基于双目立体视觉的舌诊客观化研究

摘要

舌诊是中医四诊的重要组成部分，随着医学的现代化和全球化，中医客观化诊断技术已经在标准化和自动化方面得到快速发展。但当前的客观化舌诊研究基于二维图像，只能得到颜色、形态等信息，缺失点刺、裂痕、体积等三维信息，因此建立三维舌像是客观化舌诊的发展方向之一。
　　本文从舌特征出发，提出基于双目立体视觉的舌诊客观化研究方法，设计了三维舌像采集系统，并对图像预处理、立体标定、立体匹配、三维重建以及舌形判断方面做了深入研究。实验结果表明，基于双目立体视觉的舌像三维重建可满足舌动态性和精度要求，同时基于三维舌像的舌形分析方法可成功分辨胖瘦舌。本文的主要工作和创新点如下：
　　首先，三维舌像采集系统包括暗箱、双目相机系统和投影仪。暗箱为舌像采集提供了稳定的光源环境，投影仪投影图像以增加舌表面特征并充当照明设备。采用张氏标定法标定双目系统。
　　根据舌表面纹理丰富、深度连续的特点，采用线性区域增长法实现立体匹配，并采用视差测距法实现三维重建，通过结合相似性测度函数SSD与ρδ(n)得到新的测度函数NSSD，可有效抑制噪声。首先，采用canny算子提取左右图像对中的边缘特征；根据NSSD匹配图像对中的同名特征点并作为种子点，根据种子点进行线性区域增长得到舌体区域视差图；之后采用双边滤波平滑视差图；图像中存在嘴角等非感兴趣区域，根据舌表面与嘴角的深度差去除视差图中的非感兴趣区域；最后根据视差测距法得到舌体三维点云图。
　　提出一种基于三维舌像的舌体胖瘦分析方法，采用Geomagic stereo对三维点云拟合、修补舌模型，并计算舌体体积V。应用体积参数V与体表面积Mt比值S来判断舌体胖瘦。结果表明舌体系数S具有良好的判断效果。
　　临床结果表明，该方法可以方便、快速提取舌像信息，利于多参数分析舌的形貌特征，为客观化舌诊探索出一种新方法。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 舌结构及特征

1.3 舌形判断研究进展

1.4 舌像三维重建方法的研究进展

1.5基于计算机视觉的三维重建的研究进展

1.6 课题的研究内容与结构

第2章 舌表面重建的双目立体视觉系统及标定

2.1 舌像三维重建的方法确定

2.2 双目立体视觉原理

2.3 摄像机线性成像模型

2.4 相机标定

2.5 极线校正

2.6 本章小结

第3章 三维舌像采集及图像预处理

3.1 三维舌像采集系统设计

3.2 图像对采集

3.3 图像预处理

3.4 边缘特征提取

第4章 立体匹配及三维重建

4.1 立体匹配算法介绍

4.2 改进的线性区域增长算法

4.3 感兴趣区域提取及滤波

4.4 三维重建

4.5 系统精度验证

4.6 体积计算

4.7 本章小结

第5章 基于三维舌像的实验

5.1 参数及计算方法

5.2 基于三维舌像的舌形分析

5.3 基于三维舌像的舌体分割

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢