一种基于分离向量的皮肤色素分离方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分离向量的皮肤色素分离方法。将被检测图片输入到计算机，通过PCA‑ICA算法将皮肤中的红色素和黑色素进行分离，最后输出红色素和黑色素的图像，并显示出来。本发明专利技术具有成本低、速度快、效率高和分辨率高的优点。

A separation method for skin pigments based on separation vectors

The invention discloses a method for separating skin pigments based on separation vectors. The detected pictures are input into the computer, and the red pigment and melanin in the skin are separated by PCA_ICA algorithm. Finally, the images of red pigment and melanin are output and displayed. The invention has the advantages of low cost, fast speed, high efficiency and high resolution.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分离向量的皮肤色素分离方法
本专利技术涉及皮肤的色素分布的分离，主要是人脸部分的皮肤色素，但不仅包括脸部皮肤，也能用于其他部位的皮肤。
技术介绍
在对皮肤的各类研究中，由于无需身体接触且能进行量化分析的优势，基于皮肤图像的研究工作越来越多。红色素和黑色素是皮肤中最主要的两种色素。其中黑色素决定了皮肤的主要色调，红色素能反应皮肤毛细血管的分布状况，从而能帮助应用于医疗诊断，健康疾病等。因此，有必要设计将皮肤图像中把这两种色素的分布提取出来，对于皮肤学、化妆品功效检验、医疗诊断、健康状况诊断等都具有重要的意义。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术公开了一种基于分离向量的皮肤色素分离方法。将被检测图片输入到计算机，通过PCA-ICA算法将皮肤中的红色素和黑色素进行分离，最后输出红色素和黑色素的图像，并显示出来。本专利技术具有成本低、速度快、效率高和分辨率高的优点。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于分离向量的皮肤色素分离方法，其特征在于：包括以下步骤：R1、利用成像光路和彩色CMOS相机获得一幅光强图片，该皮肤图像(RGB彩色)数据作为未被处理的原始图像输入计算机；R2、通过主成分分析（PCA）方法对该图像进行分析和计算，得到特征值及特征向量等信息；R3、通过独立成分分析（ICA）方法对PCA的特征值及特征向量进行修正，从而获取到图像数据的分离向量；R4，通过ICA得到的分离向量，对原始图像进行分析计算，得到皮肤的红色素含量图像数据；R5、通过ICA得到的分离向量，对原始图像进行分析计算，得到皮肤的黑色素含量图像数据；R6、利用步骤4所得红色素含量图像数据，进行伪彩色数据映射，从而形成彩色图像并输出；R7、利用步骤5所得黑色素含量图像数据，进行伪彩色数据映射，从而形成彩色图像并输出；一种基于分离向量的皮肤色素分离方法，其特征在于：所使用的光强图片一般为偏振图片。一种基于分离向量的皮肤色素分离方法，其特征在于：所述参数值为包含原始光强。一种基于分离向量的皮肤色素分离方法，其特征在于：所述步骤R2中的PCA，为主成分分析标准过程，用于分离皮肤颜色中的红色素与黑色素成分，并应用于独立成分分析的计算。一种基于分离向量的皮肤色素分离方法，所述步骤R3中的ICA：所采用的公式为：其中,公式中Clog是原始图像像素点的光密度,Vm,Vh是ICA得到的分离向量，E为ICA计算过程中的参数。将被检测图片输入到计算机，通过PCA-ICA算法将皮肤中的红色素和黑色素进行分离，最后输出红色素和黑色素的图像，并显示出来。本专利技术具有成本低、速度快、效率高和分辨率高的优点。附图说明图1为本专利技术一种基于分离向量的皮肤色素分离方法流程示意图；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。步骤1,是获取数据图像，通常来源于特殊的相机或者照相装置。本专利技术中使用的为偏振光源，这样更好的去除了皮肤表面的漫反射。为了下面的描述方便，这里把图像数据描述为X，通常情况下X为RGB真彩色图像，图像尺寸为m*n。步骤2,是对步骤1中的数据源进行主成分分析，提取图像的特征值与特征向量。具体过程如下。记a)零均值：对于每一位变量数据，分别减去该维变量的均值，使得式子中的数据数据均值为0.b)计算协方差矩阵：经过零均值处理后，任意两向量之间的协方差可以表示为cov(Xi,Xj)，因此得到图像数据的协方差矩阵为：a)计算b)中的矩阵的特征值与特征向量，由于COV是一个方阵，我们可以计算它的特征值与特征向量，分别记为和,并对特征值进行排序。b)选取分量，形成减维后的新分量。在PCA的分析中，我们可以将3维压缩到2维，得到了新的特征数据为：FV=[Eg1,Eg2];NX=FVt×X.步骤3,是根据独立成分分析方法，对皮肤数据进行分离，这个分离用到了步骤2中的特征值与特征方法。具体过程是：I)根据计算，分离矩阵与PCA的计算结果关系是：其中为对角矩阵II)计算局部极小值，其中Clog=log(X)表示光密度。III)计算红色素分量和黑色素分量其中Dm为红色素分量，Dh为黑色素分量。步骤4,根据步骤3中的方法计算得到的Dm分离，用于皮肤红色素数据刻度,此步骤中将Dm重新变成图像数据。步骤5,根据步骤3中的方法计算得到的Dh分离，用于皮肤黑色素数据刻度，此步骤中将Dh重新变成图像数据。步骤6,是使用伪彩刻度，通常为红色标记，将图像数据Dm刻度出来并输出。步骤7,是使用伪彩刻度，通常为红色标记，将图像数据Dh刻度出来并输出。至此，我们获得了皮肤图像的红色素与黑色素的分离。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分离向量的皮肤色素分离方法，其特征在于：包括以下步骤:R1、利用成像光路和彩色CMOS相机获得一幅光强图片，该皮肤图像(RGB彩色)数据作为未被处理的原始图像输入计算机；R2、通过主成分分析(PCA)方法对该图像进行分析和计算，得到特征值及特征向量等信息；R3、通过独立成分分析(ICA)方法对PCA的特征值及特征向量进行修正，从而获取到图像数据的分离向量；R4、通过ICA得到的分离向量，对原始图像进行分析计算，得到皮肤的红色素含量图像数据；R5、通过ICA得到的分离向量，对原始图像进行分析计算，得到皮肤的黑色素含量图像数据；R6、利用步骤4所得红色素含量图像数据，进行伪彩色数据映射，从而形成彩色图像并输出；R7、利用步骤5所得黑色素含量图像数据，进行伪彩色数据映射，从而形成彩色图像并输出；

【技术特征摘要】
1.一种基于分离向量的皮肤色素分离方法，其特征在于：包括以下步骤:R1、利用成像光路和彩色CMOS相机获得一幅光强图片，该皮肤图像(RGB彩色)数据作为未被处理的原始图像输入计算机；R2、通过主成分分析(PCA)方法对该图像进行分析和计算，得到特征值及特征向量等信息；R3、通过独立成分分析(ICA)方法对PCA的特征值及特征向量进行修正，从而获取到图像数据的分离向量；R4、通过ICA得到的分离向量，对原始图像进行分析计算，得到皮肤的红色素含量图像数据；R5、通过ICA得到的分离向量，对原始图像进行分析计算，得到皮肤的黑色素含量图像数据；R6、利用步骤4所得红色素含量图像数据，进行伪彩色数据映射，从而形成彩...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学峰，郑星，
申请(专利权)人：湖北器长光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42