应用于中医指甲诊断的图像分割

摘要

传统的中医望诊是指医生通过肉眼观察患者的部分组织器官获取相关的症状，然后根据获取的症状推断出患者所患的疾病。为了继承和发扬我国传统的医学，本课题试图利用计算机图像处理技术实现中医望诊分支中的指甲诊断。基于图像处理技术的指甲诊断包括指甲图像的采集、图像的分割、图像特征的提取、根据提取的图像特征推断出相应的病症。由于缺乏可以作为疾病诊断依据的标准图像数据库以及时间的关系，本文主要进行基于图像处理技术的指甲诊断的前期研究工作，主要包括指甲图像相关的特性研究、指甲图像分割的算法、算法的改进以及工程的实现。具体地进行了以下三个方面的研究工作：
　　1.研究了在特定外界环境下所采集到的原始图像在R G B颜色空间与YCbCr颜色空间的相关特性；分析同一图像中指甲部分图像像素的特性与指甲周围的皮肤图像像素特征，包括各自像素的大小、像素的阈值；通过采样分析的方法统计出指甲图像像素与皮肤图像像素在相应颜色空间的取值范围；探索了光照与指甲图像之间的关系。
　　2.分别利用基于阈值的分割方法、基于边缘检测的图像分割方法、k-均值聚类算法以及分水岭算法对原始指甲图像进行分割；通过分析利用四种算法进行指甲图像分割的效果，得出分水岭算法是最好的；考虑到在利用分水岭算法实现指甲图像分割的过程中，需要通过人工辅助的方法对指甲图像的分割区域进行标记，所以确定将基于k-均值的分水岭算法作为指甲图像分割的最终方法；针对基于k-均值的分水岭图像分割方法的缺点，对算法进行相关的改进工作。改进后的算法能够在本文给定的外界环境下，自动实现对目标图像的良好标记并利用该标记图像实现指甲图像的分割。
　　3.在Zedboard平台上搭建相关的软硬件环境，主要包括H D M I设计、Linux系统移植、OpenCV移植以及Q T移植；编写相关的代码，实现指甲图像的采集以及改进后的指甲图像分割算法；在已经搭建好软硬件环境的平台上完成代码的测试以及相关的程序改进工作。
　　当前基于图像处理技术的指甲诊断所面临的最大问题是缺乏标准的人类指甲图像数据库。该数据库将用于疾病建模以及疾病识别算法研究，如何解决好这个问题将是后续研究工作的关键。

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第一章绪论

1. 1 研究的背景与意义

1 .2国内外研究现状

1 .3研究目标和所做的工作

1 .4论文的组织结构

第二章指甲图像相关特性

2 .1颜色空间的选择

2 .2指甲图像与皮肤图像相关的特性

2 .3本章小结

第三章指甲图像分割算法

3 .1图像分割算法概述

3 .2基于阈值的指甲分割方法

3 .3基于边缘的指甲分割方法

3 . 4利用k-means算法实现指甲分割

3 .5利用分水岭算法实现指甲分割

3 .6指甲图像分割算法的改进

3 .7本章小结

第四章搭建实现指甲图像分割的软硬件平台

4 . 1硬件平台Zedboard

4.2 HDMI设计

4 .3软件环境的搭建

4 .4本章小结

第五章指甲图像分割的程序实现

5 .1指甲图像分割程序的设计

5 .2指甲图像分割程序的测试

5 .3本章小结

第六章总结与展望

6 .1全文总结

6 .2研究展望

参考文献

致谢

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