一HSV影像的一第一平均明度值以及对应于第二HSV影像的一第二平均明度值。其中，在此所述的平均明度值为每张HSV影像中每个像素的平均明度值，且值得注意的是，将RGB影像转换为HSV影像仅为本发明的一示例，于其它实施例中处理单元140亦可将RGB影像转换为LAB色彩空间或者HSL色彩空间等，本发明并不以此为限。接着，处理单元140更比较第一平均明度值以及第二平均明度值的大小，并以较大的一者作为基准对较小的一者的明度值作正规化，以取得一正规化后的影像。
举例来说，于本发明的一示例中，对应于自然光的第一HSV影像的第一平均明度值为0.41036，以及对应于蓝光的第二HSV影像的第二平均明度值为0.13569。由于对应于蓝光的第二平均明度值小于对应于自然光的第一平均明度值，故处理单元140对对应于蓝光的第二HSV影像中每个像素点进行正规化处理。以单一像素点为例，第二RGB影像中某个像素点的红色值、绿色值以及蓝色值分别为(46,18,41)，而经过处理单元140将其转换为HSV色彩空间后，其对应于色相(h)、饱和度(s)、明度(v)的值分别为(310.7143,0.60870,0.18039)。当处理单元140于进行影像正规化的处理时，是将明度值乘上第一平均明度值与第二平均明度值的比值，再乘上一参数既定值以取得经正规化的影像。其中，参数既定值主要用以最佳化经正规化的影像，使得牙菌斑的区域更加显著，使用者亦可根据需求舍去所述参数既定值。而以前述的像素点为例，本发明所预设的参数既定值为2/3，即经正规化的明度值为v’＝0.18039*(0.41036/0.13569)*(2/3)＝0.36370。换言之，于经正规化的处理后，前述的像素点对应于色相(h)、饱和度(s)、明度(v)的值可表示为(310.7143,0.60870,0.36370)。
接着，处理单元140重新将经正规化的影像转换回RGB影像，以取得一第三RGB影像。以前述的像素点为例，经正规化的影像经过转换后，所取得的红色值、绿色值以及蓝色值分别为(92,36,82)，即相较于原本的第二RGB影像，由于每个像素点所对应的明度值已被调高，因此其红色值、绿色值以及蓝色值亦随之变大。
于取得经正规化的影像以及第三RGB影像后，处理单元140即可根据红色值、绿色值、蓝色值以及明度值判断所述像素点是否为对应于牙菌斑的像素(即在蓝光下会呈现荧光反应)。其中，判断所述像素点是否为对应于牙菌斑的像素的条件包括判断红色值是否大于绿色值以及蓝色值、明度值是否大于较大的平均明度值与参数既定值的乘积、以及红色值大于具有较大的平均明度值的RGB影像的红色值。以前述的像素点为例，其红色值(92)皆大于绿色值(36)以及蓝色值(82)，其明度值(0.36370)大于第一平均明度值与参数既定值的乘积(0.41036*(2/3)＝0.27357)，且其红色值(92)大于第一RGB影像中所述像素点的红色值(90)。其中，由于蓝光仅会对牙菌斑产生荧光反应，因此通过判断经正规化的影像的红色值是否大于原先RGB影像的红色值的条件，将可自原先两张RGB影像中排除掉颜色为红色的牙肉、嘴唇等区域。接着，处理单元140将所述像素点标示为对应于牙菌斑的像素，并通过一特定颜色值将其表示于第三RGB影像中。最后，于处理单元140对第二HSV影像的每个像素点进行处理后，即可得到标示有对应于牙菌斑的多个像素点的第三RGB影像，并通过显示装置150显示第三RGB影像。
根据本发明另一实施例，由于第一RGB影像以及第二RGB影像是于不同的时间点取得，因此在处理单元140于对HSV影像进行正规化后，可通过Harris角检测算法、Detection/SIFT等对两张影像进行位置校正，以避免误差产生。
图2显示根据本发明一实施例所述的用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法的流程图。于步骤S201，致使第一光源发射器110向使用者的口腔区域发出自然光，并通过影像撷取单元130朝向口腔区域以撷取对应于自然光的第一RGB影像。于步骤S202，关闭第一光源发射器110，并致使第二光源发射器120向使用者的口腔区域发出蓝光，以及通过影像撷取单元130取得对应于蓝光的第二RGB影像。于步骤S203，处理单元140分别将第一RGB影像以及第二RGB影像转换为第一HSV影像以及第二HSV影像。于步骤S204，处理单元140分别取得对应于第一HSV影像的第一平均明度值以及对应于第二HSV影像的第二平均明度值。于步骤S205，处理单元140接着判断第一平均明度值以及第二平均明度值何者较大，并取较大的一者作为明度值调整的基准。其中，当对应于自然光的第一HSV影像的第一平均明度值大于对应于蓝光的第二HSV影像的第二平均明度值时，进入步骤S206，处理单元140即根据第一平均明度值与第二平均明度值的比值以及事先取得的参数既定值调整第二平均明度值，以使得第二HSV影像的明度值增加，并取得经正规化的影像。反之，当对应于蓝光的第二HSV影像的第二平均明度值大于对应于自然光的第一HSV影像的第一平均明度值时，进入步骤S207，处理单元140即根据第二平均明度值与第一平均明度值的比值以及事先取得的参数既定值调整第一平均明度值，以使得第一HSV影像的明度值增加，并取得经正规化的影像。
接着，于取得经正规化的影像后，进入步骤S208，处理单元140将经正规化的影像转换回具有红色值、绿色值以及蓝色值的第三RGB影像，以取得对应于牙菌斑的像素。于步骤S209，处理单元140从第三RBG影像的所有像素中选取出红色值大于绿色值以及蓝色值的像素、其明度值大于作为基准的第一明度值或者第二明度值与参数既定值的乘积的像素、以及红色值大于具有较大明度值的RGB影像的红色值的像素，并将其标示为对应于牙菌斑的像素。最后，于步骤S210，处理单元140将对应于牙菌斑的各个像素以特定的颜色标示，并将其显示于第三RGB影像中。
本发明的方法，或特定型态或其部份，可以以程序代码的型态存在。程序代码可以包含于实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如计算机可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式的计算机程序产品，其中，当程序代码被机器，如计算机载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序代码也可通过一些传送媒体，如电线或电缆线、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序代码被机器，如计算机接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序代码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
综上所述，根据本发明一些实施例所述的用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法以及其电子系统，通过比较两张对应于不同光源的影像的明度值、对具有较低明度值的影像进行调整、并比较经正规化的影像与原始的RGB影像，将可更显著地凸显影像中牙菌斑的特征，以更准确地将对应于牙菌斑的像素呈现于影像中。
以上叙述许多实施例的特征，使所属技术领域中具有通常知识者能够清楚理解本说明书的形态。所属技术领域中具有通常知识者能够理解其可利用本发明揭示内容为基础以设计或更动其他制程及结构而完成相同于上述实施例的目的和/或达到相同于上述实施例的优点。所属技术领域中具有通常知识者亦能够理解不脱离本发明的精神和范围的等效构造可在不脱离本发明的精神和范围内作任意的更动、替代与润饰。

Claims (10)

1.一种用以标示牙菌斑荧光反应区域的影像处理方法，包括：
通过一第一光源发射器对一使用者的一口腔区域发出自然光；
通过一影像撷取单元取得对应于上述口腔区域的一第一RGB影像；
通过一第二光源发射器对上述口腔区域发出蓝光；
通过上述影像撷取装置取得对应于上述口腔区域的一第二RGB影像；
通过一处理单元分别将上述第一RGB影像以及上述第二RGB影像转换为一第一HSV影像以及一第二HSV影像；
通过上述处理单元取得对应于上述第一HSV影像的一第一平均明度值以及对应于上述第二HSV影像的一第二平均明度值；
通过上述处理单元根据上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值中的一者对上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值中的另一者作正规化以取得一经正规化的影像；
通过上述处理单元将上述经正规化的影像转换为一第三RGB影像，并根据上述第三RGB影像以及上述第一RGB影像或者上述第二RGB影像取得多个对应于牙菌斑的像素点；以及
通过一显示单元将上述像素点标示于上述第三RGB影像中。
2.根据权利要求1所述的影像处理方法，其中取得上述经正规化的影像的步骤还包括：
通过上述处理单元将上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值的最小一者的一明度值调整为与上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值的最大一者的一明度值相等；以及
通过上述处理单元将调整过后的上述第一平均明度值或者上述第二平均明度值乘上一既定参数值以取得上述经正规化的影像。
3.根据权利要求2所述的影像处理方法，其中根据上述第三RGB影像以及上述第一RGB影像或者上述第二RGB影像取得上述反应区域的步骤还包括：
通过上述处理单元根据上述经正规化的影像的每个像素的一红色值以及一明度值决定对应于上述牙菌斑的上述像素点。
4.根据权利要求3所述的影像处理方法，其中对应于上述牙菌斑的上述像素点的每一者的红色值皆大于蓝色值以及绿色值。
5.根据权利要求3所述的影像处理方法，其中对应于上述牙菌斑的上述像素点的每一者所对应的上述明度值大于上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值的最大一者与上述既定参数值的一乘积。
6.根据权利要求3所述的影像处理方法，其中对应于上述牙菌斑的上述像素点的每一者的红色值大于上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值的最大一者所对应的红色值。
7.一种用以标示牙菌斑荧光反应区域的电子系统，包括：
一第一光源发射器，用以发出自然光：
一第二光源发射器，用以发出蓝光；
一影像撷取装置，用以取得对应于上述自然光的一第一RGB影像以及对应于上述蓝光的一第二RGB影像；
一处理单元，分别将上述第一RGB影像以及上述第二RGB影像转换为一第一HSV影像以及一第二HSV影像，取得对应于上述第一HSV影像的一第一平均明度值以及对应于上述第二HSV影像的一第二平均明度值，根据上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值中的一者对上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值中的另一者作正规化以取得一经正规化的影像，将上述经正规化的影像转换为一第三RGB影像，以及根据上述第三RGB影像以及上述第一RGB影像或者上述第二RGB影像取得多个对应于牙菌斑的像素点；以及
一显示装置，将上述像素点标示于上述第三RGB影像中。
8.根据权利要求7所述的电子系统，其中上述处理单元还将上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值的最小一者的一明度值调整为与上述第一平均明度值以及上述第二平均明度值的最大一者的一明度值相等，并将调整过后的上述第一平均明度值或者上述第二平均明度值乘上一既定参数值以取得上述经正规化的影像。
9.根据权利要求8所述的电子系统，其中上述处理单元还根据上述经正规化的影像的每个像素的一红色值以及一明度值决定对应于上述牙菌斑的上述像素点。
10.根据权利要求9所述的电子系统，其中对应于上述牙菌斑的上述像素点的每一者的红色值皆大于蓝色值以及绿色值。
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