目的机器视觉研究及其在皮肤症状识别中的应用

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1、上海人学博士学位论文摘要目的视觉是近年来机器视觉的研究热点，目的视觉强调视觉系统应具有主动感知能力，应基于一定的任务或目的。鉴于目的视觉的重要性，智能皮肤诊断的实用性，以显微皮肤图像症状识别为切入点，研究基于目的机器视觉的皮肤症状图像的分析和处理方法，建立相应的算法模型及其芯片实现方案。本课题主要研究内容，包括目的机器视觉(皮肤图像处理)的算法模型建立、基于51内核的MV-01高性能微处理器1P核设计、基于多处理器的目的机器视觉系统芯片的设计。主要工作和成果包括以下几个方面：1、皮肤图象的预处理对于皮肤图像提出一种基于二进小波变换、计算二阶小波分解模值、以动态阈值法消除局部极大值的去噪方法，使

2、重构的图像能消除汗毛等噪声而保留图像的边缘和细节。本方法不仅适用于皮肤症状图像的消噪，亦可应用于如基因阵列图等其他的消噪处理；提出一种针对皮肤症状的自适应图像分割方法。将皮肤图像从RGB彩色空间转换到HSI彩色空间，用s(饱和度)来表示图像信息，这样不仅能将原先的三维处理简化为一维处理，而且保留了图像的颜色信息。以皮肤症状图像的s域标准差盯为判据，当盯较大时，采用最大类间方差动态闽值法，当疗较小时，采用改进的S域动态阈值分割法，使得即可解决大动态范围图像标准差的图像分割问题，又可提高分割精度。2、皮肤图像的特征提取、选择和症状识别从皮肤显微图像中提取症状皮肤图像和选取相应的分割图后，通过对皮肤

3、症状的分类研究建立皮肤特征检测提取策略，从而提出一组包括症状面积、最大／最小直径、症状内部的及边缘的颜色在内的症状图像处理特征。在此基础上提出一种基于回归分析法的反映这些处理特征量之间的线性关系的数学模型，通过检测出它们之间的相关性，选择那些回归建模过程中不相关的特征重构特征向量，从而找出线性独立的特征参数，可显著降低特征空间维数；采用统计模式识别中的基于距离函数的模式分类方法，建立一组基于马氏距离函数识别的判据准则，这比常用的基于欧氏距离函数的准则可减少误判，从而可简化运算和提高对症状的识别率。3、MV-01处理器及机器视觉处理器的设计上海大学博士学位论文设计了一种基于51架构的，指令系统与

4、8051完全兼容，功能上针对机器视觉处理的8位微控制器(MV-01)，有如下创新性特点：①将标准8051核的64kB数据空间和64kB程序空间分别扩充为16MB数据空间和16MB程序空间；②设计了堆栈跟踪功能，利用廉价的片外存储器作为备用堆栈区，实现了片内外堆栈区的无缝连接；③设计了多级复位管理功能，便于多核处理器、片上系统的实现；④设计了双DPTR，特别适合大块数据传送，相比用单DPTR进行数据块操作，速度提升了40％癌≥出了一种采用SCMP(single-chipmultiprocessor)结构的视觉处理器实现方案，主要的特点是：①设计了公共存储器总线切换器，可解决多处理器共享数据的问题

5、；②设计了一种交叉IJO口的硬件结构，能解决多处理器之间的信息、命令、状态的互传；③给出了基于皮肤诊断的目的视觉的多任务划分和分配方案，该方案可简化机器视觉的运算，并将常用图像处理算法集成在后端处理器中，使用户无需参与后端处理器的工作，提高了操作的简便性。本课题研究属于目的机器视觉的应用基础研究。在本文中，针对皮肤症状图像的特点，开拓性地提出了一整套机器视觉处理的方法，这些方法包括如何对皮肤显微图像进行预处理、分割、特征提取、特征选择和识别分类，经过理论分析与实验比较验证了所提方法的有效性和可行性，成功地将机器视觉处理技术应用于皮肤显微诊断。虽然本文的具体目标对象是皮肤诊断，但若将本视觉处理系

6、统配上相关的知识库，亦可运用于其它的各种目的对象应用场合，如基因点阵序列的识别、文物钱币的鉴别、智能监控安保、工业视觉，智能机器人、文字、指纹、染色体识别以及集成电路芯片检测等领域。因此本文的研究工作既有一定的科学意义又有广泛的应用价值。关键词：机器视觉，目的视觉，皮肤症状识别，图像识别，特征提取，特征选择，多处理器上海大学博士学位论文AbstractRecentlypurposivevisionhasbeenastudyofinterestinthefieldofmachinevision．Thesystemofpurposivevisionshouldpossessanactivesens

7、ibilityandbebasedOilcertaintasksorpurposes．Inviewoftheimportanceofpurposivevisionandthepracticabilityofintelligentskindiagnoses，theauthormakesanin-depthresearchinthefieldofmachinevisionbyspeciallystud