[發明專利]基于二分光反射模型的中醫舌苔濕度的計算機分析方法

無效

• 申請號: 02103796.5
• 申請日: 2002-03-25
• 公開（公告）號: CN1367387A
• 公開（公告）日: 2002-09-04
• 發明（設計）人: 沈蘭蓀
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N21/17;G06F19/00
• 代理公司: 北京工大思海專利代理有限責任公司
• 代理人: 張慧

技木領域

本發明屬醫學圖像處理領域。是一種利用計算機技術、圖象攝取技術、數字圖象處理技術、光學技術等實現中醫舌苔濕度的自動分析與判別的方法。該方法能實現對輸入舌圖象的自動分析，并判斷是燥苔、潤苔還是水滑苔。

舌苔是舌面上附著的一層苔狀物，其濕潤或干燥是觀察體內水分過多或失水程度的重要指標；因此舌苔濕度是中醫舌診時所采用的基本特征，也是中醫舌象分析裝置中使用的重要指標之一。背景技術

舌診是通過觀察舌象的變化了解人體生理功能和病理變化的診察方法，目前，中醫舌診仍然是靠醫生對舌體進行觀察，從而作出判斷。舌苔濕度的診察也是如此。這種方法帶有很強的主觀性、模糊性，診察結果與醫生的經驗密切相關。特別是在計算機技術、網絡技術高速發展的現在，傳統中醫診察方式已經不能適應醫學發展的需要。

二分光反射模型是光學領域中描述不透明非均質物體光反射機理的模型。它認為物體上任一點的顏色由面反射的光斑色和體反射的本色線性組合而成。對于不透明非均質物體，入射光在物體表面部分發生反射，其中的面反射是指在兩種物質(即空氣和不透明物質)接口處發生的反射；而體反射是物體本身的反射，它是當折射進入物體內部的光線在穿越介質時與存在于介質中的色素顆粒相碰撞，部分光線由于色素顆粒的影響發生散射，改變了方向，最終被反射出來的現象。若圖象某一點上面反射占主導時，該點即為光斑點；若體反射占主導時，該點即為本色點。由此可將彩色圖象分為光斑區和本色區。已經有研究將二分光反射模型應用于彩色圖象的分割，它根據二分光反射機理，依據亮度和各區象素點在二分光平面內形成線簇的形狀等特征，對彩色圖象進行光斑檢測及將不同顏色的物體分離。但舌苔濕度分析中水膜光斑的檢測與普通彩色圖象的光斑檢測有所不同，它不僅要識別亮度區，還要區分亮斑區與舌苔白色本色區及區別水膜亮斑區與由光滑面形成的亮斑區。

發明內容

本發明不同于普通彩色圖象的光斑識別，是以二分光反射模型為基礎，根據舌苔潤燥程度將對面反射和體反射的主次產生影響的原理，針對舌苔濕度分析的具體情況，運用圖象處理的方法，識別舌圖象中與舌苔濕度有關的水膜亮斑區，從而有效地將現代計算機技術、圖象處理技術應用于舌苔濕度的分析，實現舌苔濕度的自動分析判斷。

本發明的技術方案參見圖1、圖2。該方法是由機械平臺與標準光源形成舌圖象的采集環境。數碼相機用于獲得的數字化舌圖象，并將圖象傳輸至計算機，在計算機中完成從輸入舌圖象中得到各象素點的RGB值，進行分割，將舌體部分與背景相分離，本發明的特征在于該方法還依次包括下述步驟：

1)在計算機中完成從輸入舌圖象中得到各象素點的RGB值，進行分割，將舌體部分與背景相分離；

2)根據二分光反射模型機理，舌苔表面水膜反光將形成亮斑，通過計算圖象區域相對亮度可實現對亮斑區域的識別，

首先將舌苔圖象分為若干小區，計算各區的相對亮度，相對亮度計算方法為其中l為小子區的平均亮度，L為整個舌苔的平均亮度；

平均亮度是小區內各象素點亮度的平均值，而這里的亮度是指象素的RGB(紅、綠、藍)三色灰度值的加權平均，按現有映射關系，可得到亮度值Y＝0.299R+0.587G+0.114B；

Dl大于閾值Dh，則該子區為較高亮度區；Dl小于Dh，則該子區非較高亮度區；Dh經實驗認為應取0.08至0.17。

采用區域生長法按8鄰域歸并較高亮度子區，得到較高亮度區域，參見圖8。具體步驟為：分別判斷圖中較高亮度小區x周圍8個相鄰小區(1～8)是否為較高亮度區，若某一小區是，則將該小區與x小區合并為一個區域。

3)根據較高亮度區各象素點在RGB彩色空間的分布特征。區分舌苔表面水膜反射造成的亮斑區與白色本色區。RGB彩色空間是以紅色、綠色、藍色三坐標形成的三維空間，坐標范圍為(0，0，0)～(255，255，255)，如圖9所示。坐標原點(0，0，0)表示三色灰度值都為0，象素點為黑色；(255，255，255)表示三色灰度值都為最大，象素點為白色。

由于舌苔經常有白色區域，這些區域也具有較高的亮度。要得到準確的舌苔濕度指標，必須將較高亮度區域中的白色本色區域排除。