[發(fā)明專利]基于圖像檢索的中醫(yī)舌色苔色自動分析方法

有效

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• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103745217B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 卓力;張沛;張菁;李曉光;蔡軼珩;張新峰
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/64;G06F17/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發(fā)明屬于信息科學與傳統(tǒng)中醫(yī)學的交叉學科領域。以中醫(yī)舌象為研究對象，結合中醫(yī)專家的診療經驗，利用基于內容的圖像檢索技術，重點分析舌象的顏色、紋理以及形狀等視覺信息，分別提取相應的內容特征，形成描述舌象內容的特征向量進行檢索。然后依據(jù)待分析舌圖像與檢索結果的相似性，利用統(tǒng)計決策方法對檢索結果進行統(tǒng)計判決，來判斷舌色、苔色屬于哪一種類別，實現(xiàn)中醫(yī)舌色苔色的自動分析。本發(fā)明將為中醫(yī)舌色苔色的自動分析提供一種全新的手段和方法。

背景技術

舌診是中醫(yī)四診中望診的重要內容。長期以來，舌診主要是通過醫(yī)生的目測觀察、經驗來判斷病證。與西醫(yī)相比，中醫(yī)以肉眼進行觀察，缺乏定量化的度量與分析手段。受到醫(yī)生知識水平和經驗的限制，中醫(yī)的診斷結果因人而異，主觀性強，難以統(tǒng)一，可重復性差，直接影響了辯證施治的規(guī)范化和標準化，已經成為制約中醫(yī)診療水平的提高和學術傳承發(fā)展的關鍵問題。因此，對中醫(yī)舌診的客觀化、定量化、標準化所進行的研究，對于中醫(yī)辯證規(guī)范化及中醫(yī)舌診臨床、教學、科研手段的現(xiàn)代化，具有重要的理論價值和實際意義。

舌診是通過觀察舌象的變化來了解機體的生理功能和病理變化。舌象包括舌質和舌苔的各種表現(xiàn)，舌苔和舌質的異常變化則構成病理舌象，是中醫(yī)醫(yī)生診斷的重要依據(jù)。舌苔是舌面上附著的一層苔狀物；舌質，則是舌的肌肉脈絡組織。舌診時，醫(yī)生著重觀察患者舌質和舌苔兩方面的變化，具體包括舌質的顏色、舌苔的顏色、舌苔的厚度、濕度、質地以及舌形、舌態(tài)等，這些統(tǒng)稱作舌象特征。人體的正常舌象為淡紅舌、薄白苔，即舌質淡紅而鮮明潤澤，柔軟靈活，運動自如，胖瘦老嫩大小適中，無異常形態(tài)；舌苔薄白，顆粒均勻，干濕適中，不粘不膩，其下有根。

在現(xiàn)有的各種舌診客觀化的研究工作中，主流的方法是基于圖像分析的方法。該方法是在一定的光照條件下，采集受試者的彩色舌圖像，數(shù)字化后輸入計算機，利用圖象分析技術，對舌象特征進行自動分析，并將結果儲存在計算機中。這種方法能夠比較全面地反映舌象的情況，符合中醫(yī)舌診的習慣，便于舌診資料的收集與保存，具有較好的實用價值。它還能夠充分利用計算機的資源，實現(xiàn)舌圖象的顯示、處理、分析、存儲、管理等，具有很大的靈活性。

另一方面，圖象分析技術的應用非常廣泛，一直是信息處理領域的研究熱點，已形成了很多實用性的研究成果。因此，采用圖象分析進行舌診客觀化的研究，能夠集成最先進的信息處理技術，借鑒該領域的最新研究成果，具有較好的先進性和可行性。

發(fā)明內容

本發(fā)明將基于內容的圖像檢索技術以及統(tǒng)計決策方法引入到中醫(yī)舌象的舌色和苔色的自動分析中，設計了一種新的中醫(yī)舌象客觀化分析方法，為中醫(yī)大夫提供一種客觀化的臨床診斷輔助手段，為缺乏經驗的年輕中醫(yī)醫(yī)生的診斷提供借鑒和參考。

用戶輸入待分析的舌圖像，首先通過手動或自動的舌體分割技術對舌體區(qū)域進行分割，再根據(jù)中醫(yī)舌診的習慣將舌面進行區(qū)域劃分，區(qū)分舌質區(qū)域和舌苔區(qū)域，在各區(qū)域內分別提取顏色、紋理等圖像的視覺特征，構成特征向量，然后計算該特征向量與特征庫中已標注舌圖像的舌象特征的相似度，并按相似度大小返回最相似的圖像作為檢索結果。最后使用統(tǒng)計決策的方法對檢索結果進行判決，給出該舌象的舌色和苔色分類建議。

本發(fā)明的流程如附圖1所示。首先，建立中醫(yī)舌象數(shù)據(jù)庫，由中醫(yī)專家對其中的所有舌象樣本進行標注，確定每個舌象樣本中舌色、苔色區(qū)域的分類結果。對每個樣本分割出舌質區(qū)域和舌苔區(qū)域，并分別對每個區(qū)域提取特征，如顏色矩及顏色直方圖等，建立舌質特征庫和舌苔特征庫。

接下來，對于待分析的舌圖像，以相同的方法和步驟提取其舌色特征向量與苔色特征向量，分別將其舌色特征向量和苔色特征向量與舌象特征庫中對應的每個特征向量計算相似度，將相似度進行排序，將最相似的10個舌色圖像和10個苔色圖像作為檢索結果。

最后，依據(jù)待分析舌圖像與檢索結果的相似性，利用統(tǒng)計決策方法進行判決，并給出分類結果，即分別給出舌色和苔色所屬的分類。

下面詳細介紹每個部分的具體內容。

1、舌色苔色區(qū)域的劃分

采集到的數(shù)字化舌圖像中包括舌體區(qū)以及面部等背景區(qū)。為了對舌色苔色進行準確的分析處理，需要準確劃分舌圖像中的舌色區(qū)域和苔色區(qū)域。本發(fā)明將采用以下步驟進行劃分：

（1）舌體分割

在分析舌象特征之前，需首先將舌體區(qū)分割出來。分割的效果將直接影響舌象特征分析的準確性，本發(fā)明采用基于Snakes模型的舌體區(qū)域分割技術對采集到的舌圖像進行舌體分割，以避免采集的舌圖像中其他背景區(qū)域對分析準確性的影響。圖2所示的是舌體分割效果圖。