基于图像处理的皮肤病特征分析方法

高帆杰陕西省榆林市绥德中学

基于图像处理的皮肤病特征分析方法

高帆杰
陕西省榆林市绥德中学

皮肤病一直是围绕在我们生活周围的，最为之普遍的疾病。而且种类繁多，致病因素也有许多。不过其中的过敏性皮肤炎和感染病，这两种致病因素是普遍生活中最常见的。文章通过运用图像处理皮肤病的特征，给予对皮肤病的分布情况、形态、色泽及排列特征分析和处理。分析推断出是什么致病因素，从而对皮肤病得出定性的说明与认识。

图像处理；皮肤病

研究背景：

图像处理换句话说还可以叫做映像处理，这种技术就是把图像放在计算机上分析和处理，然后得到自己想要的结果。主要是用摄像机、照相机或者扫描仪等拍要分析的物体，最后交给计算机分析就好了。

皮肤病是我们生活当中最为之常见的一种疾病。我们身体上最大的器官就要数皮肤了，因此在我们日常生活当中皮肤病的种类也是相当多的。不但种类多而且引发病的原因也是很多的，比如生物性、机械性、免疫性等等，我也就不再一一列举了。因此现在的人们要不去重视皮肤病也是不行的了。

从古至今，皮肤病的诊断方法一直都是通过医师的观察分析，以及多年的临床经验所得出的结论。但由于时代的变化迅速发展，人类所得的皮肤病有许多都会发生改变，可能受到感染的病毒是同一种，但是由于每个人的基因不同，所以表现的状况也就不同，再加之医师不一定对全部的病因都正确无误的了解到，以至于可能出现病情分析不准确，误诊等现象发生。时代在不断进步发展，层出不穷的各种新式疾病也困扰着广大的医疗工作者，从2003年的非典，到2009年的H1N1，到最近令人担忧的H7N9，当然在皮肤病的领域也是如此。新的病毒更新迭代给我们医疗诊断带来了很大的困难，但是本文笔者从图像处理的角度，借用现在应用广泛的互联网平台，通过计算机图像处理来帮助医师诊断病情。利用图像处理技术，用计算机分析病人皮肤患处的图片，通过核对在计算机里已有的数据，分析处理得出此皮肤病是由于什么病因所致的。从皮肤病的分类多样化，表现出来的皮损种数、数次、形态大小、颜色及水泡内容物的不同，以及是由病毒、细菌、真菌还是其他遗传性的皮肤病等引发。

1.皮肤病的病因及类型

1.1 人体皮肤组织结构

对于皮肤，简单来说就是在人肌肉外面包裹的组织，它可以保护人体内部不受外来物的侵害。皮肤也有两种像像屏障一般的保护作用：

（1）皮肤是人体的一道门，防止了体内水分、无机盐、蛋白质等其他对人体有益的物质丢失。

（2）皮肤也是人体免疫防卫功能中的一个重要组成部分。皮肤作为非特异性免疫过程中的第一道防线，阻止了外界空气当中一些有害物质以及人体不需要的物质的侵入。

1.2 皮肤病的常见病因

皮肤病的种类可以说是多种多样的，而且多数的皮肤病还会是因内脏发生的疾病，但在皮肤表面也体现了出来。皮肤病中致病因素有许多，不过其中的过敏性皮肤炎和感染病，这两种致病因素是普遍生活中最常见的。但也有其他的一些因素存在，把这些因素具体的归纳以下几类：

（1）生物因素：在日常生活当中有昆虫、植物、寄生虫或微生物与人接触或被叮咬都有可能得皮肤病。比如夏天到来的时候，蚊子对人的叮咬之后会瘙痒。

（2）理化因素：在平日里过度摩擦或者在皮肤的某一部分温度变上太快等因素都是有可能让皮肤病发生的。

1.3 皮肤病常见的类型

（1）病毒性皮肤病：日常生活中有带状疱疹、单纯疱疹、水痘、手足口病和风疹等。

图1 .1手足口病症状

图1 .2麻风病症状

（2）细菌性皮肤病：日常生活中有毛囊炎、丹毒、脓疱病、疖、麻风以及蜂窝织炎等。

（3）真菌性皮肤病：日常生活中有手足癣、马拉色菌毛囊炎、头癣体股癣和花斑糠疹等。

（4）动物引起的皮肤病：常见的有虫蛰伤或咬伤、螨皮炎、虱病。

（5）性传播疾病如：如梅毒、淋病及尖锐湿疣。

（6）过敏性与自身免疫性皮肤病如：湿疹、荨麻疹。

（7）物理性皮肤病如：日常生活中有痱子、手足皲裂、夏季皮炎、压疮、日光性皮肤病、鸡眼和冻疮等。（8）遗传性皮肤病如∶毛周角化病等。

2.数字图像处理技术

如果要说图像处理技术的话，简单一点就是用计算机处理和分析图片，然后得出结果的技术。有些时候图像处理还会被称为影像处理。人们对世界的感知和对世界的认知有时都会源于图像，因此图像作为视觉基础，是人们得到信息、表达信息和传递信息的一种重要方式和方法。

2.1 图像处理数字化

图像处理数字化有时也是会被称为数字图象处理，其实它与图像处理是类似的。把一些生活当中的图片或者图画通过处理然后变成计算机可以识别和处理的数字形式。图像在计算机内部也是有称呼的，一个图像就表示为一个数字矩阵，而且在矩阵中每一个元素也是都有自己的称呼的，称之为像素。

数字图像处理可能是在1950年左右才出现的，那个时候计算机其实已经发展到一个不错的水平上了，因此从那个时候起慢慢的就开始用计算机来处理图片信息了。一直到了1964年在美国喷气推进实验室成功的第一次用了图像处理技术。

2.2 使用图像处理技术来分析皮肤病的方法

早在1951年9月9日，中华医学会北京分会皮肤花柳科学会正式成立了，也是中国成立的最早的医学研究会所，当时会员只有12人。一直到1954年5月15日，中央皮肤性病研究所在北京成立了，当时还是郭沫若题名的呢！现在被叫做中国医学科学院皮肤病医院。因此不管是以前12人的研究会所还是到现如今大大小小数不胜数的皮肤病院，都是我们辛劳的医师们在为我们诊断与检查。但由于病因病情不是都相同的，以至于会使医师对病情分析不准确。因此使用图像处理技术可以大幅度的减少这种事情发生，辅助医师更好，更快的得出病因来。然而在获取皮肤图像时也是会存在一些实质性的问题。在拍摄皮肤患处时会涉及到皮肤的光学属性，比如对光的折射，反射式吸收等。由于皮肤有很多层的结构，因此这些不同的结构就确定了光学属性，皮肤的表皮、真皮和皮下组织也就是皮肤的主要组成部分。

皮肤的光学属性：

有时候皮肤表面也会存在油脂，对光的折射呀或者反射呀都会有一点点的影响，不过影响不大，是不会有所干扰的。使用仪器获得皮肤病图像时对人体皮肤反射特征的研究意义也是重大的。皮肤的反射一般包括两种：表面反射和下表面反射。因此在拍摄皮肤病患处时也需考虑到这些因素。

2.3 在电脑上合成皮肤病图像时所用到的颜色传输技术

皮肤患处的颜色在现实生活当中与在电脑中呈现出的画面是要相一致的。我们现在的技术调配出来的颜色毕竟是不全面的，根本没有我们人身体当中皮肤所体现出来的颜色多。然而我们不可能去改变人皮肤的颜色吧，所以为了减少不必要的误差，我们应该多加了解一些皮肤颜色，这样可以更加好的服务于医师。

基于以上的方式得出皮肤病患处图像再输入电脑中，让电脑分析处理，找出此皮肤病是属于哪种类型的皮肤病，是属于哪种致病因素所导致的。打印中皮肤病的特征分析单后交给医师。这样医师再加上多年的临床经验一定会准确无误的给予治疗方案，使患者可以更加的早日康复起来。

3.总结与展望

现如今许许多多的计算机技术都运用到了生活当中，当然在医疗方面也是有许多的。本文是为了用图像处理技术对皮肤病分析而写的。在计算机强大的运算程序以及对信息的准确分析和处理，就可以大幅度的减少在诊断过程中的误诊等不良情况发生。也减轻了医师在诊断皮肤病时的负担，给予了医师较大的帮助。

不过任何的东西都是有俩面性的，此设计也是有一些不足之处和一些可以改进的地方。比如在图片的提取时没有把患处清楚的呈现出来时，就会有计算机分析出错或分析不出病因等现象发生。再比如，患处表面积过大无法把完整部位都分析出来，这也会给医师在诊断过程中提高一定难度的。因此，不管是在哪一方面，未来我们还是要多加努力，在图像处理技术方面再有更深层次的进步。加强处理与分析的精准度也是我们在优化和改进的方向。

[1]郑辉.运动模糊图像复原技术的研究与实现[D].长沙∶国防科学技术大学，2007

[2]丁晓青，数字图像处理讲义[M].清华大学，2000.

[3]刘益民.图像运动模糊机理与恢复技术方法的研究[D].南京：南京理工大学，2008.

[4]冈萨雷斯等.数字图像处理（第二版）[M].电子工业出版社，2003.