中医面诊的嘴唇图像分割装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种中医面诊的嘴唇图像分割装置及方法，该方法包括步骤：输入不同的人脸样本图像构建正负样本集；基于正负样本集提取LBP特征向量；采用Adaboost分类器训练LBP特征向量得到一个检测包含鼻尖嘴唇区域的分类器；输入待检测的人脸图像，利用训练好的分类器检测出鼻尖嘴唇区域；对检测到的鼻尖嘴唇区域进行红色色域增强预处理，得到包含鼻尖和嘴唇的灰度图；对灰度图做二值化处理得到二值图，求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线；基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框；将定位嘴唇区域的矩形框作为GrabCut标注的矩形框，利用GrabCut标注的矩形框从鼻尖嘴唇区域分割出嘴唇图像。本发明专利技术能够有效提高嘴唇分割结果的鲁棒性和准确度。

The device and method of lip image segmentation in face diagnosis of traditional Chinese Medicine

【技术实现步骤摘要】
中医面诊的嘴唇图像分割装置及方法
本专利技术涉及中医舌面图像处理的
，尤其涉及一种应用于中医面诊中的嘴唇图像分割装置及方法。
技术介绍
中医认为脾开窍在口，其华在唇。嘴唇的色泽变化与五脏气血盛衰有关,可诊察脏腑病变。因此，对于唇色的判断是中医诊断面诊过程中的一大重要组成部分。为了扩大中医面诊客观化研究的范围、丰富中医诊断信息提取方法实现中医面诊的现代化、客观化，为医生诊断给出意见指导，如何通过计算机图像处理、模式识别等方法手段判断嘴唇颜色的分类就有着重要的科研研究价值，而首先实现嘴唇的分割是实现嘴唇颜色数字分类的必要步骤，因此如何从拍摄的人脸图像中准确分割出嘴唇区域成为研究重点。对于运用计算机图像处理与模式识别技术进行中医面诊方面，目前主要从肤色、面部光泽方面进行分类诊断分析，对于中医望诊面诊中唇色的分析目前提出的算法尚少，针对中医面诊中的重要组成部分唇色判断过程中的嘴唇分割部分，本专利有必要提出一种新的嘴唇分割方法准确地从拍摄的人脸图像中分割嘴唇区域。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种中医面诊的嘴唇图像分割装置及方法，旨在解决如何从拍摄的人脸图像中准确地分割出嘴唇区域的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种中医面诊的嘴唇图像分割装置，包括适于实现各种计算机程序指令的处理器以及适于存储多条计算机程序指令的存储器，所述计算机程序指令由处理器加载并执行如下步骤：通过输入单元输入不同的人脸样本图像构建正负样本集；基于正负样本集提取正负样本集的LBP特征向量；采用Adaboost分类器训练正负样本集的LBP特征向量得到一个用于检测包含鼻尖嘴唇区域的分类器；通过输入单元输入待检测的人脸图像，并利用训练好的分类器检测出鼻尖嘴唇区域；利用红色色域增强算法对检测到的鼻尖嘴唇区域进行红色色域增强预处理，得到包含鼻尖和嘴唇的灰度图；对灰度图做二值化处理得到二值图，求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线；基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框；将定位嘴唇区域的矩形框作为GrabCut标注的矩形框，利用GrabCut标注的矩形框从鼻尖嘴唇区域分割出嘴唇图像。优选的，所述基于正负样本集提取正负样本集的LBP特征向量的步骤包括：将正负样本集中的每一个正负样本分别划分为16*16的小区域；对于每个小区域内具有8个相邻像素点的任一像素点，将8个相邻像素点的灰度值与该像素点的灰度值进行比较，若某一个相邻像素点的灰度值大于该像素点的灰度值，则将该相邻像素点的值标记为1，否则将该相邻像素点的值标记为0，将8个相邻像素点的标记值组成一个8位二进制数，得到该像素点的二进制数LBP值；将每个小区域内每一个像素点的二进制数LBP值转化为十进制数LBP值，统计每个小区域内所有像素点的十进制数LBP值中任一数值出现的次数，得到每个小区域的LBP直方图的数值；将所有小区域的LBP直方图数值构成一个特征向量，得到正负样本的LBP纹理特征向量。优选的，所述红色色域增强算法的实现公式如下：其中，R、G、B分别为RGB颜色空间中的R、G、B通道的值，I为经过红色色域增强后的灰度值。优选的，所述求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线的步骤包括：将二值图所有像素点表示为M*N的二值图矩阵，i、j为二值图矩阵的行和列，其中，行i表示二值图的竖直方向，列j表示二值图的水平方向；将二值图矩阵的每一行i的行号分别作为投影曲线上各个点的横坐标，将二值图矩阵的每一行i中黑色像素点的个数之和作为投影曲线上各个点的纵坐标。优选的，所述基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框的步骤包括：从投影曲线的横坐标三分之一处开始遍历投影曲线上每个点的纵坐标值，遍历找到投影曲线上纵坐标值最大值作为波峰位置；从波峰位置的横坐标开始分别向左和向右搜索找到投影曲线上的所有波谷位置；将波谷位置的纵坐标值低于预定义的经验阈值作为嘴唇的上下边界位置，从而得到定位嘴唇区域的矩形框。另一方面，本专利技术还提供一种中医面诊的嘴唇图像分割方法，该方法包括如下步骤：通过输入单元输入不同的人脸样本图像构建正负样本集；基于正负样本集提取正负样本集的LBP特征向量；采用Adaboost分类器训练正负样本集的LBP特征向量得到一个用于检测包含鼻尖嘴唇区域的分类器；通过输入单元输入待检测的人脸图像，并利用训练好的分类器检测出鼻尖嘴唇区域；利用红色色域增强算法对检测到的鼻尖嘴唇区域进行红色色域增强预处理，得到包含鼻尖和嘴唇的灰度图；对灰度图做二值化处理得到二值图，求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线；基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框；将定位嘴唇区域的矩形框作为GrabCut标注的矩形框，利用GrabCut标注的矩形框从鼻尖嘴唇区域分割出嘴唇图像。优选的，所述基于正负样本集提取正负样本集的LBP特征向量的步骤包括：将正负样本集中的每一个正负样本分别划分为16*16的小区域；对于每个小区域内具有8个相邻像素点的任一像素点，将8个相邻像素点的灰度值与该像素点的灰度值进行比较，若某一个相邻像素点的灰度值大于该像素点的灰度值，则将该相邻像素点的值标记为1，否则将该相邻像素点的值标记为0，将8个相邻像素点的标记值组成一个8位二进制数，得到该像素点的二进制数LBP值；将每个小区域内每一个像素点的二进制数LBP值转化为十进制数LBP值，统计每个小区域内所有像素点的十进制数LBP值中任一数值出现的次数，得到每个小区域的LBP直方图的数值；将所有小区域的LBP直方图数值构成一个特征向量，得到正负样本的LBP纹理特征向量。优选的，所述红色色域增强算法的实现公式如下：其中，R、G、B分别为RGB颜色空间中的R、G、B通道的值，I为经过红色色域增强后的灰度值。优选的，所述求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线的步骤包括：将二值图所有像素点表示为M*N的二值图矩阵，i、j为二值图矩阵的行和列，其中，行i表示二值图的竖直方向，列j表示二值图的水平方向；将二值图矩阵的每一行i的行号分别作为投影曲线上各个点的横坐标，将二值图矩阵的每一行i中黑色像素点的个数之和作为投影曲线上各个点的纵坐标。优选的，所述基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框的步骤包括：从投影曲线的横坐标三分之一处开始遍历投影曲线上每个点的纵坐标值，遍历找到投影曲线上纵坐标值最大值作为波峰位置；从波峰位置的横坐标开始分别向左和向右搜索找到投影曲线上的所有波谷位置；将波谷位置的纵坐标值低于预定义的经验阈值作为嘴唇的上下边界位置，从而得到定位嘴唇区域的矩形框。相较于现有技术的基于图像的嘴唇分割算法，本专利技术所述中医面诊的嘴唇图像分割装置及方法，首先基于LBP特征的Adaboost分类器训练对嘴唇区域进行快速的粗略定位，再基于最大流技术的一种交互式图像分割算法Grabcut分割算法对嘴唇区域进行精确定位，从而有效提高嘴唇分割结果的鲁棒性和准确度。附图说明图1是本专利技术中医面诊的嘴唇图像分割装置的优选实施例的功能模块示意图；图2是本专利技术中医面诊的嘴唇图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中医面诊的嘴唇图像分割装置，包括适于实现各种计算机程序指令的处理器以及适于存储多条计算机程序指令的存储器，其特征在于，所述计算机程序指令由处理器加载并执行如下步骤：/n通过输入单元输入不同的人脸样本图像构建正负样本集；/n基于正负样本集提取正负样本集的LBP特征向量；/n采用Adaboost分类器训练正负样本集的LBP特征向量得到一个用于检测包含鼻尖嘴唇区域的分类器；/n通过输入单元输入待检测的人脸图像，并利用训练好的分类器检测出鼻尖嘴唇区域；/n利用红色色域增强算法对检测到的鼻尖嘴唇区域进行红色色域增强预处理，得到包含鼻尖和嘴唇的灰度图；/n对灰度图做二值化处理得到二值图，求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线；/n基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框；/n将定位嘴唇区域的矩形框作为GrabCut标注的矩形框，利用GrabCut标注的矩形框从鼻尖嘴唇区域分割出嘴唇图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种中医面诊的嘴唇图像分割装置，包括适于实现各种计算机程序指令的处理器以及适于存储多条计算机程序指令的存储器，其特征在于，所述计算机程序指令由处理器加载并执行如下步骤：
通过输入单元输入不同的人脸样本图像构建正负样本集；
基于正负样本集提取正负样本集的LBP特征向量；
采用Adaboost分类器训练正负样本集的LBP特征向量得到一个用于检测包含鼻尖嘴唇区域的分类器；
通过输入单元输入待检测的人脸图像，并利用训练好的分类器检测出鼻尖嘴唇区域；
利用红色色域增强算法对检测到的鼻尖嘴唇区域进行红色色域增强预处理，得到包含鼻尖和嘴唇的灰度图；
对灰度图做二值化处理得到二值图，求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线；
基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框；
将定位嘴唇区域的矩形框作为GrabCut标注的矩形框，利用GrabCut标注的矩形框从鼻尖嘴唇区域分割出嘴唇图像。


2.如权利要求1所述的中医面诊的嘴唇图像分割装置，其特征在于，所述基于正负样本集提取正负样本集的LBP特征向量的步骤包括：
将正负样本集中的每一个正负样本分别划分为16*16的小区域；
对于每个小区域内具有8个相邻像素点的任一像素点，将8个相邻像素点的灰度值与该像素点的灰度值进行比较，若某一个相邻像素点的灰度值大于该像素点的灰度值，则将该相邻像素点的值标记为1，否则将该相邻像素点的值标记为0，将8个相邻像素点的标记值组成一个8位二进制数，得到该像素点的二进制数LBP值；
将每个小区域内每一个像素点的二进制数LBP值转化为十进制数LBP值，统计每个小区域内所有像素点的十进制数LBP值中任一数值出现的次数，得到每个小区域的LBP直方图的数值；
将所有小区域的LBP直方图数值构成一个特征向量，得到正负样本的LBP纹理特征向量。


3.如权利要求1所述的中医面诊的嘴唇图像分割装置，其特征在于，所述红色色域增强算法的实现公式如下：



其中，R、G、B分别为RGB颜色空间中的R、G、B通道的值，I为经过红色色域增强后的灰度值。


4.如权利要求1所述的中医面诊的嘴唇图像分割装置，其特征在于，所述求取二值图宽度方向上所有黑色像素点对应的投影曲线的步骤包括：
将二值图所有像素点表示为M*N的二值图矩阵，i、j为二值图矩阵的行和列，其中，行i表示二值图中的竖直方向，列j表示二值图的水平方向；
将二值图矩阵的每一行i的行号分别作为投影曲线上各个点的横坐标，将二值图矩阵的每一行i中黑色像素点的个数之和作为投影曲线上各个点的纵坐标。


5.如权利要求1所述的中医面诊的嘴唇图像分割装置，其特征在于，所述基于投影曲线产生一个定位嘴唇区域的矩形框的步骤包括：
从投影曲线的横坐标三分之一处开始遍历投影曲线上每个点的纵坐标值，遍历找到投影曲线上纵坐标值最大值作为波峰位置；
从波峰位置的横坐标开始分别向左和向右搜索找到投影曲线上的所有波谷位置；
将波谷位置的纵坐标值低于预定义的经验阈值作为嘴唇的上下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贯京，葛新科，高伟明，谭敦，王海荣，谢伟，
申请(专利权)人：深圳市前海安测信息技术有限公司，深圳市易特科信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44