CN113616945B - 一种基于聚焦超声图像识别的检测方法及美容美体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于聚焦超声图像识别的检测方法及美容美体装置，检测方法包括：利用超声探头扫描实时获取人体皮肤的图像组，图像组包括多帧图像；计算每相邻两帧图像之间的互相关性；基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从图像组中识别出目标ROI(Region ofInterest，感兴趣区域)区域，目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致；获取目标ROI区域对应的扫描时刻，在扫描时刻控制超声探头停止对人体皮肤进行能量输出。本发明针对现有聚焦超声技术产品作用于皮肤抗衰很容易造成浅表层皮肤的烫伤起泡现象，起到了有效的安全控制机制。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域，更具体地，涉及一种基于聚焦超声图像识别的检测方法及美容美体装置。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，大众对审美的诉求越来越具体化，全面化；其中广大求美者对皮肤去皱抗衰方面的诉求与日俱增，呈现出强劲的市场增长趋势；
基于不同技术原理作用于人体皮肤的抗衰产品多种多样，其中基于聚焦超声原理的抗衰产品，由于其自身技术原理的特点和先进性，正在逐步进入大众视野，为市场所追捧；
目前越来越多的临床应用案例表明，现有聚焦超声技术产品作用于皮肤抗衰很容易造成浅表层皮肤的烫伤起泡现象，缺乏有效的安全控制机制；不仅削弱了除皱抗衰的效果，有违无创医疗美容所追求的无术后恢复期的初衷；而且严重影响客户体验，带来不必要的皮肤损伤和后续修复费用。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于聚焦超声图像识别的检测方法及美容美体装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种基于聚焦超声的美容检测方法，包括：利用超声探头扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像；计算每相邻两帧图像之间的互相关性；基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致；获取所述目标ROI区域对应的扫描时刻，在所述扫描时刻控制超声探头停止对人体皮肤进行能量输出。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做出如下改进。
可选的，所述利用超声探头扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像，包括：利用聚焦单阵元超声探头线性直线反复扫描固定点位之间的人体皮肤，获取扫描得到的图像组；对于所述图像组中的多帧图像，按照超声探头的行程路径对多帧图像进行排序，并记录进行存储。
可选的，所述计算每相邻两帧图像之间的互相关性，之前包括：对图像组中的每一帧图像进行预处理，所述预处理包括降噪处理和掩膜法信噪比滤波处理。
可选的，所述计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：对于预处理后的图像组中的每一帧图像，通过希尔伯特变换进行频谱变换获取图像的包络线；基于每相邻两帧图像的包络线，基于逐线卷积法计算两帧图像之间的互相关值。
可选的，所述基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域为超声探头与皮肤未完全贴合的区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，标记所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，记录相关扫描时刻。
可选的，所述计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：按照设定间隔从图像组的所有图像中提取第一多帧图像作为图像子序列，计算图像子序列中每相邻两帧图像的互相关值；相应的，基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，记录相邻两帧图像在图像组中的序号，获取图像组中处于相邻两帧图像之间的第二多帧图像；计算第二多帧图像中每相邻两帧图像之间的互相关值；当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，获取所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，并记录相邻两帧图像的扫描时刻。
根据本发明的第二方面，提供了一种基于聚焦超声图像识别的美容美体装置，包括超声探头、主控模块和功率模块；超声探头，用于扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像；主控模块，用于计算每相邻两帧图像之间的互相关性；基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致；还用于获取所述目标ROI区域对应的扫描时刻，在所述扫描时刻控制所述功率模块停止通过超声探头对人体皮肤输出能量。
可选的，主控模块，用于计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：对于图像组中的每一帧图像，通过希尔伯特变换进行频谱变换获取图像的包络线；基于每相邻两帧图像的包络线，基于逐线卷积法计算两帧图像之间的互相关值。
可选的，所述主控模块基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，获取所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，并获取相邻两帧图像的扫描时刻。
本发明提供的一种基于聚焦超声的美容检测方法及检测装置，通过对超声探头扫描的图像进行分析，分析出可能会出现烫伤的部位以及时刻，从该时刻就控制超声探头停止对人体皮肤进行扫描，避免在美容过程中造成对皮肤的伤害，提供了很好的安全控制机制。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于聚焦超声的美容检测方法流程图；
图2为两帧图像互相关性计算的流程图；
图3为本发明提供的一种超声美容检测***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明提供的一种基于聚焦超声的美容检测方法流程图，如图1所示，方法包括：101、利用超声探头扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像；102、计算每相邻两帧图像之间的互相关性；103、基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致；104、获取所述目标ROI区域对应的扫描时刻，在所述扫描时刻控制超声探头停止对人体皮肤进行能量输出。
可以理解的是，基于背景技术中的缺陷，本发明实施例提出了一种能够对皮肤抗衰美容过程中可能出现烫伤的部位以及可能出现烫伤的时刻进行检测，以避免出现烫伤。
在皮肤抗衰美容过程中，利用超声探头对人体各部位的皮肤进行扫描，获取扫描得到的图像组，对于图像组中的多帧图像，可通过计算每相邻两帧图像之间的互相关性，并根据互相关性识别出图像组中的目标ROI区域，该目标ROI区域为超声探头与人体皮肤未完全贴合的区域，这些部位可能会发生烫伤。
在此，需要说明的是，在超声探头正常扫描时，扫描得到的图像是非常清晰的，现在需要从扫描得到的这些图像中识别出没有超声回波信息的区域，这部分区域即为目标ROI区域，这部分区域所对应的人体皮肤可能会出现烫伤。
将目标ROI区域识别出来后，获取该目标ROI区域对应的扫描时刻，从该扫描时刻起即控制超声探头停止对人体皮肤进行扫描。
本发明实施例通过对超声探头扫描的图像进行分析，分析出可能会出现烫伤的部位以及时刻，从该时刻就控制超声探头停止对人体皮肤进行扫描，避免在美容过程中造成对皮肤的伤害，提供了很好的安全控制机制。
在一种可能的实施例方式中，利用超声探头扫描获取人体皮肤的图像组，图像组包括多帧图像，包括：利用聚焦单阵元超声探头线性直线反复扫描固定点位之间的人体皮肤，获取扫描得到的图像组；对于所述图像组中的多帧图像，按照超声探头的行程路径对多帧图像进行排序，并记录进行存储。
人体皮肤可以理解的是，在超声探头对人体皮肤进行扫描时，超声探头扫描的路径为直线，反复进行扫描，比如，从人体皮肤的A点扫描到B点，那么超声探头在A点和B点之间进行执行反复扫描，得到一组图像，称为图像组，其中，图像组中的多帧图像按照超声探头的行程路径进行排序，另外，记录超声探头扫描每一帧图像时的扫描时刻。
在此，需要说明的是，对于超声探头扫描到的所有图像，对其中分辨率低，不清晰的图像进行剔除，保留分辨率高的图像。
在一种可能的实施例方式中，计算每相邻两帧图像之间的互相关性，之前包括：对图像组中的每一帧图像进行预处理，所述预处理包括降噪处理和掩膜法信噪比滤波处理。
具体的，对于图像组中的每一帧图像，应用掩膜方法先进行降噪预处理。
在一种可能的实施例方式中，所述计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：对于预处理后的图像组中的每一帧图像，通过希尔伯特变换进行频谱变换获取图像的包络线；基于每相邻两帧图像的包络线，基于逐线卷积法计算两帧图像之间的互相关值。
可以理解的是，对于图像组中经过预处理后的每一帧图像，计算每相邻两帧图像之间的互相关性，可参见图2，对于相邻的两帧图像，比如，第i帧图像和第(i+1)帧图像，通过希尔伯特变换进行频谱变换获取每一帧图像的包络线，并利用逐线卷积法计算相邻帧图像的互相关性，计算得到相邻两帧图像之间的相关值。
在一种可能的实施例方式中，基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，标记所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，记录相关扫描时刻。
具体的，上述步骤计算得到了每相邻两帧图像之间的互相关值，根据每相邻两帧图像之间的互相关性值，识别出目标ROI区域。判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，将这两帧图像作为目标ROI区域。比如，第1帧和2帧、第2帧和第3帧、第3帧和第4帧图像之间的相关值大于设定阈值，第m帧和第(m+1)帧图像之间的互相关值小于设定阈值，那么第m帧和第(m+1)帧图像为目标ROI区域，获取第m帧和第(m+1)帧图像，并获取超声探头扫描第m帧和第(m+1)帧图像的扫描时刻。
在一种可能的实施例方式中，所述计算每相邻两帧图像之间的相关性，包括：按照设定间隔从图像组的所有图像中提取第一多帧图像作为图像子序列，计算图像子序列中每相邻两帧图像的互相关值；相应的，基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，记录相邻两帧图像在图像组中的序号，获取图像组中处于相邻两帧图像之间的第二多帧图像；计算第二多帧图像中每相邻两帧图像之间的互相关值；当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，获取所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，并记录相邻两帧图像的扫描时刻。
可以理解的是，为了提高识别目标ROI区域的效率，在对目标ROI区域进行识别时，对于超声探头扫描获取的所有图像，可按照一定的间隔提取多帧图像，称为图像子序列。比如，每间隔两帧采样一帧图像，比如，从图像组中提取第1帧、第4帧、第7帧，以此类推，采样多帧图像，组成图像子序列。
对于图像子序列中的图像，计算每相邻两帧图像之间的相关值，同样的，判断每相邻两帧图像之间的相关值是否大于设定阈值，获取相关值小于设定阈值的相邻两帧图像，并记录这两帧图像在原始的图像组中的序号位置，比如，这两帧图像在原始的图像组中的序号为第n帧和第(n+p)帧，说明目标ROI区域在这第n帧和第(n+p)帧之间。
此时，获取原始图像组中第n帧到第(n+p)帧共(p+1)帧图像，对于这(p+1)帧图像，计算每相邻两帧图像之间的相关值，同样的，获取相关值小于设定阈值的相邻两帧图像，作为ROI区域。这样，先在大范围内筛选，然后在小范围内筛选，提高了目标ROI区域的识别效率。
识别出目标ROI区域对应的两帧图像，这两帧图像对应的人体皮肤部位可能会被烫伤，获取这两帧图像对应的扫描时刻，从该扫描时刻开始，控制超声探头停止对人体皮肤输出能量，以免发生烫伤问题。
图3为本发明实施例提供的一种基于聚焦超声的美容检测装置结构图，主要包括超声探头31、主控模块32和功率模块33，其中，
超声探头31，用于扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像；主控模块32，用于计算每相邻两帧图像之间的互相关性；基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头31与皮肤未完全贴合所导致；还用于获取所述目标ROI区域对应的扫描时刻，在所述扫描时刻控制所述功率模块33停止通过超声探头31对人体皮肤输出能量。
其中，主控模块32，用于计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：对于图像组中的每一帧图像，通过希尔伯特变换进行频谱变换获取图像的包络线；基于每相邻两帧图像的包络线，基于逐线卷积法计算两帧图像之间的互相关值。
其中，主控模块32基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头31与皮肤未完全贴合所导致，包括：判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，获取所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，并获取相邻两帧图像的扫描时刻。
可以理解的是，利用本发明提供的一种基于聚焦超声的美容检测装置实现美容检测的方法可参考上述各实施例提供的超声美容方法的相关技术特征，在此不再赘述。
本发明实施例提供的一种基于聚焦超声图像识别的检测方法及美容美体装置，通过对超声探头扫描的图像进行分析，分析出可能会出现烫伤的部位以及时刻，从该时刻就控制超声探头停止对人体皮肤进行扫描，避免在美容过程中造成对皮肤的伤害，提供了很好的安全控制机制。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种基于聚焦超声图像识别的检测方法，其特征在于，包括：
利用超声探头扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像；
计算每相邻两帧图像之间的互相关性；
基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致；
获取所述目标ROI区域对应的扫描时刻，在所述扫描时刻控制超声探头停止对人体皮肤进行能量输出；
所述基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：
判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，标记所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，记录相关扫描时刻。
2.根据权利要求1所述的基于聚焦超声图像识别的检测方法，其特征在于，所述利用超声探头扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像，包括：
利用聚焦单阵元超声探头线性直线反复扫描固定点位之间的人体皮肤，获取扫描得到的图像组；
对于所述图像组中的多帧图像，按照超声探头的行程路径对多帧图像进行排序，并记录进行存储。
3.根据权利要求1或2所述的基于聚焦超声图像识别的检测方法，其特征在于，所述计算每相邻两帧图像之间的互相关性，之前包括：对图像组中的每一帧图像进行预处理，所述预处理包括降噪处理和掩膜法信噪比滤波处理。
4.根据权利要求3所述的基于聚焦超声图像识别的检测方法，其特征在于，所述计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：
对于预处理后的图像组中的每一帧图像，通过希尔伯特变换进行频谱变换获取图像的包络线；
基于每相邻两帧图像的包络线，基于逐线卷积法计算两帧图像之间的互相关值。
5.根据权利要求1所述的基于聚焦超声图像识别的检测方法，其特征在于，所述计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：
按照设定间隔从图像组的所有图像中提取第一多帧图像作为图像子序列，计算图像子序列中每相邻两帧图像的互相关值；
相应的，基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域为由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：
当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，记录相邻两帧图像在图像组中的序号，获取图像组中处于相邻两帧图像之间的第二多帧图像；
计算第二多帧图像中每相邻两帧图像之间的互相关值；
当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，获取所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，并记录相邻两帧图像的扫描时刻。
6.一种基于聚焦超声图像识别的美容美体装置，其特征在于，包括超声探头、主控模块和功率模块；
超声探头，用于扫描获取人体皮肤的图像组，所述图像组包括多帧图像；
主控模块，用于计算每相邻两帧图像之间的互相关性；基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致；还用于获取所述目标ROI区域对应的扫描时刻，在所述扫描时刻控制所述功率模块停止通过超声探头对人体皮肤输出能量；
所述基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：
判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，标记所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，记录相关扫描时刻。
7.根据权利要求6所述的基于聚焦超声图像识别的美容美体装置，其特征在于，主控模块，用于计算每相邻两帧图像之间的互相关性，包括：
对于图像组中的每一帧图像，通过希尔伯特变换进行频谱变换获取图像的包络线；
基于每相邻两帧图像的包络线，基于逐线卷积法计算两帧图像之间的互相关值。
8.根据权利要求7所述的基于聚焦超声图像识别的美容美体装置，其特征在于，所述主控模块基于每相邻两帧图像之间的互相关性，从所述图像组中识别出目标ROI区域，所述目标ROI区域由超声探头与皮肤未完全贴合所导致，包括：
判断每相邻两帧图像之间的互相关值与设定阈值之间的大小，当出现相邻两帧图像之间的互相关值小于设定阈值时，获取所述相邻两帧图像对应的目标ROI区域，并获取相邻两帧图像的扫描时刻。
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