CN113080861A - 一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了中医诊断面相分析技术领域的一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统，包括人脸图像采集设备、面部图像分析模块、检测模块、信息处理和分析模块、显示模块，人脸图像采集设备包括摄像头一和摄像头二，摄像头二上设有偏振光镜片，本发明通过在人面区色部分制和检测过程中采用最新的面区色部划分方法，使检测结果与传統中医理论更为统一，准确度更高，也更为接近现代医学理论；人面区色部分割和检测设计均为内部自身标准数据对比、自动校准，使得系统结构简单，且对检测环境没有特别要求；采用白光和偏振光两种条件下，采集人面部信息，有效剔除光照下人脸图像的背景或者反射图像，使得面部信息采集的精确度达到最高、最完整。

Description

一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统及方法

技术领域

本发明涉及中医诊断面相分析技术领域，具体为一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统及方法。

背景技术

中医一般指以中国汉族劳动人民创造的传统医学为主的医学，所以也称汉医，是研究人体生理、病理以及疾病的诊断和防治等的一门学科。

中医诞生于原始社会，春秋战国时期中医理论已基本形成，之后历代均有总结发展。除此之外对汉字文化圈国家影响深远，如日本医学、韩国韩医学、朝鲜高丽医学、越南东医学等都是以中医为基础发展起来的。

中医承载着中国古代人民同疾病作斗争的经验和理论知识，是在古代朴素的唯物论和自发的辩证法思想指导下，通过长期医疗实践逐步形成并发展成的医学理论体系。

中医学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，探求病因、病性、病位，分析病机及人体内五脏六腑、经络关节、气血津液的变化，判断邪正消长，进而得出病名，归纳出证型，以辨证论治原则，制定“汗、吐、下、和、温、清、补、消”等治法，使用中药、针灸、推拿、按摩、拔罐、气功、食疗等多种治疗手段，使人体达到阴阳调和而康复。

人体各部分以五腑为中心，通过经脉、气血、津液与人体皮肤、无关、须发、四肢九窍构成一个有机整体。从中医学的角度来看，人的面相、神志、体形等，都是脏腑、经络、气血等反映于外的现象。因此，在中医诊断过程中，会通过面相进行初步的诊断分析。

随着科技的发展，医疗行业中采用机器辅助的场合也越来越多，能够通过一些智能的装置系统等，可以代替人类在一些服务场合工作，采集病人信息，并对大数据进行分析，提取特征得到相关规律，实现一些医疗辅助功能，中医预诊机器人便是其中的一种。

现有的一些中医预诊装置等，能够通过采集人的面部图像，并进行简单分析，但是，图像采集时，由于外部环境、光线等因素，影响图像采集的准确性，进而影响预诊的结果等。

基于此，本发明设计了一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统及方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统，包括人脸图像采集设备、面部图像分析模块、检测模块、信息处理和分析模块、显示模块；

人脸图像采集设备，用于采集白光、平行偏振光两种光照下的人脸图像，并包括白光下的摄像头一和平行偏振光下的摄像头二，摄像头一和摄像头二结构相同，且摄像头二上加装有偏振光镜片；

面部图像分析模块，用于分析人面部色度，得到脸部各个反射区的面相数据；

检测模块，用于对面部进行区域分割，并将人面部各区域的图像信息进行检测，得出检测结果；

信息处理和分析模块，用于将检测结果与云数据库中的对应传统中医理论中相应的脏腑信息进行比对分析，并得出面相分析结果；

显示模块，用于显示面相分析结果。

一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析方法，采用上述中医诊断面相分析系统，包括以下步骤：

S1、通过人脸图像采集设备采集白光、平行偏振光两种光照下的人脸图像，并剔除两种光照下人脸图像的背景区域后，选取人脸区域获取相应光照下的各反射区图像；

S2、对基于白光下以及平行偏振光下采集的人面部图像，通过面部图像分析模块进行分析，分析后输入到检测模块；

S3、将采集的人面部图像通过检测模块进行面部色区分割，使得每个分区均对应传统中医理论中相应的组织器官，同时对分割部后的各区图像信息进行检测，并将检测结果输出到信息处理和分析模块；

S4、通过信息处理和分析模块，将每个分区的数据均对应传统中医理论中相应的脏腑信息进行对比分析，并将结果与云大脑中数据库中的大量数据进行比对分析，给出面相结果；

S5、将面相结果发送至显示模块上。

优选的，步骤S2中基于白光下人面部图像的分析方法为：白光下的人面图像转换到颜色空间，取人面部区域平均的色度值与比色卡相较，得出的数值结果为人面部的像素均值，代表该人面部的呈现色度。

优选的，步骤S2中基于白光下人面部图像的分析方法为：将平行偏振光下的皮肤图像灰度化后，进行动态分割，再进行形态学处理后提取近圆形及面积在一定范围内且与毛孔区域不重叠的轮廓进行标记显示，得出该人脸部黑色素呈现的不同色度，得到脸部各个反射区的面相数据进行分析。

优选的，步骤S3中的人面部分区方法为：将人面部以纬线和经线对人面上起发际线，下至下颌底线；左右以两耳前线为界，进行若干分割，该模块中经线将面部分成九个纵区；鼻正中为正一区，向左右两侧外延，分为为左、右二区，左、右三区，左、右四区和左、右五区，共九区。

优选的，正一区投射为传统中医的首面、咽喉、脏区；左、右二区投射为传统中医的腑区；左、右三区投射为传统中医的胸、乳、腹区；左、右四区投射为传统医的肩、背、腰等区；左、右五区投射为传統中医的肢节区。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在面区色部分制和检测方面采用最新的面区色部划分方法，一改既往对面区色部划分的理论与技术，使检测结果与传統中医理论更为统一，准确度更高；

2、本发明通过将人面区色部分割和检测结果与内部自身标准数据对比、自动校准，使得系统结构简单，且对检测环境没有特别要求；

3、本发明通过在白光和偏振光两种光照条件下采集人面部信息，有效剔除光照下人脸图像的背景或者反射图像，从而使得面部信息采集的精确度达到最高、最完整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明摄像头二的结构示意图；

图3为中医面部分区示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-图像采集设备，101-摄像头一，102-摄像头二，103-偏振光镜片，2-面部图像分析模块，3-检测模块，4-信息处理和分析模块，5-显示模块。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统，包括人脸图像采集设备1、面部图像分析模块2、检测模块3、信息处理和分析模块4、显示模块5；

人脸图像采集设备1，用于采集白光、平行偏振光两种光照下的人脸图像，并包括白光下的摄像头一101和平行偏振光下的摄像头二102，摄像头一101和摄像头二102结构相同，且摄像头二102上加装有偏振光镜片103；

面部图像分析模块2，用于分析人面部色度，得到脸部各个反射区的面相数据；

检测模块3，用于对面部进行区域分割，并将人面部各区域的图像信息进行检测，得出检测结果；

信息处理和分析模块4，用于将检测结果与云数据库中的对应传统中医理论中相应的脏腑信息进行比对分析，并得出面相分析结果；

显示模块5，用于显示面相分析结果。

一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析方法，采用上述中医诊断面相分析系统，包括以下步骤：

S1、通过人脸图像采集设备1采集白光、平行偏振光两种光照下的人脸图像，并剔除两种光照下人脸图像的背景区域后，选取人脸区域获取相应光照下的各反射区图像；

S2、对基于白光下以及平行偏振光下采集的人面部图像，通过面部图像分析模块2进行分析，分析后输入到检测模块3；

S3、将采集的人面部图像通过检测模块3进行面部色区分割，使得每个分区均对应传统中医理论中相应的组织器官，同时对分割部后的各区图像信息进行检测，并将检测结果输出到信息处理和分析模块4；

S4、通过信息处理和分析模块4，将每个分区的数据均对应传统中医理论中相应的脏腑信息进行对比分析，并将结果与云大脑中数据库中的大量数据进行比对分析，给出面相结果；

S5、将面相结果发送至显示模块5上。

其中，步骤S2中基于白光下人面部图像的分析方法为：白光下的人面图像转换到颜色空间，通过M＝0.4*(255-S)+0.6*V来获得新的图像M，然后统计图像M的灰度直方图，取人面部区域平均的色度值h，画出10等级的比色卡，之后将M的直方图画与比色卡相较，得出的数值结果为人面部图像M的像素均值，代表该人面部的呈现色度。

其中，步骤S2中基于白光下人面部图像的分析方法为：将平行偏振光下的皮肤图像灰度化后，进行动态分割，再进行形态学处理后提取近圆形及面积在一定范围内且与毛孔区域不重叠的轮廓进行标记显示，得出该人脸部黑色素呈现的不同色度，得到脸部各个反射区的面相数据进行分析。

其中，步骤S3中的人面部分区方法为：将人面部以纬线和经线对人面上起发际线，下至下颌底线；左右以两耳前线为界，进行若干分割，该模块中经线将面部分成九个纵区；鼻正中为正一区，向左右两侧外延，分为为左、右二区，左、右三区，左、右四区和左、右五区，共九区。

其中，正一区投射为传统中医的首面、咽喉、脏区；左、右二区投射为传统中医的腑区；左、右三区投射为传统中医的胸、乳、腹区；左、右四区投射为传统医的肩、背、腰等区；左、右五区投射为传統中医的肢节区。

本申请中，人面区色部分制和检测采用了最新的面区色部划分方法，一改既往对面区色部划分的理论与技术，使检测结果与传統中医理论更为统一，准确度更高，也更为接近现代医学理论；人面区色部分割和检测设计均为内部自身标准数据对比、自动校准，使得系统结构简单，且对检测环境没有特别要求；采用白光和偏振光两种条件下，采集人面部信息，有效剔除光照下人脸图像的背景或者反射图像，使得面部信息采集的精确度达到最高、最完整。

本申请利用现代化图像技术，实现传统中医中面部气、色望诊技术；利用白光加平行偏振光摄像技术采集面部信息，并利用计算机图像技术，采用最新的人面部色部分区，对面区色部分割，特别是对偏振光照下黑色素沉淀情况进行分析，以达到诊断目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析系统，其特征在于，包括人脸图像采集设备(1)、面部图像分析模块(2)、检测模块(3)、信息处理和分析模块(4)、显示模块(5)；

所述人脸图像采集设备(1)，用于采集白光、平行偏振光两种光照下的人脸图像，并包括白光下的摄像头一(101)和平行偏振光下的摄像头二(102)，摄像头一(101)和摄像头二(102)结构相同，且摄像头二(102)上加装有偏振光镜片(103)；

所述面部图像分析模块(2)，用于分析人面部色度，得到脸部各个反射区的面相数据；

所述检测模块(3)，用于对面部进行区域分割，并将人面部各区域的图像信息进行检测，得出检测结果；

所述信息处理和分析模块(4)，用于将检测结果与云数据库中的对应传统中医理论中相应的脏腑信息进行比对分析，并得出面相分析结果；

所述显示模块(5)，用于显示面相分析结果。

2.一种基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析方法，其特征在于，采用权利要求1所述的中医诊断面相分析系统，包括以下步骤：

S1、通过人脸图像采集设备(1)采集白光、平行偏振光两种光照下的人脸图像，并剔除两种光照下人脸图像的背景区域后，选取人脸区域获取相应光照下的各反射区图像；

S2、对基于白光下以及平行偏振光下采集的人面部图像，通过面部图像分析模块(2)进行分析，分析后输入到检测模块(3)；

S3、将采集的人面部图像通过检测模块(3)进行面部色区分割，使得每个分区均对应传统中医理论中相应的组织器官，同时对分割部后的各区图像信息进行检测，并将检测结果输出到信息处理和分析模块(4)；

S4、通过信息处理和分析模块(4)，将每个分区的数据均对应传统中医理论中相应的脏腑信息进行对比分析，并将结果与云大脑中数据库中的大量数据进行比对分析，给出面相结果；

S5、将面相结果发送至显示模块(5)上。

3.根据权利要求2所述的基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析方法，其特征在于，所述步骤S2中基于白光下人面部图像的分析方法为：白光下的人面图像转换到颜色空间，取人面部区域平均的色度值与比色卡相较，得出的数值结果为人面部的像素均值，代表该人面部的呈现色度。

4.根据权利要求2所述的基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析方法，其特征在于，所述步骤S2中基于白光下人面部图像的分析方法为：将平行偏振光下的皮肤图像灰度化后，进行动态分割，再进行形态学处理后提取近圆形及面积在一定范围内且与毛孔区域不重叠的轮廓进行标记显示，得出该人脸部黑色素呈现的不同色度，得到脸部各个反射区的面相数据进行分析。

5.根据权利要求2所述的基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析方法，其特征在于，所述步骤S3中的人面部分区方法为：将人面部以纬线和经线对人面上起发际线，下至下颌底线；左右以两耳前线为界，进行若干分割，该模块中经线将面部分成九个纵区；鼻正中为正一区，向左右两侧外延，分为为左、右二区，左、右三区，左、右四区和左、右五区，共九区。

6.根据权利要求5所述的基于偏振光摄像头的中医诊断面相分析方法，其特征在于，所述正一区投射为传统中医的首面、咽喉、脏区；左、右二区投射为传统中医的腑区；左、右三区投射为传统中医的胸、乳、腹区；左、右四区投射为传统医的肩、背、腰等区；左、右五区投射为传統中医的肢节区。

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