CN110960193A - 基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，包括身份信息读取模块、中医诊断子系统、数据库和医学知识库云服务平台，其中：所述身份信息读取模块连接医院患者数据库；所述中医诊断子系统包括信息采集模块和中医数据处理单元；所述中医数据处理单元包括面部颜色分析模块、舌苔分析模块和图像分割模块；所述数据库内包括病例库、中药库和中医辨证案例库。本发明通过观察患者面色、舌苔、舌底以及远程切脉对患者进行诊治，并且不需要医师与患者面对面会诊即可真实感受到患者的身体状况，实现远程医疗，为患者的就诊提供了方便。

Description

基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统及其方法
技术领域
本发明涉及智能化诊断技术领域，具体为一种基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统及其方法。
背景技术
中医用以研究人体生理、病理以及对疾病进行诊断和防治，以阴阳五行作为理论基础，将人体看成是气、形、神的统一体，通过望、闻、问、切四诊合参的方法，对病因、病性、病位以及病机进行综合分析，得出正确的诊断。
中医四诊中，望诊通过观察病人形体、面色、舌体、舌苔，根据形色变化确定病位、病性；闻诊包括听声音和嗅气味两方面，主要通过听患者语言气息的高低、强弱、清浊、缓急等变化，以分辨病情的虚实寒热；问诊通过询问患者或其家属，了解有关疾病发生的时间、原因、经过、既往病史、患者的病痛所在，以及生活习惯、饮食爱好等与疾病有关的情况；切诊即为脉诊，是医师运用指端之触觉，在病者的手腕桡动脉处进行触、摸、按、压，借以体察脉象变化，辨别脏腑功能盛衰，气血津精虚滞。
随着信息技术的快速发展，中医也逐渐与信息技术结合起来，通过远程医疗，医师不需要与患者面对面即可进行诊断，为患者提供了方便。现有的中医远程诊断系统及仪器功能较为单一，都只关注在切诊中，而没有配合望诊一起对患者进行病情诊断。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明实现远程医疗，为患者的就诊提供了方便。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，包括身份信息读取模块、中医诊断子系统、数据库和医学知识库云服务平台，其中：
所述身份信息读取模块连接医院患者数据库，调取患者数据库内的患者基本信息以及历史诊断结果；
所述中医诊断子系统包括信息采集模块和中医数据处理单元，所述信息采集模块通过面像采集相机驱动模块获取患者面部及舌头的图像数据，并传输至中医数据处理单元进行图像分析处理，所述中医数据处理单元根据采集的各个数据结合内部预设的多个辩证理论进行诊断；
所述中医数据处理单元包括面部颜色分析模块、舌苔分析模块和图像分割模块；
所述数据库内包括病例库、中药库和中医辨证案例库。
进一步的，所述面部颜色分析模块对额头、两颧、下颏、鼻子部位的颜色特征提取与识别，用于中医面部颜色的客观诊断，计算机自动判读面部颜色；所述舌苔分析模块对舌部位的颜色、纹理特征提取与识别，用于中医舌苔的客观诊断，计算机自动判读舌苔的颜色和润燥；所述图像分割模块用于对信息采集模块拍摄的面部图像进行分割，包括：一是完成人脸图像从头部图像的分割；二是完成人脸图像各个模块的分割，两颧、额头、鼻子、下颏、嘴唇，为面色的判断和面部特征的提取和识别做准备。
进一步的，所述面像采集相机驱动模块与面部图像采集模块用于拍摄病人的面部照片，通过软件控制相机的启动、关闭、拍摄、相应参数的设置，所述面部采集模块包括相机，所述相机的输出端与照明单元的输入端电连接，所述相机的输出端与云台的输入端信号连接，所述相机的输入端分别与距离传感器的输出端、人脸光学单元的输出端、虹膜光学单元的输出端电连接。
进一步的，所述距离传感器用于测量用户到相机的物距，可以是TOF激光测距传感器、3D结构光测距传感器、红外测距传感器、超声波测距传感器或者激光雷达距离传感器。
进一步的，所述相机和照明单元固定在云台上，所述云台包括至少两个电机，支持水平方向旋转和垂直方向旋转，用于调节相机和照明单元的角度。
进一步的，所述照明单元包括一个或多个发光元器件，发光元器件混合多种光谱，能够根据距离传感器向相机提供的距离信息进行光强调整。
进一步的，所述病例库为诊断系统自学习过程中形成的，中药库内存储有各类中草药的信息，中医辨证案例库内预存各类诊断录要。
进一步的，所述图像分割模块进行人脸面部轮廓区域分割以提取五脏特征区域的颜色和光泽信息，然后再进行正面舌部图像的舌体区域分割，提取舌体的舌质和舌苔信息。
进一步的，所述面部颜色分析模块基于YCbCr颜色空间对上述划分的五脏特征区域的颜色和光泽进行分析，并排除我国正常人的常色特点的影响，结合中医“五色诊”理论分析患者面部特征区域青、赤、黄、白、黑五色的变化，分析五脏特征区域的颜色和光泽信息。
进一步的，还包括患者端和医师端，所述患者端与医师端信号连接。
进一步的，所述信号连接是无线网络、2G网络、3G网络或4G网络。
基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析方法，包括如下步骤：
步骤一：患者身份信息读取模块进行病患用户个人信息的初始录入，并为病患用户建立个人电子病历存档；
步骤二：通过面像采集相机驱动模块采集患者面部图像和舌部图像，然后对采集的患者面部图像和舌部图像进行预处理；
步骤三：将步骤二中采集的面部图像进行图像分割和面部颜色分析，然后再进行舌苔分析，提取舌体的舌质和舌苔信息；
步骤四：将步骤三中分析的颜色和光泽信息以及舌体的舌质和舌苔信息进行分析，并与数据库中正常舌象分析比对，寻找出其中的变化，得到体质检测的结果；
步骤五：将患者的个人信息、采集图像、体质检测结果集中生成到同一文档中，医生基于专业知识、诊断经验以及与患者之间的交流沟通，对体质分析报告进行分析并提供给患者。
进一步的，步骤二中的患者面部图像包括患者正面面部图像和左右两侧面角度的面部图像，舌部图像为患者正面舌部图像。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过观察患者面色、舌苔、舌底以及远程切脉对患者进行诊治，并且不需要医师与患者面对面会诊即可真实感受到患者的身体状况，实现远程医疗，为患者的就诊提供了方便。
附图说明
图1为本发明基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析的系统图；
图2为本发明的面部图像采集模块系统图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，包括身份信息读取模块、中医诊断子系统、数据库和医学知识库云服务平台，其中：
身份信息读取模块连接医院患者数据库，调取患者数据库内的患者基本信息以及历史诊断结果；
中医诊断子系统包括信息采集模块和中医数据处理单元，信息采集模块通过面像采集相机驱动模块获取患者面部及舌头的图像数据，并传输至中医数据处理单元进行图像分析处理，中医数据处理单元根据采集的各个数据结合内部预设的多个辩证理论进行诊断；
中医数据处理单元包括面部颜色分析模块、舌苔分析模块和图像分割模块；
数据库内包括病例库、中药库和中医辨证案例库。
本实施例中，面部颜色分析模块对额头、两颧、下颏、鼻子部位的颜色特征提取与识别，用于中医面部颜色的客观诊断，计算机自动判读面部颜色；所述舌苔分析模块对舌部位的颜色、纹理特征提取与识别，用于中医舌苔的客观诊断，计算机自动判读舌苔的颜色和润燥；图像分割模块用于对信息采集模块拍摄的面部图像进行分割，包括：一是完成人脸图像从头部图像的分割；二是完成人脸图像各个模块的分割，两颧、额头、鼻子、下颏、嘴唇，为面色的判断和面部特征的提取和识别做准备；
如图2所示，面像采集相机驱动模块与面部图像采集模块用于拍摄病人的面部照片，通过软件控制相机的启动、关闭、拍摄、相应参数的设置，面部采集模块包括相机，相机的输出端与照明单元的输入端电连接，相机的输出端与云台的输入端信号连接，相机的输入端分别与距离传感器的输出端、人脸光学单元的输出端、虹膜光学单元的输出端电连接；
具体操作步骤为：
首先启动采集过程，相机采集人脸光学单元采集的面部图像，然后判断人脸是否在目标区域内，如果图像不在目标区域内，则调整云台的位置，相机从图像中检测出人脸的位置与大小，根据人脸位置控制云台，将人脸调整到整个图像的中心位置附近，读取距离信息，距离传感器将其物距提供给相机；接着选择虹膜光学单元、调整焦距，根据用户人脸大小、或者距离传感器测量的物距来确定使用虹膜光学单元，调节焦距，使相机对准人脸的眉心区域，持续跟踪；同时控制照明单元的光强，保证在不同的距离下都获得比较类似的照明条件，最后将高清晰度的面部图像上传至中医数据处理单元进行分析。
本实施例中，病例库为诊断系统自学习过程中形成的，中药库内存储有各类中草药的信息，包括了《神农本草经》、《中国药典》中的内容，中医辨证案例库内预存各类诊断录要，包括《黄帝内经》、《难经》、《伤寒杂病论》、《三部六病》、《国家级名医密验方》、《中医诊断学》、《历代名医诊断录要》等辨证经典。
本实施例中，图像分割模块进行人脸面部轮廓区域分割以提取五脏特征区域的颜色和光泽信息，然后再进行正面舌部图像的舌体区域分割，提取舌体的舌质和舌苔信息。
本实施例中，面部颜色分析模块基于YCbCr颜色空间对上述划分的五脏特征区域的颜色和光泽进行分析，并排除我国正常人的常色特点的影响，结合中医“五色诊”理论分析患者面部特征区域青、赤、黄、白、黑五色的变化，分析五脏特征区域的颜色和光泽信息。
本实施例中，还包括患者端和医师端，所述患者端与医师端信号连接。
本实施例中，信号连接是无线网络、2G网络、3G网络或4G网络。
基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析方法，包括如下步骤：
步骤一：患者身份信息读取模块进行病患用户个人信息的初始录入，并为病患用户建立个人电子病历存档；
步骤二：通过面像采集相机驱动模块采集患者面部图像和舌部图像，然后对采集的患者面部图像和舌部图像进行预处理；患者面部图像包括患者正面面部图像和左右两侧面角度的面部图像，舌部图像为患者正面舌部图像。
步骤三：将步骤二中采集的面部图像进行图像分割和面部颜色分析，然后再进行舌苔分析，提取舌体的舌质和舌苔信息；
步骤四：将步骤三中分析的颜色和光泽信息以及舌体的舌质和舌苔信息进行分析，并与数据库中正常舌象分析比对，寻找出其中的变化，得到体质检测的结果；
步骤五：将患者的个人信息、采集图像、体质检测结果集中生成到同一文档中，医生基于专业知识、诊断经验以及与患者之间的交流沟通，对体质分析报告进行分析并提供给患者。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，包括身份信息读取模块、中医诊断子系统、数据库和医学知识库云服务平台，其中：
所述身份信息读取模块连接医院患者数据库，调取患者数据库内的患者基本信息以及历史诊断结果；
所述中医诊断子系统包括信息采集模块和中医数据处理单元，所述信息采集模块通过面像采集相机驱动模块获取患者面部及舌头的图像数据，并传输至中医数据处理单元进行图像分析处理，所述中医数据处理单元根据采集的各个数据结合内部预设的多个辩证理论进行诊断；
所述中医数据处理单元包括面部颜色分析模块、舌苔分析模块和图像分割模块；
所述数据库内包括病例库、中药库和中医辨证案例库。
2.根据权利要求1所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，所述面部颜色分析模块对额头、两颧、下颏、鼻子部位的颜色特征提取与识别，用于中医面部颜色的客观诊断，计算机自动判读面部颜色；所述舌苔分析模块对舌部位的颜色、纹理特征提取与识别，用于中医舌苔的客观诊断，计算机自动判读舌苔的颜色和润燥；所述图像分割模块用于对信息采集模块拍摄的面部图像进行分割，包括：一是完成人脸图像从头部图像的分割；二是完成人脸图像各个模块的分割，两颧、额头、鼻子、下颏、嘴唇，为面色的判断和面部特征的提取和识别做准备。
3.根据权利要求2所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，所述图像分割模块进行人脸面部轮廓区域分割以提取五脏特征区域的颜色和光泽信息，然后再进行正面舌部图像的舌体区域分割，提取舌体的舌质和舌苔信息。
4.根据权利要求2所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，所述面部颜色分析模块基于YCbCr颜色空间对上述划分的五脏特征区域的颜色和光泽进行分析，并排除我国正常人的常色特点的影响，结合中医“五色诊”理论分析患者面部特征区域青、赤、黄、白、黑五色的变化，分析五脏特征区域的颜色和光泽信息。
5.根据权利要求1所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，所述面像采集相机驱动模块与面部图像采集模块用于拍摄病人的面部照片，通过软件控制相机的启动、关闭、拍摄、相应参数的设置，所述面部采集模块包括相机，所述相机的输出端与照明单元的输入端电连接，所述相机的输出端与云台的输入端信号连接，所述相机的输入端分别与距离传感器的输出端、人脸光学单元的输出端、虹膜光学单元的输出端电连接。
6.根据权利要求1所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，所述病例库为诊断系统自学习过程中形成的，中药库内存储有各类中草药的信息，中医辨证案例库内预存各类诊断录要。
7.根据权利要求1所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，还包括患者端和医师端，所述患者端与医师端信号连接。
8.根据权利要求7所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断分析系统，其特征在于，所述信号连接是无线网络、2G网络、3G网络或4G网络。
9.一种权利要求1-8任一所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断系统的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：患者身份信息读取模块进行病患用户个人信息的初始录入，并为病患用户建立个人电子病历存档；
步骤二：通过面像采集相机驱动模块采集患者面部图像和舌部图像，然后对采集的患者面部图像和舌部图像进行预处理；
步骤三：将步骤二中采集的面部图像进行图像分割和面部颜色分析，然后再进行舌苔分析，提取舌体的舌质和舌苔信息；
步骤四：将步骤三中分析的颜色和光泽信息以及舌体的舌质和舌苔信息进行分析，并与数据库中正常舌象分析比对，寻找出其中的变化，得到体质检测的结果；
步骤五：将患者的个人信息、采集图像、体质检测结果集中生成到同一文档中，医生基于专业知识、诊断经验以及与患者之间的交流沟通，对体质分析报告进行分析并提供给患者。
10.根据权利要求9所述的基于面部和舌部图像采集的中医诊断系统的分析方法，其特征在于，步骤二中的患者面部图像包括患者正面面部图像和左右两侧面角度的面部图像，舌部图像为患者正面舌部图像。
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