一种基于皮肤图像的年龄分析系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于皮肤图像的年龄分析系统，所述系统包括皮肤图像采集装置、图像预处理装置、皮肤纹理线提取装置、皮肤纹理形态特征分析装置以及年龄计算分析装置。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下有益效果：1、本发明专利技术提供的基于皮肤图像的年龄分析系统结构简单，便于携带，所用指标受主观因素影响小，易于推广应用，并且能够较为准确地进行年龄推断的年龄。2、本发明专利技术提供的基于皮肤图像的年龄分析系统具有年龄检测范围大、操作简单、检测成本低的优点，有利于医学年龄的快速推断。

【技术实现步骤摘要】
一种基于皮肤图像的年龄分析系统
本专利技术涉及一种基于皮肤图像的年龄分析系统。
技术介绍
年龄是一种具有生物学基础的自然标志。骨龄检测是目前运用较多和比较成熟的一种年龄估计手段。因为骨骼的发育过程通过X射线表现出来的特征从形态上可以加以辨认，然而，一旦骨骼发育成熟，其发育变化特征将不是很明显，因此，骨龄检测方法对于成年人年龄推断存在一定的局限性。除了骨骼发育之外，人体还有很多组织器官也可以表达年龄信息，如皮肤和毛发等。目前临床上针对皮肤与年龄关系的研究，多数研究主要关注的是皮肤弹性、颜色以及皮肤中胶原蛋白含量与年龄的关系。例如，通过采用硅胶粘贴在手臂上获取皮纹样本来研究皮肤的粗糙度、弹性以及皱纹深度等纹理参数，但是这类方法的纹理信息提取方式复杂耗时，无法适用于大样本量研究，并且参数检测成本高，在实际的医学应用中也不方便。此外，为了确定人体皮肤与年龄的关系，现有技术中已有一些法医学学者对人体表面皮肤的形态特征进行研究，但由于检测方法和技术手段的限制，测量误差较大。并且需要提取皮肤组织标本，然后制成组织切片进行观察测量，过程复杂耗时。也有学者根据手指节背部皮肤皱纹推断年龄，此方法虽然无须制作组织切片，但是由于手指部位活动频繁，其测量参数所受影响因素较多。因此，能否提供一种结构简单，便于携带，所用指标受主观因素影响小，易于推广应用，并且能够较为准确地进行年龄推断的年龄分析系统成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种基于皮肤图像的年龄分析系统，所述系统包括皮肤图像采集装置、图像预处理装置、皮肤纹理线提取装置、皮肤纹理形态特征分析装置以及年龄计算分析装置；其中，皮肤图像采集装置,用于采集额头中部皮肤纹理结构的皮肤图像;图像预处理装置,用于将所述采集到的皮肤图像转换为灰度图像,并进行对比度自适应直方图均衡化处理，将超过限制条件的像素点，在直方图内进行重整，从而消除所述皮肤图像中的亮度分布不均的情况;皮肤纹理线提取装置,用于突出所述皮肤图像中的纹理结构,包括首先通过形态学增强方法将图像中的亮细节提取出来,接着使用均值滤波器进行滤波处理,再采用大津阈值分割方法将以上操作所得到的图像分割为背景和目标两部分,最后对分割后得到的图像进行分水岭变换，从而可以清晰地获得皮肤表面纹理线;皮肤纹理形态特征分析装置,基于所述皮肤图像以及所述皮肤表面纹理线进行皮肤纹理特征分析,计算出三个皮肤纹理参数值,包括网格数、网格平均面积以及灰度共生矩阵;年龄计算分析装置,用于基于所述皮肤纹理参数值,通过年龄推断模型计算得出年龄。优选地，所述灰度共生矩阵用于反映所述皮肤图像中像素之间的角度方位和距离关系,通过研究灰度的空间相关特性来描述皮肤纹理。优选地，对所述灰度图像提取所述灰度共生矩阵,在所述灰度共生矩阵的基础上,选择步距为10像素,对0°、45°、90°和135°这四个方向的灰度相关性进行计算,从而对皮肤纹理的空间灰度特性进行定量描述。优选地，依据所述皮肤图像的皮肤表面纹理线,选用区域标记函数对纹理线中封闭的区域进行区域标记，得到反映纹理二维结构特征的所述网格数。优选地，依据标记区域的面积分布属性，计算其面积平均值，得到另一个反映纹理二维结构特征的所述网格平均面积。优选地，所述年龄推断模型用于计算女性年龄,其计算关系式为:年龄=0.015x网格平均面积+59.18x灰度相关性-3.297。优选地，所述年龄推断模型用于计算男性年龄,其计算关系式为:年龄=73.797+53.562x灰度相关性-0.650x网格数。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的基于皮肤图像的年龄分析系统结构简单，便于携带，所用指标受主观因素影响小，易于推广应用，并且能够较为准确地进行年龄推断的年龄。2、本专利技术提供的基于皮肤图像的年龄分析系统具有年龄检测范围大、操作简单、检测成本低的优点，有利于医学年龄的快速推断。附图说明图1A为年轻女性额头中部皮肤表面纹理图像的示意图；图1B为年长女性额头中部皮肤表面纹理图像的示意图。图2本专利技术的基于皮肤图像的年龄分析系统的示意图。图3A为灰度图像示意图；图3B直方图均衡化示意图;图3C为形态学增强示意图；图3D为均值滤波示意图；图3E为图像分割示意图；图3F为皮肤纹理线示意图。图4为应用本专利技术提供的基于皮肤图像的年龄分析系统进行年龄推断结果的示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。人体上肢皮肤表面纹理结构清晰，是由初级线(20~100μm)和初级线的分叉线(次级线，5~40μm)组成的网状结构。随着年龄增加，20岁以后皮肤开始老化、萎缩、变薄，其在微观结构上表现为初级线变粗加深，次级线减少或者消失。如图1A和图1B所示，相比于年轻的皮肤纹理，年长者皮肤纹理中的网格数变少，网格面积增大。因此，本专利技术提出利用采集观察额头部位皮肤表面的微观结构图像，提取计算皮肤表面微观图像中的纹理形态特征参数，然后分析这些参数与年龄之间的关系，最后依据统计学方法推导得出皮肤纹理特征参数与年龄的关系式，从而用于医学年龄的无创推断。具体而言，如图2所示，本专利技术提出一种基于皮肤图像的年龄分析系统，所述系统包括皮肤图像采集装置、图像预处理装置、皮肤纹理线提取装置、皮肤纹理形态特征分析装置以及年龄计算分析装置；其中，皮肤图像采集装置,用于采集额头中部皮肤纹理结构的皮肤图像。人体皮肤不同部位纹理差异性较大。相对于其他部位皮肤，额头中部皮肤纹理结构清晰，而且便于图片采集。在适宜的室内条件下，被采集者成放松状态静坐，在固定的焦距和物距下，利用带有偏振片的数码放大显微镜对额头中段位置的皮肤表面微观结构进行同一视野的图像采集，最后通过Wi-Fi链接，将数据传递至云端服务器。每位被采集者可以至少采集3张皮肤图像。如图2和图3A到图3F所示，图像预处理装置,用于将所述采集到的皮肤图像转换为灰度图像,并进行对比度自适应直方图均衡化处理，将超过限制条件的像素点，在直方图内进行重整，从而消除所述皮肤图像中的亮度分布不均的情况;皮肤纹理线提取装置,用于突出所述皮肤图像中的纹理结构,包括首先通过形态学增强方法将图像中的亮细节提取出来,接着使用均值滤波器进行滤波处理,再采用大津阈值分割方法将以上操作所得到的图像分割为背景和目标两部分,最后对分割后得到的图像进行分水岭变换，从而可以清晰地获得皮肤表面纹理线。具体而言，在图像预处理时，首先，如图3A所示，对采集到的图像样本将其转换为灰度图像。最后，进行对比度自适应直方图均衡化处理，将超过限制条件的像素点，在直方图内进行重整，从而消除图像样本中的亮度分布不均的情况，其效果如图3B所示。在图像预处理后，为了进一步突出皮肤图像中的纹理结构，需要通过形态学增强方法将图像中的亮细节提取出来，如图3C所示。但是，增强后的图像不可避免地还存在一些噪声干扰，因此接着选用均值滤波器进行滤波处理，其滤波结果如图3D所示。然后，采用大津阈值分割方法将以上操作得到的图像分割为背景和目标两部分(如图3E所示)，最后依据皮肤表皮层的皮丘皮沟与地形学上的山丘山沟相似的结构特性，对分割后得到的图像进行分水岭变换，从而可以清晰地获得皮肤表面纹理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于皮肤图像的年龄分析系统，其特征在于，所述系统包括皮肤图像采集装置、图像预处理装置、皮肤纹理线提取装置、皮肤纹理形态特征分析装置以及年龄计算分析装置；其中，皮肤图像采集装置,用于采集额头中部皮肤纹理结构的皮肤图像;图像预处理装置,用于将所述采集到的皮肤图像转换为灰度图像,并进行对比度自适应直方图均衡化处理，将超过限制条件的像素点，在直方图内进行重整，从而消除所述皮肤图像中的亮度分布不均的情况;皮肤纹理线提取装置,用于突出所述皮肤图像中的纹理结构,包括首先通过形态学增强方法将图像中的亮细节提取出来,接着使用均值滤波器进行滤波处理, 再采用大津阈值分割方法将以上操作所得到的图像分割为背景和目标两部分,最后对分割后得到的图像进行分水岭变换，从而可以清晰地获得皮肤表面纹理线;皮肤纹理形态特征分析装置,基于所述皮肤图像以及所述皮肤表面纹理线进行皮肤纹理特征分析,计算出三个皮肤纹理参数值,包括网格数、网格平均面积以及灰度共生矩阵;年龄计算分析装置,用于基于所述皮肤纹理参数值,通过年龄推断模型计算得出年龄。

【技术特征摘要】
1.一种基于皮肤图像的年龄分析系统，其特征在于，所述系统包括皮肤图像采集装置、图像预处理装置、皮肤纹理线提取装置、皮肤纹理形态特征分析装置以及年龄计算分析装置；其中，皮肤图像采集装置,用于采集额头中部皮肤纹理结构的皮肤图像;图像预处理装置,用于将所述采集到的皮肤图像转换为灰度图像,并进行对比度自适应直方图均衡化处理，将超过限制条件的像素点，在直方图内进行重整，从而消除所述皮肤图像中的亮度分布不均的情况;皮肤纹理线提取装置,用于突出所述皮肤图像中的纹理结构,包括首先通过形态学增强方法将图像中的亮细节提取出来,接着使用均值滤波器进行滤波处理,再采用大津阈值分割方法将以上操作所得到的图像分割为背景和目标两部分,最后对分割后得到的图像进行分水岭变换，从而可以清晰地获得皮肤表面纹理线;皮肤纹理形态特征分析装置,基于所述皮肤图像以及所述皮肤表面纹理线进行皮肤纹理特征分析,计算出三个皮肤纹理参数值,包括网格数、网格平均面积以及灰度共生矩阵;年龄计算分析装置,用于基于所述皮肤纹理参数值,通过年龄推断模型计算得出年龄。2.如权利要求1所述的基于皮肤图像的年龄分析系统，其特征在于，所述灰度共生矩阵用于反映所述皮肤图像中像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊茗，
申请(专利权)人：义乌市悦美科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33