新型中医舌象仪的研制和舌图像的颜色重现

摘要

中医学以整体观和平衡观为指导,已成为现代医学的重要组成部分和人类医学的宝贵财富。舌诊是中医四诊的重要内容,是辩证论治的主要依据。它通过观察舌象的变化,了解机体生理功能和病理变化。近年来,舌象客观化研究逐步发展并开发出一些能够应用于临床实践的舌象仪器,有助于克服传统的舌诊方法中存在的主观性、重复性差、结果因人而异等缺点。 已有的舌象分析研究主要在采集环境的标准化、舌图像的颜色重现、舌色苔色等颜色特征以及纹理特征分析方面取得了突破。但是SIPL型中医舌象分析仪受到采集环境与设备的限制,不能满足卧床病人舌象采集的需求,需要研制小型舌象采集装置。而已研制的两种小型设备的舌图像采集情况并不理想,很难得以实际应用。 本文在现有舌象分析研究的基础上,分析了光源的若干特性及数码相机的相关理论等,主要对小型舌象采集装置的光源和其他机械结构方面加以改进,包括采用高色温高显色性的卤钨灯、增加散热装置等。实验结果表明,设计制作的新Ⅲ型中医舌象采集装置能够采集清晰稳定、细节丰富的舌图像,画面质量较高。 在新Ⅲ型中医舌象采集装置中,照明环境及采集设备性能会发生较大的变化,采集到的舌图像与SIPL型中医舌象分析仪获得的图像存在差异,必须首先解决颜色重现的问题。本文讨论了光照、采集设备等因素对舌图像颜色数据的影响,并对颜色重现技术进行了综述。针对新Ⅲ型舌象采集装置采集条件变化带来的图像颜色重现问题,将多项式回归离线颜色重现方法和感兴趣色域离线颜色重现方法用于舌图像的颜色校正,并提出基于最大熵估计的离线颜色重现方法和自适应局部线性回归离线颜色重现方法,取得了一定的校正效果。 论文的研究工作,对舌诊的客观化研究具有重要价值,为中医现代化研究起到了促进作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1中医舌诊客观化的研究背景和意义

1.1.1中医诊治与舌象分析

1.1.2中医舌象分析的主要内容

1.1.3中医舌诊客观化的意义

1.2中医舌诊客观化的研究进展

1.2.1舌象特征测定

1.2.2计算机舌图像分析

1.2.3计算机舌图像分析的难点

1.3本论文的主要工作

1.4本论文的章节安排

第2章中医舌象分析系统的研究

2.1引言

2.2中医舌象分析系统的设计思路

2.2.1舌象特征与舌图像特征的关系

2.2.2舌象分析的一般过程

2.3中医舌象分析系统的研究进展

2.4 SIPL型中医舌象分析仪

2.5新Ⅰ型中医舌象采集装置

2.6新Ⅱ型中医舌象采集装置

2.7本章小结

第3章新Ⅲ型中医舌象采集装置的研制

3.1引言

3.2光源的选择

3.2.1光源的显色性

3.2.2光源的色温

3.2.3光源的发光强度

3.2.4常用光源的性能指标

3.2.5新Ⅲ型中医舌象采集装置采用的光源

3.3照明几何条件与布光

3.4机械结构设计

3.4.1积分球的设计

3.4.2散热系统的设计

3.4.3漫反射材料喷涂方式的改进

3.4.4其它机械结构的改进

3.5数码相机的选择

3.5.1数码相机的成像过程

3.5.2数码相机的图像处理

3.5.3数码相机的成像模型

3.5.4数码相机的性能比较

3.5.5数码相机的参数设置

3.6实验结果和比较分析

3.7本章小结

第4章颜色重现的基本理论

4.1引言

4.2颜色视觉

4.2.1颜色视觉现象

4.2.2颜色视觉理论

4.2.3颜色恒常性

4.2.4颜色匹配

4.3表色系统

4.3.1 CIE标准色度学系统

4.3.2孟塞尔颜色系统

4.4影响舌图像颜色重现的因素

4.4.1光照环境对颜色重现的影响

4.4.2图像采集设备对颜色重现的影响

4.4.3显示器对颜色重现的影响

4.4.4舌体对颜色重现的影响

4.5颜色重现的效果评价

4.5.1客观评价标准

4.5.2主观评价标准

4.5.3两种评价标准的比较

4.6本章小结

第5章舌图像的颜色重现方法

5.1引言

5.2常用的颜色重现方法

5.2.1白点映射法

5.2.2矩阵法

5.2.3神经网络法

5.2.4三维查找表法

5.2.5直方图匹配法

5.2.6有限维反射模型法

5.2.7监督颜色恒常性法

5.3原舌象分析仪采用的颜色重现方法

5.3.1多项式回归颜色重现方法

5.3.2支撑向量回归颜色重现方法

5.3.3偏最小二乘回归颜色重现方法

5.3.4感兴趣色域颜色重现方法

5.3.5基于ICC标准的颜色重现方法

5.3.6基于有限维模型的颜色重现研究

5.4本章小结

第6章新Ⅲ型中医舌象采集装置的颜色重现

6.1引言

6.2新Ⅲ型中医舌象采集装置的稳定性

6.3基于多项式回归的离线颜色重现方法

6.3.1多项式回归离线校正过程

6.3.2实验结果与讨论

6.4基于感兴趣色域的离线颜色重现方法

6.4.1舌体颜色空间分布

6.4.2感兴趣色域离线校正过程

6.4.3实验结果与讨论

6.5基于最大熵估计的离线颜色重现方法

6.5.1四面体插值算法

6.5.2最大熵估计离线校正过程

6.5.3自适应最大熵估计颜色重现方法

6.5.4实验结果与讨论

6.6自适应局部线性回归的离线颜色重现方法

6.6.1自适应局部线性回归离线校正过程

6.6.2实验结果与讨论

6.7本章小结

结论与展望

论文的主要工作

进一步的工作展望

参考文献

附录

致谢