CN106991371A - 一种基于中医五行人体质分类的面型采集与分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于中医五行人体质分类的面型采集与分析系统。该方法首先设计并制作了面型检测可调支架，可方便的应用于不同个体；然后搭建了面型检测暗盒系统，实现人脸图像的捕获，最大化的减少了周围环境对检测结果的影响；最后设计了面型分析系统，提取人脸图像中的像素宽信息，实现人脸信息的实时便捷分析。将得到的面型信息与中医五行人体质分类的面色、举止以及形体等特征进行统计模式识别，最终得到中医五行人体质的具体分类。本发明实现了人脸图像的捕获以及人脸信息的分析，并将该技术应用于实时快速的面型检测过程中，具有操作步骤简单，装置通用性好，稳定性好等优点，能够适应即时检测的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于中医五行人体质分类的面型采集与分析系统，尤其涉及中医五行人体质分类与面型的统计模式识别，可调式检测装置的设计、抗干扰暗盒检测系统的制作以及人脸图像捕获和分析等领域。
背景技术
《黄帝内经·灵柩·阴阳二十五人》根据体质特点把人分为金、木、水、火、土五类，即五行人。体质现象是人类生命活动的一种重要表现形式，它与疾病和健康有着密切的关系。人体的体型、头面形色、肤色、目、鼻、口、四肢、舌、性格、饮食、二便等均是体质的成因。人脸包含有许多信息，传统的人脸识别对人脸图像的要求特别高，通常需要精确到人脸图像中的每一个色素，因此人脸的姿态，色度，深度的微小偏差人都会对结果造成较大的误差。对比之下，人面型的检测在医学检测的前期有着重要的归类作用，而且对人脸图像的色素要求低，检测及分析方法简单。传统的面型检测主要是凭靠医生的主观判断，难以形成具体的参数。因此凭借抗干扰性强的检测系统，实现对人脸长宽比的定量测试，对人脸图像的定量化分析提供便利。并为后续与面色、举止以及形体等五行人体质分析特征的结合，用于中医五行人体质分类的研究提供了可行性和便捷性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于中医五行人体质分类的面型采集与分析系统，尤其涉及中医五行人体质分类与面型的统计模式识别、可调式检测装置的设计、抗干扰暗盒检测系统的制作以及人脸图像捕获和分析。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于中医五行人体质分类的面型采集与分析系统，该系统包括面型检测可调支架、面型检测暗盒系统和面型分析系统；
所述面型检测可调支架包括面型检测固定下巴托、纵向固定支架、弹性伸缩结构、可调节竖杆、凹型卡槽和平衡底座；面型检测固定下巴托固定在纵向固定支架的顶端，纵向固定支架的侧壁设置弹性伸缩结构，弹性伸缩结构的前端具有凸型结构，可调节竖杆固定在平衡底座上，可调节竖杆上设置若干凹型卡槽，凸型结构与凹型卡槽相配合，实现面型检测固定下巴托的位置上下可调。
所述面型检测暗盒系统实现人脸图像的捕获，包括矩形暗盒本体，矩形暗盒本体的前端开有人脸检测口，后端开有照相机放置口；面型检测可调支架放置于人脸检测口处，人脸下巴置于面型检测固定下巴托上并对准人脸检测口；照相机镜头对准照相机放置口拍摄位于人脸检测口处的人脸图像；人脸检测口和照相机放置口分别放置一避光板；矩形暗盒本体侧壁设置LED光带接口，内部所有边缘铺设LED光带，LED光带通过LED光带接口连接外部电源。
所述面型分析系统接收面型检测暗盒系统捕获的人脸图像，提取人脸图像中的像素宽信息，获得面型信息；将得到的面型信息与中医五行人体质的面色、举止以及形体特征进行统计模式识别，最终得到五行人体质的具体分类。
所述提取人脸图像中的像素宽信息，获得面型信息，具体为：
(1)对采集到的人脸图像进行灰度化和二值化等预处理；
(2)定位确定：在预处理后的人脸图像中确定左眼定位点、右眼定位点、顶部定位线以及底部定位线，左眼定位点与右眼定位点之间形成左右眼连线；
(3)提取纵向像素宽：以左右眼连线为横向基线，旋转图像，保证与顶部定位线和底部定位线平行，在各个与横向基线平行的位置中，提取各个纵向像素宽，绘制纵向像素宽度曲线；
(4)提取横向像素宽：以左右眼连线的中点为基点形成垂直于顶部定位线和底部定位线的面部中轴线，以面部中轴线为纵向基线，在各个与纵向基线平行的位置中，提取各个横向像素宽，绘制横向像素宽度曲线；
(5)提取脸长、脸宽：根据步骤得到的纵向像素宽曲线，找到最大值，并提取出来作为脸长参数，根据步骤得到的横向像素宽曲线，找到最大值，并提取出来作为脸宽参数；
(6)计算脸轮廓长宽比：根据步骤得到的脸长和脸宽参数计算出脸轮廓长宽比；
所述将得到的面型信息与中医五行人体质的面色、举止和形体特征进行统计模式识别，最终得到五行人体质的具体分类，具体为：
(1)中医五行人体质分类：将获得的面型信息与中医五行人体质的面色、举止和形体特征进行统计模式识别，建立五行人体质分类模型；中医五行人体质分类模型的输出为：金、木、水、火、土。
(2)根据五行人体质分类模型所测得的特征向量Xi＝(xi1，xi2，…，xin)T(i＝1，2，…，N)(其中，T表示转置、N为样本点数、n为样本特征数)和步骤(1)中建立好的中医五行人体质模式之间的距离函数，对待测目标进行判别归类。
本发明的有益效果是：
1、设计并制作了面型检测可调支架，可调范围为300mm～420mm，方便应用于不同个体。
2、搭建了面型检测暗盒系统，可过滤干扰光，实现人脸图像的捕获，使相机光敏单元能够获取有效光信号，最大化的减少了周围环境对检测结果的影响，分析的灵敏度和可靠性均得到增强。
3、照明灯带由波长为525nm暖白色光的LED灯组成，对人眼的刺激小，人体感受舒适。
4、设计了面型分析系统，包含人脸图像获取、图像处理(灰度和二值化)、人眼定位、图像校准等功能。有效的提取人脸图像中的像素宽信息，实现人脸信息的实时便捷分析。
5、将获得的面型信息与中医五行人体质的面色、举止和形体特征进行统计模式识别，建立五行人体质分类模型；根据五行人体质分类模型所测得的特征向量Xi＝(xi1，xi2，…，xin)T(i＝1，2，…，N)(其中，T表示转置、N为样本点数、n为样本特征数)和建立好的中医五行人体质模式之间的距离函数，对待测目标进行判别归类。
6、该方法操作简便、检测稳定性好、通用性强、易于推广使用。
附图说明
图1是面型检测可调支架结构图；
图2是面型检测可调支架参数示意图；
图3是面型检测暗盒系统；
图4是避光板；
图5是人机交互界面；
图6是面型特征提取；
图7是面型检测软件设计流程图；
图8是实例一的纵向像素宽曲线；
图9是实例一的横向像素宽曲线；
图10是实例一的脸轮廓长宽比；
图11是实例二的纵向像素宽曲线；
图12是实例二的横向像素宽曲线；
图13是实例二的脸轮廓长宽比；
图14是实例三的纵向像素宽曲线；
图15是实例三的横向像素宽曲线；
图16是实例三的脸轮廓长宽比。
图中：面型检测固定下巴托1、纵向固定支架2、凸型卡槽3、弹性伸缩4、可调节竖杆5、凹型卡槽6、平衡底座7；人脸检测口8、照相机放置口9、LED光带10、LED光带接口11、仪器电源线12、仪器电源插口13；左眼定位点14、右眼定位点15、顶部定位线16、底部定位线17、左右眼连线18、面部中轴线19。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明作详细描述，但并不是限制本发明。
本发明提供的一种基于中医五行人体质分类的面型采集与分析系统，包括面型检测可调支架、面型检测暗盒系统和面型分析系统；
所述面型检测可调支架包括面型检测固定下巴托1、纵向固定支架2、弹性伸缩结构4、可调节竖杆5、凹型卡槽6和平衡底座7；如图1所示，面型检测固定下巴托1固定在纵向固定支架2的顶端，纵向固定支架2的侧壁设置弹性伸缩结构4，弹性伸缩结构4的前端具有凸型结构3，可调节竖杆5固定在平衡底座7上，可调节竖杆5上设置若干凹型卡槽6，凸型结构3与凹型卡槽6相配合，实现面型检测固定下巴托1的位置上下可调。如图2所示，纵向固定支架2的总长度为300mm，可调节竖杆5的总长度为300mm，根据选择的凹型卡槽6的位置不同，可实现组合总长度为300mm～420mm的调节范围。
所述面型检测暗盒系统实现人脸图像的捕获，包括矩形暗盒本体，如图3所示，矩形暗盒本体的前端开有人脸检测口8，后端开有照相机放置口9；面型检测可调支架放置于人脸检测口8处，人脸下巴置于面型检测固定下巴托1上并对准人脸检测口8；照相机镜头对准照相机放置口9拍摄位于人脸检测口8处的人脸图像；人脸检测口8和照相机放置口9分别放置一避光板，如图4所示，该避光板由黑色PVC或PE材料制成；矩形暗盒本体侧壁设置LED光带接口11，矩形暗盒本体的内部所有边缘铺设LED光带10，LED光带10通过LED光带接口11、仪器电源线12、仪器电源插口13连接外部电源。所述LED光带10为波长为525nm暖白色光的LED光带。
所述面型分析系统接收面型检测暗盒系统捕获的人脸图像，提取人脸图像中的像素宽信息，获得面型信息；将得到的面型信息与中医五行人体质的面色、举止以及形体特征进行统计模式识别，最终得到五行人体质的具体分类。
所述提取人脸图像中的像素宽信息，获得面型信息，具体为：
(1)对采集到的人脸图像进行灰度化和二值化处理等预处理：如图5人机交互界面所示，由相机拍摄所得的图像通过蓝牙传输至电脑上，然后将人脸图像进行灰度化处理，得到人脸灰度图像，然后再将得到的人脸灰度图像进行二值化，即刻得到人脸黑白图像，用于后续人脸图像像素宽提取；
(2)定位确定：如图6所示，在预处理后的人脸图像中确定左眼定位点14、右眼定位点15、顶部定位线16以及底部定位线17，左眼定位点14与右眼定位点15之间形成左右眼连线18；
(3)提取纵向像素宽：以左右眼连线18为横向基线，旋转图像，保证与顶部定位线16和底部定位线17平行，在各个与横向基线平行的位置中，提取各个纵向像素宽，绘制纵向像素宽度曲线(如图8、11、14所示)；
(4)提取横向像素宽：以左右眼连线18的中点为基点形成垂直于顶部定位线16和底部定位线17的面部中轴线19，以面部中轴线19为纵向基线，在各个与纵向基线平行的位置中，提取各个横向像素宽，绘制横向像素宽度曲线(如图9、12、15所示)；
(5)提取脸长、脸宽：根据步骤(3)得到的纵向像素宽曲线，找到最大值，并提取出来作为脸长参数，根据步骤(4)得到的横向像素宽曲线，找到最大值，并提取出来作为脸宽参数；
(6)显示脸轮廓长宽比：根据步骤(5)得到的脸长和脸宽参数计算出脸轮廓长宽比(如图10、13、16)；
所述将得到的面型信息与中医五行人体质的面色、举止和形体特征进行统计模式识别，最终得到五行人体质的具体分类，具体为：
(1)中医五行人体质分类：将获得的面型信息与中医五行人体质的面色、举止和形体特征进行统计模式识别，如下表所示，建立五行人体质分类模型；中医五行人体质分类模型的输出为：金、木、水、火、土。
表1中医五行人体质分类及模式识别
| 五行类型 | 面色 | 举止 | 形体 | 面型 |
| 金 | 苍白 | 轻浮 | 中等 | 国字脸 |
| 木 | 红润 | 稳重 | 高大 | 宽脸 |
| 水 | 白净 | 优雅 | 纤细 | 瓜子脸 |
| 火 | 赤红 | 急促 | 强壮 | 圆脸 |
| 土 | 蜡黄 | 迟缓 | 瘦小 | 瘦脸 |
(2)根据五行人体质分类模型所测得的特征向量Xi＝(xi1，xi2，…，xin)T(i＝1，2，…，N)(其中，T表示转置、N为样本点数、n为样本特征数)和步骤(1)中建立好的中医五行人体质模式之间的距离函数，对待测目标进行判别归类。
Claims (1)
1.一种基于中医五行人体质分类的面型采集与分析系统，其特征在于，该系统包括面型检测可调支架、面型检测暗盒系统和面型分析系统；
所述面型检测可调支架包括面型检测固定下巴托(1)、纵向固定支架(2)、弹性伸缩结构(4)、可调节竖杆(5)、凹型卡槽(6)和平衡底座(7)；面型检测固定下巴托(1)固定在纵向固定支架(2)的顶端，纵向固定支架(2)的侧壁设置弹性伸缩结构(4)，弹性伸缩结构(4)的前端具有凸型结构(3)，可调节竖杆(5)固定在平衡底座(7)上，可调节竖杆(5)上设置若干凹型卡槽(6)，凸型结构(3)与凹型卡槽(6)相配合，实现面型检测固定下巴托(1)的位置上下可调。
所述面型检测暗盒系统实现人脸图像的捕获，包括矩形暗盒本体，矩形暗盒本体的前端开有人脸检测口(8)，后端开有照相机放置口(9)；面型检测可调支架放置于人脸检测口(8)处，人脸下巴置于面型检测固定下巴托(1)上并对准人脸检测口(8)；照相机镜头对准照相机放置口(9)拍摄位于人脸检测口(8)处的人脸图像；人脸检测口(8)和照相机放置口(9)分别放置一避光板；矩形暗盒本体侧壁设置LED光带接口(11)，内部所有边缘铺设LED光带(10)，LED光带(10)通过LED光带接口(11)连接外部电源。
所述面型分析系统接收面型检测暗盒系统捕获的人脸图像，提取人脸图像中的像素宽信息，获得面型信息；将得到的面型信息与中医五行人体质的面色、举止以及形体特征进行统计模式识别，最终得到五行人体质的具体分类。
所述提取人脸图像中的像素宽信息，获得面型信息，具体为：
(1)对采集到的人脸图像进行灰度化和二值化等预处理；
(2)定位确定：在预处理后的人脸图像中确定左眼定位点(14)、右眼定位点(15)、顶部定位线(16)以及底部定位线(17)，左眼定位点(14)与右眼定位点(15)之间形成左右眼连线(18)；
(3)提取纵向像素宽：以左右眼连线(18)为横向基线，旋转图像，保证与顶部定位线(16)和底部定位线(17)平行，在各个与横向基线平行的位置中，提取各个纵向像素宽，绘制纵向像素宽度曲线；
(4)提取横向像素宽：以左右眼连线(18)的中点为基点形成垂直于顶部定位线(16)和底部定位线(17)的面部中轴线(19)，以面部中轴线(19)为纵向基线，在各个与纵向基线平行的位置中，提取各个横向像素宽，绘制横向像素宽度曲线；
(5)提取脸长、脸宽：根据步骤(3)得到的纵向像素宽曲线，找到最大值，并提取出来作为脸长参数，根据步骤(4)得到的横向像素宽曲线，找到最大值，并提取出来作为脸宽参数；
(6)计算脸轮廓长宽比：根据步骤(5)得到的脸长和脸宽参数计算出脸轮廓长宽比；
所述将得到的面型信息与中医五行人体质的面色、举止和形体特征进行统计模式识别，最终得到五行人体质的具体分类，具体为：
(1)中医五行人体质分类：将获得的面型信息与中医五行人体质的面色、举止和形体特征进行统计模式识别，建立五行人体质分类模型；中医五行人体质分类模型的输出为：金、木、水、火、土。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170728 |
|
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