[发明专利]根部欠照明舌图像的自适应暗部细节复现方法

说明书

技术领域

本发明属于医学图像处理领域。是将一种利用计算机技术、图像摄取技术、数字图像处理技术等实现合成图像并复现的方法应用于中医舌象领域。人眼直接观察舌体时由于局部适应可看到各种亮度水平的区域，然而显示器上的舌图像在一个适应水平上，使得光照不足的舌根部区域所含信息无法显露。该方法能通过对输入不同曝光量的舌图像进行合成并映射再现，使欠照明舌根部区域的细节信息显露出来，实现根部欠照明舌图像的自适应性。

以计算机图像分析技术为主要技术手段进行舌诊客观性研究，是20世纪80年代发展起来的一种新的舌象客观性研究方法。用得到的自适应舌图像进行分析和处理可以对舌象特征进行比较全面的研究。

背景技术

传统的中医舌诊是由医生根据自己的知识和经验用眼睛观察，并作出判断，其诊断结果受医生知识水平、思维方式及诊断技巧的限制。因此，对中医舌诊的客观化、数字化，即对客观的舌象分析方法进行研究，对中医辨证规范化及中医舌诊临床、教学、科研手段的现代化具有重要的理论价值和实际意义。在获取舌象信息时，由于舌根部区域光照不足，采集的舌根部区域细节信息丢失。人眼观看舌象时由于局部适应能同时看到各种亮度水平的区域，对于根部欠照明舌图像要显示更多的细节信息需要实现其局部适应性。

将相同场景不同曝光量的舌图像序列进行合成，然后再将其映射到显示设备上。在合成舌图像之前，需要估计成像系统的响应曲线，成像系统的光照响应曲线是相机曝光量与图像像素值之间的关系曲线，是合成舌图像的关键，其中曝光量X是辐照度E与曝光时间Δt的乘积。然后根据响应曲线对不同曝光量的舌图像序列进行合成，最后将其映射到一个普通的显示设备上进行复现，映射过程中实现舌图像的局部适应，更好的表现真实舌体的亮区和暗区信息，使观察者可以同时看到各种亮度水平的区域。

发明内容

本发明是在中医舌象领域，针对根部欠照明的舌图像提出。获取P个不同曝光量的舌图像，首先估计相机RGB三通道的响应曲线，然后将P个舌图像合成为一个包含更多细节信息的舌图像；再通过色调映射将合成后的舌图像复现在普通显示设备上，实现舌图像的局部适应控制，使得舌图像根部细节信息的再现效果明显。

对于彩色的舌图像，本方法对R、G、B三个通道分别进行响应曲线标定、合成和色调映射；并且对各个通道逐像素计算合成后的辐照度值及映射结果，最后完成整幅图像的合成及映射并输出结果。

该方法首先要在同一光源环境且拍摄仪器和拍摄对象位置固定的条件下，用同一拍摄仪器通过改变曝光时间获得P个不同曝光量的舌图像；然后将图像传输至计算机，在计算机中完成舌图像的合成和色调映射，过程中实现舌图像根部的自适应性，计算机处理过程包括下述步骤：

(1)读取P个舌图像，每个舌图像的像素点数均为m×n，每个像素点对应一个R值、G值、B值，将读取的所有像素点的R、G、B值分别存放在r_m×n×P，g_m×n×P，b_m×n×P三个数组中，其中m、n是一个图像的行数和列数，P是图像个数，m×n×P是每个数组的维数。对r_m×n×P数组来说共包含m×n×P个R值；

(2)相机辐射标定：

首先，利用现有的标准光电转换函数测试卡，测试卡一般由M个不同密度的灰色块组成且色块密度density已知，根据已知密度计算反射率，反射率的计算公式为refl＝10^-density，进而得到相对曝光量的自然对数值即lnrefl。

其次，拍摄光电转换函数测试卡图像并显示，从测试卡图像的M个色块中依次选取M个点并得到其RGB值，以像素值为横坐标，以对应的相对曝光量的自然对数值lnrefl为纵坐标作图，并对R、G、B三个通道分别描点。

最后，通过拟合得到像素值0-255范围内的R、G、B三通道的响应曲线R_g，G_g，B_g，如图4所示。