[發明專利]基于偏振光的中醫舌苔潤燥信息分析裝置及方法

在審

• 申請號: 202110156801.7
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112790738A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 蔡軼珩;楊靜賢;劉丹;謝錦
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 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

基于偏振光的中醫舌苔潤燥信息分析裝置及方法屬于中醫望診的客觀化研究領域。在固定的光照條件下，得到短時間內有無偏振片情況下拍攝的兩組圖像。基于兩組圖像的差異，得到偏振片濾除的反光亮斑區域，該區域的像素數作為舌苔潤燥的量化參考。對舌苔潤燥這一舌象特征，主要依據舌面圖像上的水分亮斑來進行量化分析，舌苔比較潤時亮斑面積大，舌苔干燥時亮斑面積幾乎為零。但是，由于舌表面白苔的圖像數據與水分亮斑的數據非常接近，影響了分析的準確度。本方法基于水分反光的偏振特性，提出采用偏振片消除水分反光，從而在獲得包含水分反光圖像和不包含水分反光圖像兩組圖像后，確定水分反光的像素范圍，實現了更為準確的舌苔潤燥量化分析。

技術領域

本發明屬于中醫望診的客觀化研究領域，特別涉及中醫望診中舌苔潤燥量化領域，用于實現舌苔潤燥量化與分級，為醫生提供量化數據參考。

背景技術

中醫舌診是通過觀察舌象變化了解人體生理功能和病理變化的診察方法，在中醫臨床診斷中起著重要的作用。傳統的舌診方法依賴于中醫的目視觀察及語言描述，缺乏量化描述指標和客觀記錄手段，給中醫舌診傳承及推廣帶來了困難。隨著現代科學技術手段在中醫舌診方面的發展，舌診客觀化、標準化的研究已經成為中醫舌診重要的發展方向。

在舌色客觀化的處理研究中，普遍應用數字圖像處理和分析技術。而其中對于舌苔潤燥，即舌苔表面水分多少的分析，主要基于舌表面圖像的高亮部分像素的統計分析。但是，由于舌表面白苔的影響，高亮部分像素除了舌苔表面水分形成的亮斑外，往往包含同樣具有高亮度的白苔部分，使得統計結果不準確。有效去除舌表面白苔對舌苔潤燥分析的影響，實現舌苔表面水分亮斑的提取與分析，對舌苔潤燥更為準確的量化分析具有客觀必要性。

發明內容

中醫理論中，舌苔潤燥是描述舌苔表面水分多少的一個舌象特征指標，與其他舌象特征一起反映身體的證候及體質。在基于數字圖像的中醫舌象信息采集與分析領域中，舌苔潤燥分析可以通過對舌圖像中舌苔表面水分形成亮斑的分析來實現。為了去除舌表面白苔的影響，本發明根據鏡面反光的偏振效應，以及利用偏振片可消除鏡面反光的物理原理，對在有無偏振片情況下拍攝的兩組圖像進行分析，實現舌苔潤燥的量化。

本發明具體方案設計如下：在固定的光照條件下，得到短時間內有無偏振片情況下拍攝的兩組圖像。基于兩組圖像的差異，得到偏振片濾除的反光亮斑區域，該區域的像素數作為舌苔潤燥的量化參考。

依次包括如下步驟：

1.獲取有無偏振片情況下的兩組圖像

在固定的光照條件下，采用數碼相機快速拍攝舌體正面圖像。在數碼相機鏡頭前，設計偏振片的電動移動裝置。電動裝置可以控制偏振片快速移動，使得偏振片在短時間內實現相對鏡頭的覆蓋與移開，并可與相機快門同步控制。從而在短時間內拍攝移除偏振片以及鏡頭前裝載偏振片的兩組舌體正面圖像。電動裝置移動速度大于500mm/s；

2.計算兩組圖像的亮度差

分別計算有無偏振片情況下的兩組圖像的亮度矩陣，并逐像素將無偏振片圖像亮度減掉有偏振片圖像亮度，得到亮度差灰度圖。由于偏振片會消除反光，因此舌表面水分反光形成的亮斑會被消除，對應像素亮度與無偏振片情況下的亮度差別很大，在亮度差灰度圖中形成高亮度區域。而其余占大部分的像素只有小幅度亮度衰減，在亮度差灰度圖中呈現比較低的亮度值。

3.確定反光亮斑分割閾值

統計得到亮度差灰度圖的亮度直方圖，確定直方圖最高峰值對應亮度L1(對應灰度圖中的大部分像素)，確定直方圖的次高峰值對應亮度L2，取L1和L2之間的中值，即為反光亮斑分割閾值。

4.確定舌苔潤燥量化值

統計亮度差灰度圖中大于閾值的像素數，將該像素數除以舌體范圍像素數，作為舌苔潤燥量化值。