一種對皮膚創面綜合檢測的方法

2023-06-28 18:34:51

專利名稱：一種對皮膚創面綜合檢測的方法
技術領域：
本發明涉及一種基於圖像處理的瘢痕鑑定檢測系統，特別涉及圖像顏色與大小提 取記錄以及資料庫建立與分析調用。
背景技術：
隨著人們生活水平提高，人們對生活質量要求也逐步上升，皮膚及創面修復的評 價愈加重要。如隨著美容業興起和人們對美白要求的日益提高，對於皮膚顏色等測量的需 求日益明顯。又如創面修復的評價中，瘢痕評估主要倚賴於顏色、硬度和形狀，而這三個指 標既往都是主觀指標，如瘢痕顏色，目前醫生僅採用「紫紅色」、「暗紅色」等詞語描述；又如 瘢痕形狀往往採用「蟹足狀」等主觀描述。在下次就診，尤其在不同醫生處就診時難以準確 回顧，給隨訪、監測創面帶來不便，目前尚無可系統應用於臨床進行皮膚創面綜合監測的系 統。

發明內容
本發明針對瘢痕檢測中的對瘢痕特徵模糊化的主觀評估造成的不便，提出圖像採 集以及處理技術，對瘢痕顏色和大小進行量化記錄，並在此基礎上建立患者歷史病理的數 據庫，實現科學檢測。為了實現上述目的，本發明揭示了一種對皮膚創面綜合檢測的方法，包括步驟 一，獲得一三維測量尺的標準值；步驟二，拍攝採集目標圖像信息，所述目標圖像包括皮膚 創面部分圖像和所述三維測量尺圖像；步驟三，獲得所述三維測量尺的標準值與所述目標 圖像中所述三維測量尺圖像的校準偏差，根據所述校準偏差對所述目標圖像中所述創面疤 痕部分圖像進行還原，獲得所述創面疤痕部分圖像的實際信息；步驟四，將所述創面部分圖 像的實際信息上傳到一資料庫中保存。比較好的是，所述三維測量尺的標準值包括標準色卡的標準RGB值，標準高度和 標準面積，所述目標圖像信息包括所述創面疤痕部分圖像和所述三維測量尺圖像的顏色、 高度和面積。比較好的是，所述步驟三進一步包括步驟三a，根據所述三維測量尺的標準色卡 的標準RGB值與所述目標圖像中的標準色卡的RGB值之差作為顏色校準偏差，所述目標圖 像中所述皮膚創面部分圖像的RGB值與顏色校準偏差通過差分算法獲得所述皮膚創面部 分圖像的實際顏色信息。比較好的是，所述步驟三進一步包括步驟三b，根據所述三維測量尺的標準高度與所述目標圖像中的高度之差作為高 度校準偏差，所述目標圖像中所述創面疤痕部分圖像的高度減去所述高度校準偏差，獲得 所述疤痕部分圖像的實際高度信息。比較好的是，所述步驟三進一步包括步驟三C，根據所述三維測量尺的標準面積與所述目標圖像中的面積作為大小校準偏差，所述目標圖像中所述創面疤痕部分圖像的面積減去所述大小校準偏差，獲得所述 創面疤痕部分圖像的實際大小信息。比較好的是，所述步驟二的拍攝像素200萬及以上，作業系統Windows Mobile5. 0 及以上，屏幕顯示6萬5千色及以上。本方法打破既往臨床醫學等領域單純主觀描述的格局，通過拍攝後真實顏色還原 及測量顯示相應顏色色號，實現量化，然後記錄，下次就診便於調閱。由於拍攝過程中存在 一定色差，拍攝過程中，在拍攝區域內放置一標準色參照物，拍攝照片後，由軟體測定標準 色參照物在照片中的顏色，計算顏色理論值與所測得值的差值，在光照均勻的情況下，以此 差值來推算整張照片其他區域的顏色差值，利用軟體祛除色差影響，使照片顏色儘可能還 原至真實顏色，然後再行取點測量。同時，採樣時應避免採取嚴重的反光點，方可測得較為 真實的顏色，為診療方案的確定提供可靠的信息。另外，本方法將創面的顏色、形狀及大小相結合，實現綜合檢測皮膚、創面。尤其對 創面癒合的監測，多角度的綜合評估更有利於臨床隨訪和分析，從而制定有效的診療方案。 實現創面的形態監測主要是通過照片記錄，直觀反映創面的大體形態，大小則結合三維測 量尺，如創面監測中的疤痕測量可從長寬高三維角度記錄大小，使其量化，更具復現性，方 便隨訪與對比。


下面，參照附圖，對於熟悉本技術領域的人員而言，從對本發明方法的詳細描述 中，本發明的上述和其他目的、特徵和優點將顯而易見。圖1為本發明的皮膚創面綜合檢測裝置的結構框圖；圖2是本發明的檢測方法流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明揭示的一種基於圖像處理的皮膚創面檢測裝置，包括由數字 圖像採集單元101、圖形處理單元102和具有上網功能的通信單元103組成的系統終端10， 數字圖像採集單元101可以是例如PDA等具有照相功能的可攜式電子產品(要求拍攝像素 200萬及以上，作業系統Windows Mobile5. 0及以上，屏幕顯示6萬5千色及以上)，帶有標 準色卡的三維測量尺20。結合附圖2，以下介紹本系統的工作流程步驟20，系統初始化，採集獲得三維測量尺標準值的信息，包括該尺的標準色卡， 長度和大小等信息；步驟21，在系統終端10中，輸入新病患基本信息，包括分別為患者姓名、性別、出 生日期、地址、電話、就診日期、致傷原因、受傷時間等，上傳資料庫創建病患病歷檔案；或者 調取資料庫中病患以往病歷信息；步驟22，通過系統終端10中數字圖像採集單元101的攝像頭對病患的皮膚創面進 行目標圖像採集，要將標準色卡20置於皮膚創面位置處，也同時作為目標圖像採集對象。在該圖像採集過程中，數字圖像採集單元101前端採用一塊電荷耦合器件 (Charge Coupled Device，簡稱(XD)作為接收圖像的傳感器。該傳感器的原理基本是利用
4矽感光二極體(photodiode)進行光與電的轉換。它與「太陽電能」電子計算機的「太陽能 電池」效應相近，光線越強、電力越強；反之，光線越弱、電力也越弱的道理，將光影像轉換為 電子數位訊號。在該傳感器的感光表面覆蓋顏色濾波陣列(簡稱CFA)。CFA上每個格點僅 允許通過一種顏色分量，這樣採集的圖像每個像素的位置上只有一種顏色分量可以獲得， 通過相關性差值算法，復原另外兩種缺少的顏色分量，即CFA插值。在CFA上每個格點僅允 許通過一種顏色分量——紅、綠、藍。這樣採集的圖像每個像素的位置上只有一種顏色分量可以獲得，通過相鄰像素的 估算算法，復原另外兩種缺少的顏色分量，即CFA插值，這裡選擇相關線性插值算法。下面 舉例說明，計算上圖中B33位置缺少的G33，和R33分量的公式，其中公式(1) (4)計算 833周圍的623、632、634、643處的區域因子1(823、1 32、1 34、1 43，然後再由公式(5)計 算出B33處的G33量的值。同理可計算分量因子KR22、KR42、KR24、KR44，最後依照公式(6) 算出R33。
之間的幹擾，努力使景物色彩準確顯示，最終重新組合出彩色的圖像。該實現過程具體是， 外部目標圖像通過光學鏡頭濾波單元1011進入數字圖像採集單元101，在色彩濾波陣列 CFA1012進行CFA插值處理，再由(XD1013接收圖像。步驟23，由圖形處理單元102對所接收的圖像進行處理。首先，選取合適的圖像 進行分析，主要獲取圖像中創面疤痕的顏色、大小、高度等參數。核心算法是對圖像中選定 帶有標準色的三維測量尺的標準色區域進行色差判斷，即判斷在當前光線環境下拍攝的瘢 痕顏色與標準色卡20的差值大小。標準色卡20的顏色包括R、G、B三張卡片，放置在拍攝 的指定區域內。三張卡片的RGB值已預先由圖形處理單元102獲得，將實際拍攝到圖形的 RGB值(通過公式(1) (6)計算得到)和標準值的差值作為校準偏差 上式中Ra，Ga，Ba表示拍攝標準色卡得到的標準RGB值。表示I^G。^輸入到處理 器中標準色卡的RGB值。Ak，Ag, Ab表示校準偏差。
讓每個感光像素只接收單一顏色的光線，其作用是儘量減少射入光線在相鄰像素
然後以此校準偏差作為標準，對整張圖片顏色處理，將圖片的RGB值減去相應的 校準偏差值Ak，Ag, Ab，祛除色差影響，最大程度還原真實顏色，還原整張照片真實顏色後進 行顏色測量。
=RP
<Gpica-^a=GPBpica~AB=BP(8)
上式中RPi。a' Gpica'Bpica皮膚創面各像素點的RGB值。Rp，Gp，Bp表示校準後的皮膚
創面RGB值。同理，對於大小、高度也是採用這種相對校準的方法得到。將圖像創面疤痕區域像 素的數量與色卡像素的數量進行對比，得到疤痕的大小；將疤痕側視圖的最大寬度與標準 色卡寬度進行對比，得到疤痕的高度。步驟24，在對前述的目標圖像分析完成後，各項數據如顏色、大小、高度等保存為 目標圖像文件，並通過通信單元103上傳到醫療信息資料庫的該病患者檔案中。步驟25，醫生根據圖像處理的皮膚創面數據，對比專家系統庫提供的參考醫療建 議，對病患做出基於實際情況的合理醫療方案。最後，醫師即可根據本次就診情況與既往資 料對比，評估目前狀況，確定下一步診療計劃。依照本發明的上述較佳實施例可以了解到，本發明具有如下優點1.通過標準色對比實現真實顏色還原後測量，使既往作為主觀指標的皮膚、創面 顏色成為用數值表示的客觀指標，具備復現性。2.通過結合測量尺測量，拍攝後存儲，需要時調用之前圖像，實現對皮膚創面形 態、大小的客觀反映，同樣具備復現性，便於臨床應用隨訪。3.通過綜合上述功能，實現皮膚創面的綜合監測，同時監測顏色、形態、大小，用於 臨床，可較客觀反映皮膚及創面的各項常用指標，方便隨訪和制定診療計劃。前面提供了對較佳實施例的描述，以使本領域內的任何技術人員可使用或利用本 發明。對這些實施例的各種修改對本領域內的技術人員是顯而易見的，可把這裡所述的總 的原理應用到其他實施例而不使用創造性。因而，本發明將不限於這裡所示的實施例，而應 依據符合這裡所揭示的原理和新特徵的最寬範圍。
權利要求
一種對皮膚創面綜合檢測的方法，包括步驟一，獲得一三維測量尺的標準值；步驟二，拍攝採集目標圖像信息，所述目標圖像包括皮膚創面部分圖像和所述三維測量尺圖像；步驟三，獲得所述三維測量尺的標準值與所述目標圖像中所述三維測量尺圖像的校準偏差，根據所述校準偏差對所述目標圖像中所述皮膚創面部分圖像進行還原，獲得所述皮膚創面部分圖像的實際信息；步驟四，將所述皮膚創面部分圖像的實際信息上傳到一資料庫中保存。
2.根據權利要求1所述的對皮膚創面綜合檢測的方法，其特徵在於，所述三維測量尺的標準值包括標準色卡的標準RGB值，標準高度和標準面積，所述目 標圖像信息包括所述創面疤痕部分圖像和所述三維測量尺圖像的顏色、高度和面積。
3.根據權利要求2所述的對皮膚創面綜合檢測的方法，其特徵在於，所述步驟三進一 步包括步驟三a，根據所述三維測量尺的標準色卡的標準RGB值與所述目標圖像中的標準色 卡的RGB值之差作為顏色校準偏差，所述目標圖像中所述皮膚創面部分圖像的RGB值與顏 色校準偏差通過差分算法獲得所述皮膚創面部分圖像的實際顏色信息。
4.根據權利要求2或3所述的對皮膚創面綜合檢測的方法，其特徵在於，所述步驟三進 一步包括步驟三b，根據所述三維測量尺的標準高度與所述目標圖像中的高度之差作為高度校 準偏差，所述目標圖像中所述創面疤痕部分圖像的高度減去所述高度校準偏差，獲得所述 疤痕部分圖像的實際高度信息。
5.根據權利要求4所述的對皮膚創面綜合檢測的方法，其特徵在於，所述步驟三進一 步包括步驟三c，根據所述三維測量尺的標準面積與所述目標圖像中的面積作為大小校準偏 差，所述目標圖像中所述創面疤痕部分圖像的面積減去所述大小校準偏差，獲得所述創面 疤痕部分圖像的實際大小信息。
6.根據權利要求1所述的對皮膚創面綜合檢測的方法，其特徵在於，所述步驟二的拍 攝像素200萬及以上，作業系統Windows Mobile5. 0及以上，屏幕顯示6萬5千色及以上。
全文摘要
本發明公開了一種對皮膚創面綜合檢測的方法，包括獲得一三維測量尺的標準值；拍攝採集目標圖像信息，所述目標圖像包括皮膚創面部分圖像和所述三維測量尺圖像；獲得所述三維測量尺的標準值與所述目標圖像中所述三維測量尺圖像的校準偏差，根據所述校準偏差對所述目標圖像中所述皮膚創面部分圖像進行還原，獲得所述皮膚創面部分圖像的實際信息；將所述皮膚創面部分圖像的實際信息上傳到一資料庫中保存。本方法能準確記錄皮膚創面數據特徵，方便醫生對患者皮膚創面進行隨訪和診療。
文檔編號G06F19/00GK101894212SQ20101021901
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月5日 優先權日2010年7月5日
發明者綦盛健, 陸樹良, 陳佳 申請人:上海交通大學醫學院