[发明专利]基于图像检索的中医舌色苔色自动分析方法

说明书

技术领域

本发明属于信息科学与传统中医学的交叉学科领域。以中医舌象为研究对象，结合中医专家的诊疗经验，利用基于内容的图像检索技术，重点分析舌象的颜色、纹理以及形状等视觉信息，分别提取相应的内容特征，形成描述舌象内容的特征向量进行检索。然后依据待分析舌图像与检索结果的相似性，利用统计决策方法对检索结果进行统计判决，来判断舌色、苔色属于哪一种类别，实现中医舌色苔色的自动分析。本发明将为中医舌色苔色的自动分析提供一种全新的手段和方法。

背景技术

舌诊是中医四诊中望诊的重要内容。长期以来，舌诊主要是通过医生的目测观察、经验来判断病证。与西医相比，中医以肉眼进行观察，缺乏定量化的度量与分析手段。受到医生知识水平和经验的限制，中医的诊断结果因人而异，主观性强，难以统一，可重复性差，直接影响了辩证施治的规范化和标准化，已经成为制约中医诊疗水平的提高和学术传承发展的关键问题。因此，对中医舌诊的客观化、定量化、标准化所进行的研究，对于中医辩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。

舌诊是通过观察舌象的变化来了解机体的生理功能和病理变化。舌象包括舌质和舌苔的各种表现，舌苔和舌质的异常变化则构成病理舌象，是中医医生诊断的重要依据。舌苔是舌面上附着的一层苔状物；舌质，则是舌的肌肉脉络组织。舌诊时，医生着重观察患者舌质和舌苔两方面的变化，具体包括舌质的颜色、舌苔的颜色、舌苔的厚度、湿度、质地以及舌形、舌态等，这些统称作舌象特征。人体的正常舌象为淡红舌、薄白苔，即舌质淡红而鲜明润泽，柔软灵活，运动自如，胖瘦老嫩大小适中，无异常形态；舌苔薄白，颗粒均匀，干湿适中，不粘不腻，其下有根。

在现有的各种舌诊客观化的研究工作中，主流的方法是基于图像分析的方法。该方法是在一定的光照条件下，采集受试者的彩色舌图像，数字化后输入计算机，利用图象分析技术，对舌象特征进行自动分析，并将结果储存在计算机中。这种方法能够比较全面地反映舌象的情况，符合中医舌诊的习惯，便于舌诊资料的收集与保存，具有较好的实用价值。它还能够充分利用计算机的资源，实现舌图象的显示、处理、分析、存储、管理等，具有很大的灵活性。

另一方面，图象分析技术的应用非常广泛，一直是信息处理领域的研究热点，已形成了很多实用性的研究成果。因此，采用图象分析进行舌诊客观化的研究，能够集成最先进的信息处理技术，借鉴该领域的最新研究成果，具有较好的先进性和可行性。

发明内容

本发明将基于内容的图像检索技术以及统计决策方法引入到中医舌象的舌色和苔色的自动分析中，设计了一种新的中医舌象客观化分析方法，为中医大夫提供一种客观化的临床诊断辅助手段，为缺乏经验的年轻中医医生的诊断提供借鉴和参考。

用户输入待分析的舌图像，首先通过手动或自动的舌体分割技术对舌体区域进行分割，再根据中医舌诊的习惯将舌面进行区域划分，区分舌质区域和舌苔区域，在各区域内分别提取颜色、纹理等图像的视觉特征，构成特征向量，然后计算该特征向量与特征库中已标注舌图像的舌象特征的相似度，并按相似度大小返回最相似的图像作为检索结果。最后使用统计决策的方法对检索结果进行判决，给出该舌象的舌色和苔色分类建议。

本发明的流程如附图1所示。首先，建立中医舌象数据库，由中医专家对其中的所有舌象样本进行标注，确定每个舌象样本中舌色、苔色区域的分类结果。对每个样本分割出舌质区域和舌苔区域，并分别对每个区域提取特征，如颜色矩及颜色直方图等，建立舌质特征库和舌苔特征库。

接下来，对于待分析的舌图像，以相同的方法和步骤提取其舌色特征向量与苔色特征向量，分别将其舌色特征向量和苔色特征向量与舌象特征库中对应的每个特征向量计算相似度，将相似度进行排序，将最相似的10个舌色图像和10个苔色图像作为检索结果。

最后，依据待分析舌图像与检索结果的相似性，利用统计决策方法进行判决，并给出分类结果，即分别给出舌色和苔色所属的分类。

下面详细介绍每个部分的具体内容。

1、舌色苔色区域的划分

采集到的数字化舌图像中包括舌体区以及面部等背景区。为了对舌色苔色进行准确的分析处理，需要准确划分舌图像中的舌色区域和苔色区域。本发明将采用以下步骤进行划分：

（1）舌体分割

在分析舌象特征之前，需首先将舌体区分割出来。分割的效果将直接影响舌象特征分析的准确性，本发明采用基于Snakes模型的舌体区域分割技术对采集到的舌图像进行舌体分割，以避免采集的舌图像中其他背景区域对分析准确性的影响。图2所示的是舌体分割效果图。