CN109965849A - 前置式图像自动分割的舌象采集装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中医工程与图像处理交叉领域，为解决目前舌象采集中光源直接照明对所得图像产生的影响，提高后期诊断的准确性。为此，本发明采取的技术方案是，前置式图像自动分割的舌象采集装置和方法，由暗箱结构、投影仪、摄像头以及控制处理平台组成，暗箱是一个一体化结构，整体为球型结构，有利于对投影仪的光进行漫反射，投射到舌体上；前面开有一个圆形开口，开口下方有下颌托架，方便拍摄时人将头部嵌入开口处；后面嵌入投影仪以及摄像头，投影仪作为光源使用，投影仪及摄像头均由数据线与外部控制处理平台相连。本发明主要应用于医疗设备的设计制造。

Description

前置式图像自动分割的舌象采集装置和方法

技术领域

本发明涉及中医工程与图像处理交叉领域，具体涉及前置式图像自动分割的舌象采集装置和方法。

背景技术

舌诊是中医四诊的重要组成部分，现代研究表明，舌与全身营养状况、急性炎症刺激等多种疾病因素有关，具有一定的诊断价值，同时与语言、吞咽、咀嚼等功能密切相关。然而几千年来，中医一直依靠眼睛来观察体会舌象所反映的信息。该方法通常较为主观，医生的知识水平、从医经验、诊病技巧、心理因素，以及光线、温度等外界因素都可能造成诊断偏差；重复性较差，且辨证论治没有统一的标准。随着口腔癌如舌癌患者的日益增加，探究舌结构与功能的关系成为临床诊断与科学研究中的热点。从中医诊断出发，舌诊是其重要组成部分。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。

目前市场上存在的舌诊系统大多都使用光源对人的脸部直接进行照明，通过这种方式拍摄的图像舌的部位会反光，产生许多反光点，导致后期图像处理结果不准确，诊断会有一定误差。本发明提出的前置式图像自动分割的舌象采集方法是在人吐舌时预拍一张图片，进行图像处理分割出舌像，然后用投影仪作光源，对舌以外的部分进行照明，避免对舌面直接进行照明产生反光，使后期图像处理得到的结果更加准确。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在结合中医舌诊理论、现代工程方法发明一种前置式图像自动分割的舌象采集方法，解决目前舌象采集中光源直接照明对所得图像产生的影响，提高后期诊断的准确性。为此，本发明采取的技术方案是，前置式图像自动分割的舌象采集装置，由暗箱结构、投影仪、摄像头以及控制处理平台组成，暗箱是一个一体化结构，整体为球型结构，有利于对投影仪的光进行漫反射，投射到舌体上；前面开有一个圆形开口，开口下方有下颌托架，方便拍摄时人将头部嵌入开口处；后面嵌入投影仪以及摄像头，投影仪作为光源使用，投影仪及摄像头均由数据线与外部控制处理平台相连。

控制处理平台控制摄像头对舌象进行预拍摄对所得舌象图片进行前期图像处理，将舌体部分分割出来；根据图像分割结果控制投影仪对舌体以外部分进行照明，光通过漫反射投射到舌体部分；再次控制摄像头拍摄舌象；对再次拍摄所得舌象进行处理分析，得出诊断结果。

控制处理平台包括：

舌体提取模块，用于对再次拍摄所得舌象进行自动分割，得到只有舌体部分的图像；对所得舌体图像进行舌质与苔质的分离；

特征提取模块，用于通过颜色、舌形及苔质特征提取算法舌体提取模块的输出进行特征提取；

自动分类模块，自动分类得出舌象诊断结果。

前置式图像自动分割的舌象采集方法，步骤如下：

步骤1、通过摄像头对舌象进行预拍摄并进行处理分割出舌体部分；

步骤2、根据分割结果利用投影仪对舌体外部分进行照明，使光源不会直接照射在舌体部分；

步骤3、在此条件下再次控制摄像头对舌象进行拍摄，对所得舌象进行处理分析，得出结论。

被试者以舒适、端正、方便为原则坐于中医三维舌象采集系统前侧，将下颌放在前面；

板的下颌托架上，伸出舌头，伸舌时要自然，舌体放松，舌面平展，舌尖略向下，口尽量张大，但不要过分用力，使舌体充分暴露；操作控制处理平台控制摄像头进行拍摄并处理得出结果。

步骤(3)进一步具体地，舌象处理流程：对再次拍摄所得舌象进行自动分割，得到只有舌体部分的图像；对所得舌体图像进行舌质与苔质的分离；然后通过颜色、舌形及苔质特征提取算法进行特征提取；最后通过自动分类得出舌象诊断结果。

本发明的特点及有益效果是：

本发明具有的优点和有益效果是：采用暗箱结构，使所采集舌象准确反映真实舌象信息，避免光线、温度等客观原因造成的信息误差；同时通过投影仪对舌体外部分进行照明，避免对舌体直接照明造成反光所产生的误差，所得舌象更加接近于自然光照下肉眼所得，更加真实准确，益于后续客观分析舌象特征，得到更加全面准确的处理结果；实用性强、稳定性高、重复性好。

附图说明：

图1是前置式图像自动分割的舌象采集系统结构示意图。

图2是舌象采集系统结构框图。

图3是本发明的总体流程图。

图4是舌象处理的流程图。

具体实施方式

本发明的主要目的是结合中医舌诊理论、现代工程方法发明一种前置式图像自动分割的舌象采集方法，解决目前舌象采集中光源直接照明对所得图像产生的影响，提高后期诊断的准确性。

本发明要解决的主要技术问题是：要解决如何设计一套满足中医舌象观察要求的舌象采集系统的问题。具体包括：要解决采用何种结构使舌象不受外界光源影响的问题；要解决摄像头及投影仪如何摆放使所拍摄的舌象能够准确全面反映真实舌象信息、并且利于后续分析；要解决如何通过投影仪照明拍摄得到更加真实准确的舌象；要解决如何根据所得舌象进行分析得到更加全面准确的诊断结果。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种前置式图像自动分割的舌象采集方法，利用暗箱结构、摄像头、投影仪以及控制处理平台得以实现。

舌象采集平台采用暗箱的设计，舌象采集暗箱主要包括光线屏蔽外壳、摄像头、投影仪等部分，其核心的功能是提供一个不受外部光源干扰的拍摄环境，并且使拍摄时的物镜距离固定。

摄像头及投影仪分布于暗箱内部，通过支架固定在暗箱内部；摄像头及投影仪均由数据线与外部控制处理平台相连。

控制处理平台安装有控制以及图像处理软件，首先控制投影仪对舌体进行照明，同时控制摄像头对舌象进行预拍摄并做前期图像处理，将舌体部分与其他部分分割开来，然后根据图像分割结果控制投影仪对舌体以外部分进行照明，再次控制摄像头进行拍摄得到舌象，利用图像处理软件对所得舌象进行处理分析，最终得到诊断结果。

一种前置式图像自动分割的舌象采集方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、通过摄像头对舌象进行预拍摄并进行处理分割出舌体部分

步骤2、根据分割结果利用投影仪对舌体外部分进行照明，使光源不会直接照射在舌体部分

步骤3、在此条件下再次控制摄像头对舌象进行拍摄，对所得舌象进行处理分析，得出结论.

以上技术方案完全满足中医舌诊下述要求：充足的光线，一般要求直射的自然光线；适宜的温度，一般为20℃左右；患者以舒适、端正、方便为原则采取坐或站位。

舌象处理流程：对再次拍摄所得舌象进行自动分割，得到只有舌体部分的图像；对所得舌体图像进行舌质与苔质的分离；然后通过颜色、舌形及苔质特征提取算法进行特征提取；最后通过自动分类得出舌象诊断结果。

为能进一步了解本发明的内容、特点，列举以下最佳实施方式，并配合附图进行详细说明。

本发明设计一种前置式图像自动分割的舌象采集系统，由暗箱结构1、投影仪2、摄像头3以及控制处理平台4等部件组成。暗箱结构是一个一体化结构，整体为球型结构，有利于对投影仪的光进行漫反射，投射到舌体上。前面开有一个圆形开口，开口下方有下颌托架，方便拍摄时人将头部嵌入开口处。后面嵌入投影仪2以及摄像头3，投影仪2作为光源使用。投影仪2及摄像头3均由数据线与外部控制处理平台4相连。

本发明的总体流程具体过程如下：步骤1、控制摄像头对舌象进行预拍摄。步骤2、对所得舌象图片进行前期图像处理，将舌体部分分割出来。步骤3、根据图像分割结果控制投影仪对舌体以外部分进行照明，光通过漫反射投射到舌体部分。步骤4、再次控制摄像头拍摄舌象。步骤5、对再次拍摄所得舌象进行处理分析，得出诊断结果。

舌像采集的过程具体如下：

被试者以舒适、端正、方便为原则坐于中医三维舌象采集系统前侧，将下颌放在前面

板的下颌托架上，伸出舌头，伸舌时要自然，舌体放松，舌面平展，舌尖略向下，口尽量张大(但不要过分用力)，使舌体充分暴露。如伸舌过分用力或舌体紧张、蜷曲、都会影响舌的气血运行而引起舌色改变或舌干湿度的改变。中医师操作控制处理平台控制摄像头进行拍摄并处理得出结果。

以上结合附图对本发明的一个最佳实施方式进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种前置式图像自动分割的舌象采集装置，其特征是，由暗箱结构、投影仪、摄像头以及控制处理平台组成，暗箱是一个一体化结构，整体为球型结构，有利于对投影仪的光进行漫反射，投射到舌体上；前面开有一个圆形开口，开口下方有下颌托架，方便拍摄时人将头部嵌入开口处；后面嵌入投影仪以及摄像头，投影仪作为光源使用，投影仪及摄像头均由数据线与外部控制处理平台相连。

2.如权利要求1所述的前置式图像自动分割的舌象采集装置，其特征是，控制处理平台控制摄像头对舌象进行预拍摄对所得舌象图片进行前期图像处理，将舌体部分分割出来；根据图像分割结果控制投影仪对舌体以外部分进行照明，光通过漫反射投射到舌体部分；再次控制摄像头拍摄舌象；对再次拍摄所得舌象进行处理分析，得出诊断结果。

3.如权利要求1所述的前置式图像自动分割的舌象采集装置，其特征是，控制处理平台内设有：

舌体提取模块，用于对再次拍摄所得舌象进行自动分割，得到只有舌体部分的图像；对所得舌体图像进行舌质与苔质的分离；

特征提取模块，用于通过颜色、舌形及苔质特征提取算法舌体提取模块的输出进行特征提取；

自动分类模块，自动分类得出舌象诊断结果。

4.一种前置式图像自动分割的舌象采集方法，其特征是，步骤如下：

步骤1、通过摄像头对舌象进行预拍摄并进行处理分割出舌体部分；

步骤2、根据分割结果利用投影仪对舌体外部分进行照明，使光源不会直接照射在舌体部分；

步骤3、在此条件下再次控制摄像头对舌象进行拍摄，对所得舌象进行处理分析，得出结论。

5.如权利要求3所述的前置式图像自动分割的舌象采集方法，其特征是，被试者以舒适、端正、方便为原则坐于中医三维舌象采集系统前侧，将下颌放在前面；

板的下颌托架上，伸出舌头，伸舌时要自然，舌体放松，舌面平展，舌尖略向下，口尽量张大，但不要过分用力，使舌体充分暴露；操作控制处理平台控制摄像头进行拍摄并处理得出结果。

6.如权利要求3所述的前置式图像自动分割的舌象采集方法，其特征是，步骤(3)进一步具体地，舌象处理流程：对再次拍摄所得舌象进行自动分割，得到只有舌体部分的图像；对所得舌体图像进行舌质与苔质的分离；然后通过颜色、舌形及苔质特征提取算法进行特征提取；最后通过自动分类得出舌象诊断结果。