一種指甲圖像的提取方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種指甲圖像的提取方法及系統(tǒng)，所述方法包括：通過機(jī)器視覺設(shè)備對(duì)待分析的手或腳進(jìn)行拍攝，獲取指定姿勢(shì)的手或腳的圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域；根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述手或腳圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像。本發(fā)明專利技術(shù)根據(jù)人類皮膚和指甲在顏色特征以及特定姿勢(shì)下的輪廓特征信息對(duì)指甲圖像進(jìn)行提取，使得精確度和魯棒性均得到了較大提高。

Method and system for extracting finger nail image

The invention discloses a method and system for extracting the nail image, the method includes: through machine vision equipment to analysis the hand or foot to shoot, the specified image acquisition of the hand or foot posture; according to the classification model based on the background of the image with the hands or feet of human skin color information preset, and according to the image region of the classification model to extract the hand or foot in the image; according to the specified position of the first nail extraction region of the hand or foot image within the region, and the image segmentation method to extract the image in the first nail nails in the region. The invention extracts the fingernail image according to the human skin and nails in the color characteristic and the contour characteristic information under the specific posture, so that the accuracy and the robustness are improved greatly.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種指甲圖像的提取方法及系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及圖像處理
，特別涉及一種指甲圖像的提取方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
圖像分割技術(shù)在當(dāng)下的商業(yè)活動(dòng)中應(yīng)用領(lǐng)域極廣，包括醫(yī)學(xué)CT圖像分析、手機(jī)拍照背景虛化等。由于圖像千變?nèi)f化，每一個(gè)領(lǐng)域中的圖像特征不同，因而不同領(lǐng)域就需要相應(yīng)的圖像分割技術(shù)進(jìn)行處理。在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生可通過提取出的指甲圖像進(jìn)行疾病的預(yù)防，例如，指甲半月痕相比往常變小則說明當(dāng)前新陳代謝出現(xiàn)問題、灰色指甲表示人有真菌引起的傳染病等。利用圖像分割技術(shù)自動(dòng)提取出指甲區(qū)域并對(duì)歷史指甲的狀態(tài)進(jìn)行追蹤，將會(huì)對(duì)疾病起到一定預(yù)警作用，符合未來互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療趨勢(shì)。另一方面，利用提取出的指甲區(qū)域圖像進(jìn)行制作自動(dòng)美甲機(jī)將會(huì)對(duì)美甲行業(yè)產(chǎn)生變革性影響。目前利用圖像分割提取指甲區(qū)域的研究成果較少，Kumuda,N.S.,andM.S.Dinesh["Humanfingernailsegmentation."EmergingResearchinElectronics,ComputerScienceandTechnology(ICERECT),2015InternationalConferenceon.IEEE,2015.]提出的方法主要實(shí)現(xiàn)了基于顏色的指甲提取，以及指甲各個(gè)區(qū)域的分割，該方法只使用顏色信息，其局限性較大，且不適用于膚色較淺的人種。Sun,Yu,et.al.["Estimationoffingertipforcedirectionwithcomputervision."IEEETransactionsonRobotics25.6(2009):1356-1369.]所用到的指甲區(qū)域提取方法只使用了指甲的邊緣信息，魯棒性不高，而且該方法需要提前對(duì)每一個(gè)使用者的指甲圖像進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的圖像標(biāo)定采集，實(shí)用性較差。因而現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種指甲圖像的提取方法及系統(tǒng)，其根據(jù)人類皮膚和指甲在顏色特征以及特定姿勢(shì)下的輪廓特征信息提取指甲圖像，使得精確度和魯棒性均得到提高。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案如下：一種指甲圖像的提取方法，其包括：通過機(jī)器視覺設(shè)備對(duì)待分析的手或腳進(jìn)行拍攝，獲取指定姿勢(shì)的手或腳的圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域；根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述手或腳圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像。所述指甲圖像的提取方法，其中，所述識(shí)別所述圖像的背景顏色信息，并根據(jù)所述背景顏色以及人類皮膚顏色信息建立圖像的背景與手或腳分類模型具體包括：將所述圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間，并獲取每個(gè)像素在Cb通道的值以及Cr通道的值；根據(jù)所述人類皮膚顏色在Cb通道的值以及Cr通道的值確定用于區(qū)分圖像的背景與手或腳的分類條件；根據(jù)所述分類條件在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域。所述指甲圖像的提取方法，其中，所述分類條件為：其中，Pb為像素P在Cb通道的值，Pr為像素P在Cr通道的值，b0，r0，θ，a和b為常數(shù)。所述指甲圖像的提取方法，其中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域具體包括：獲取所述指定姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)手或腳的圖像區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)輪廓以及預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息；根據(jù)所述皮膚顏色以及所述標(biāo)準(zhǔn)輪廓建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型；根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域。所述指甲圖像的提取方法，其中，所述根據(jù)所述皮膚顏色信息以及所述標(biāo)準(zhǔn)輪廓建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型具體包括：識(shí)別所述圖像的背景顏色信息，并根據(jù)所述背景顏色信息以及皮膚顏色信息對(duì)所述圖像的顏色進(jìn)行聚類；采用比較輪廓法計(jì)算聚類得到的所有分類組合所形成圖像區(qū)域的當(dāng)前輪廓與所述指定姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)輪廓的相似分?jǐn)?shù)；獲取所述相似分?jǐn)?shù)最高的分類，并將分類組合形成的圖像區(qū)域設(shè)置為所述圖像中手或腳的圖像區(qū)域并提取。所述指甲圖像的提取方法，其中，所述根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像具體包括：對(duì)所述圖像區(qū)域進(jìn)行修正以使得所述圖像區(qū)域與預(yù)設(shè)的所述指定姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)手或腳的圖像區(qū)域?qū)R；根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)手或腳的圖像區(qū)域設(shè)定的指甲區(qū)域確定所述圖像區(qū)域的第一指甲區(qū)域，其中，所述第一指甲區(qū)域包括若干第一指甲子區(qū)域；采用圖像分割方法在每個(gè)第一指甲子區(qū)域內(nèi)提取指甲子區(qū)域，所述若干子區(qū)域構(gòu)成所述指甲圖像。所述指甲圖像的提取方法，其中，所述圖像分割方法為基于指甲顏色與皮膚顏色差異的圖像分割算法、基于圖像邊緣信息的曲線擬合方法、基于指甲顏色信息、圖像邊緣信息和指定姿勢(shì)下標(biāo)準(zhǔn)輪廓信息的能量最小化方法中一種。一種指甲圖像的提取系統(tǒng)，其包括：拍攝模塊，用于通過機(jī)器視覺設(shè)備對(duì)待分析的手或腳進(jìn)行拍攝，獲取指定姿勢(shì)的手或腳的圖像；第一提取模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域；第二提取模塊，用于根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述手或腳圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像。所述指甲圖像的提取系統(tǒng)，其中，所述第一提取模塊具體包括：獲取單元，用于獲取所述指定姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)手或腳的圖像區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)輪廓以及預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息；建立單元，用于根據(jù)所述皮膚顏色以及所述標(biāo)準(zhǔn)輪廓建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型；第一提取單元，用于根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域。所述指甲圖像的提取系統(tǒng)，其中，所述第二提取模塊具體包括：修正單元，用于對(duì)所述圖像區(qū)域進(jìn)行修正以使得所述圖像區(qū)域與預(yù)設(shè)的所述指定姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)手或腳的圖像區(qū)域?qū)R；確定單元，用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)手或腳的圖像區(qū)域設(shè)定的指甲區(qū)域確定所述圖像區(qū)域的第一指甲區(qū)域，其中，所述第一指甲區(qū)域包括若干第一指甲子區(qū)域；第二提取單元，用于采用圖像分割方法在每個(gè)第一指甲子區(qū)域內(nèi)提取指甲子區(qū)域，所述若干子區(qū)域構(gòu)成所述指甲圖像。一種指甲圖像的提取裝置，其包括如上任一所述的指甲圖像的提取系統(tǒng)。所述指甲圖像的提取裝置，其還包括載放裝置，所述載放裝置包括具有容納腔的殼體，所述容納腔的底部設(shè)置有放置平面，所述殼體與所述放置平面相對(duì)的一面設(shè)置有用于外部設(shè)備拍攝圖像的第一開口，所述殼體設(shè)置有用于手掌伸入的第二開口，所述第一開口所處平面與所述第二開口所處平面相交。所述指甲圖像的提取裝置，其中，所述殼體內(nèi)設(shè)置有用于補(bǔ)光的LED燈。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供了一種應(yīng)用自啟動(dòng)的控制方法及系統(tǒng)，所述方法包括：通過機(jī)器視覺設(shè)備對(duì)待分析的手或腳進(jìn)行拍攝，獲取指定姿勢(shì)的手或腳的圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域；根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像。本專利技術(shù)根據(jù)人類皮膚和指甲在顏色特征以及特定姿勢(shì)下的輪廓特征信息對(duì)指甲圖像進(jìn)行提取，使得精確度和魯棒性均得到了本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種指甲圖像的提取方法，其特征在于，其包括：通過機(jī)器視覺設(shè)備對(duì)待分析的手或腳進(jìn)行拍攝，獲取指定姿勢(shì)的手或腳的圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域；根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述手或腳圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種指甲圖像的提取方法，其特征在于，其包括：通過機(jī)器視覺設(shè)備對(duì)待分析的手或腳進(jìn)行拍攝，獲取指定姿勢(shì)的手或腳的圖像；根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域；根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述手或腳圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述指甲圖像的提取方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域具體包括：將所述圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換到Y(jié)CbCr空間，并獲取每個(gè)像素在Cb通道的值以及Cr通道的值；根據(jù)所述人類皮膚顏色在Cb通道的值以及Cr通道的值確定用于區(qū)分圖像的背景與手或腳的分類條件；根據(jù)所述分類條件在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述所述指甲圖像的提取方法，其特征在于，所述分類條件為：其中，Pb為像素P在Cb通道的值，Pr為像素P在Cr通道的值，b0，r0，θ，a和b為常數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述指甲圖像的提取方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型，并根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域具體包括：獲取所述指定姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)手或腳的圖像的標(biāo)準(zhǔn)輪廓以及預(yù)設(shè)的人類皮膚顏色信息；根據(jù)所述皮膚顏色以及所述標(biāo)準(zhǔn)輪廓建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型；根據(jù)所述分類模型在所述圖像中提取所述手或腳的圖像區(qū)域。5.根據(jù)所述權(quán)利要求4所述指甲圖像的提取方法，其特征在于，所述根據(jù)所述皮膚顏色信息以及所述標(biāo)準(zhǔn)輪廓建立所述圖像的背景與手或腳的分類模型具體包括：識(shí)別所述圖像的背景顏色信息，并根據(jù)所述背景顏色信息以及皮膚顏色信息對(duì)所述圖像的顏色進(jìn)行聚類；采用比較輪廓法計(jì)算所述聚類得到的所有分類組合所形成圖像區(qū)域的當(dāng)前輪廓與所述指定姿勢(shì)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)輪廓的相似分?jǐn)?shù)；獲取所述相似分?jǐn)?shù)最高的分類組合，并將分類組合形成的圖像區(qū)域設(shè)置為所述圖像中手或腳的圖像區(qū)域并提取。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述指甲圖像的提取方法，其特征在于，所述根據(jù)所述指定姿勢(shì)提取所述圖像區(qū)域內(nèi)的第一指甲區(qū)域，并采用圖像分割方法在所述第一指甲區(qū)域內(nèi)提取指甲圖像具體包括：對(duì)所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：冷冉，李鵬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳市擬合科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東,44