CN114187234A - 腧穴定位方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种腧穴定位方法和系统，包括以下步骤：S1，识别图像中的人脸区域信息；S2，获取人脸区域中的关键特征点；S3，计算人脸姿态，判断是否映射关键特征点的坐标信息；S4，基于所获特征点的坐标信息计算脸部各腧穴的坐标信息，本发明基于人脸识别和特征点检测技术，以体表解剖标志及骨度分寸思想为原则，完成脸部腧穴自动定位任务，有利于中国传统医学尤其是脸部腧穴部分推广、传播、继承、应用及实践。

Description

腧穴定位方法和系统
技术领域
本发明涉及腧穴定位技术领域，具体涉及一种腧穴定位方法和系统。
背景技术
腧穴是中国传统医学经络学说中的重要概念，指脏腑经络之气输注于体表的特殊部位。对腧穴进行特定操作具有治疗疾病的作用。人体脸部腧穴主要治疗头面部疾病，主要涉及神经内科、耳鼻喉科、呼吸科、眼科、皮肤科等。目前腧穴定位标准为中华人民共和国国家标准GB/T12346-2006《腧穴名称与定位》(以下简称2006版国标)。传统腧穴定位方法有体表解剖标志定位、“骨度”折量定位、指寸定位、简便取穴等。中医专业医师根据患者疾病病症选择相应的腧穴来治疗疾病，其中腧穴定位具有一定主观性。部分中医技能学习方便，操作简单，群众保健、治疗参与度高，但腧穴定位需经过系统学习，不利于中医药推广及应用。
随着科技进步，图像识别、计算机视觉、人工智能等技术的不断发展，利用人工智能技术辅助中医腧穴定位，一定程度上解决腧穴定位无法客观化等问题。但如3D建模、AR/VR系统等需要借助专业设备和专业技术人员指导，用户使用费用高，不具有推广可能。
发明内容
本发明的目的是提供一种腧穴定位方法和系统，基于人脸识别和特征点检测，完成脸部腧穴自动定位任务。
为了达到上述目的，本发明一方面提供一种腧穴定位方法，包括以下步骤：
S1，识别图像中的人脸区域信息；
S2，获取人脸区域中的关键特征点；
S3，计算人脸姿态，判断是否映射关键特征点的坐标信息；
S4，基于所获特征点的坐标信息计算脸部各腧穴的坐标信息。
进一步的，在步骤S2中，还包括：
S201，读取人脸区域数据；
S202，通过Dlib人脸关键点检测算法识别人脸区域中的68个关键特征点；
S203，标记所述关键特征点的坐标数据。
进一步的，在步骤S3中，还包括：
S301，根据特征点计算人脸姿态与图像X轴的夹角；
S302，如夹角大于5°，将特征点坐标数据旋转相应角度，使人脸区域水平；
S303，重新计算特征点在旋转后的坐标数据。
进一步的，在步骤S4中，还包括：
S401，当腧穴与特征点相重合，则腧穴坐标为该特征点坐标；
S402，当体表标志与特征点相重合，则计算相关特征点之间的欧氏距离，根据欧式距离确定分割比例计算腧穴坐标；
S403，当不属于上述两种情况时，则计算相关特征点之间的欧氏距离，基于综合差值确定欧氏距离的分割比例计算腧穴坐标。
进一步的，所述欧式距离的计算过程为：
Figure BDA0003334541280000021
其中，d为欧式距离，(x1,y1)，(x2,y2)为特征点坐标。
进一步的，所述腧穴坐标的计算过程为；
(X1+(X2-X1)/d,Y1+(Y2-Y1)/d)
其中，d为分割比例，(x1,y1)，(x2,y2)为特征点坐标。
另一方面，本发明还提供了一种腧穴定位系统，其特征在于，包括：
客户端，所述客户端包括数据采集模块，数据展示模块和数据传输模块，所述数据采集模块获取人脸图片并保存或读取预先存储的图片，所述数据展示模块用以展示人脸图片和腧穴坐标数据，所述数据传输模块用以与服务端进行数据传输；
服务端，所述服务端包括数据处理模块和数据传输模块，所述数据处理模块用以识别人脸图片获取腧穴坐标，所述数据传输模块用以与客户端进行数据传输。
本发明具有以下技术进步和有益效果：
1.本发明创新性的结合人工智能技术，尤其是人脸识别技术及人脸特征点检测技术，与中国传统医学经络腧穴学腧穴定位技术相结合，完成脸部腧穴自动定位任务。有利于中国传统医学尤其是脸部腧穴部分推广、传播、继承、应用及实践。
2.本发明以中国传统医学传统腧穴定位方法为指导，以体表解剖标志及骨度分寸思想为原则，创新一种腧穴定位数字化方法。有利于中国传统医学尤其是腧穴定位方面的现代化、数字化、标准化。
3.本发明腧穴定位准确度高、精度高，可扩展更多脸部腧穴。
4.本发明设计并实现一种以手机、计算机、服务器及互联网为载体，采集、传送、计算、存储及展示等功能完成远程腧穴定位任务，方便用户使用。
5.本发明计算速度快，可扩展性强，可多平台、多设备开发。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的腧穴定位方法的方法流程图。
图2人脸关键特征点的示意图
图3是本发明一个实施例的腧穴定位系统的系统架构图。
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作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。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
图1是本发明一个实施例的腧穴定位方法的方法流程图，如图1所示，本发明的腧穴定位方法包括以下步骤：
S1，识别图像中的人脸区域信息。
在具体的实施例中，本方法首先实时读取客户端获取的人脸图像数据，并对图像数据做灰度化处理。随后采用Dlib人脸检测工具从图像中检测人脸区域，如没有检测到人脸则返回空数据并结束人脸识别流程，如果检测到人脸则进行下一步的操作。
S2，获取人脸区域中的关键特征点。
在具体的实施例中，本方法利用Dlib库识别人脸区域中的68个关键特征点，并标记关键特征点的坐标信息，形成坐标序列。
图2为人脸关键特征点的示意图，如图2所示，68个关键特征点描述了脸部轮廓和五官，基于关键特征点，可以通过计算确定腧穴的位置。
S3，计算人脸姿态，判断是否映射关键特征点的坐标信息。
在获取人脸区域中的关键特征点后，还需要判断人脸区域是否存在偏转，人脸区域存在一定的偏转角度会影响坐标的准确，从而影响腧穴定位计算的准确性。
在具体的实施例中，本方法首先建立脸部区域上水平对称的两个特征点的连线。例如，本方法选取了特征点37和特征点46进行连线。
然后，使用三角函数tan计算特征点37和特征点46坐标连线与图像X轴夹角。且当特征点37的纵坐标值小于特征点46的纵坐标值，夹角为正，当特征点37的纵坐标值大于特征点46的纵坐标值，夹角为负。
在本实施例中，当夹角为0°～±5°时，不旋转特征点坐标数据，当夹角大于±5°时，旋转整个脸部区域，调整特征点序列的坐标。
具体的，本方法使用Opencv中的旋转矩阵，使整个特征点坐标数据旋转相应角度。其中，夹角为正时旋转方向为逆时针(相对于图像)，夹角为负时旋转方向为顺时针(相对于图像)，通过调整夹角使人脸区域处于水平位置上。
随后，在调整完人脸区域的夹角后，重新利用Dlib库获取68个特征点序列的坐标。
S4，基于所获特征点的坐标信息计算脸部各腧穴的坐标信息。
本发明以传统的中医体表解剖标志、“骨度”折量定位、指寸定位做为指导，结合特征点的坐标信息计算腧穴的坐标。
具体的，本方法根据关键特征点的位置分为三种方式进行计算：
1.当腧穴与关键特征点重合时，腧穴坐标取重合的关键特征点横坐标和纵坐标。
2.当体表标志与关键特征点重合时，即可判断腧穴位置与关键特征点相关，以关键特征点为体表标志，按照“骨度”折量定位进行计算。具体计算公式如下：
关键点之间的欧氏距离d，(x1,y1)，(x2,y2)为特征点坐标
Figure BDA0003334541280000061
在获得欧氏距离d后，根据折量距离换算腧穴的横纵坐标：
(X1+(X2-X1)/d,Y1+(Y2-Y1)/d)(2)
d为分割比例
3.当不属于上述两种情况时，本方法参考中医体表解剖标志、“骨度”折量定位、指寸定位、简便取穴等方法，以人工腧穴定位为依据，挑选相关关键点坐标计算欧式距离差值，参考公式(1)相关关键特征点的欧式距离，再综合差值以公式(2)转换计算横坐标与纵坐标，其中分割比例d基于实际差值所设置。
具体各腧穴坐标与特征关键点关系及计算方法见下表：
Figure BDA0003334541280000071
Figure BDA0003334541280000081
最后将腧穴坐标信息映射回图像坐标系中，完成腧穴的定位。
图3为本发明一个实施例腧穴定位系统的架构图，如图3所示，本发明一种腧穴定位系统，包括：
客户端1，所述客户端包括数据采集模块11，数据展示模块12和数据传输模块13，所述数据采集模块获取人脸图片并保存或读取预先存储的图片，所述数据展示模块用以展示人脸图片和腧穴坐标数据，所述数据传输模块用以与服务端进行数据传输。
服务端2，所述服务端2包括数据处理模块21和数据传输模块22，所述数据处理模块用以识别人脸图片获取腧穴坐标，所述数据传输模块用以与客户端进行数据传输。
其中数据处理模块用以执行上述实施例腧穴定位方法的方法
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之。

Claims (8)

1.腧穴定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，识别图像中的人脸区域信息；
S2，获取人脸区域中的关键特征点；
S3，计算人脸姿态，判断是否映射关键特征点的坐标信息；
S4，基于所获特征点的坐标信息计算脸部各腧穴的坐标信息。
2.如权利要求1所述的腧穴定位方法，其特征在于，在步骤S2中，还包括：
S201，读取人脸区域数据；
S202，通过Dlib人脸关键点检测算法识别人脸区域中的68个关键特征点；
S203，标记所述关键特征点的坐标数据。
3.如权利要求2所述的腧穴定位方法，其特征在于，在步骤S3中，还包括：
S301，根据特征点计算人脸姿态与图像X轴的夹角；
S302，如夹角大于5°，将特征点坐标数据旋转相应角度，使人脸区域水平；
S303，重新计算特征点在旋转后的坐标数据。
4.如权利要求3所述的腧穴定位方法，其特征在于，在步骤S4中，还包括：
S401，当腧穴与特征点相重合，则腧穴坐标为该特征点坐标；
S402，当体表标志与特征点相重合，则计算相关特征点之间的欧氏距离，根据欧式距离确定分割比例计算腧穴坐标；
S403，当不属于上述两种情况时，则计算相关特征点之间的欧氏距离，基于综合差值确定欧氏距离的分割比例计算腧穴坐标，所述综合差值基于骨度分寸法确定。
5.权利要求4所述的腧穴定位方法，其特征在于，所述欧式距离的计算过程为：
Figure FDA0003334541270000021
其中，d为欧式距离，(x1，y1)，(x2，y2)为特征点坐标。
6.权利要求5所述的腧穴定位方法，其特征在于，所述腧穴坐标的计算过程为；
(X1+(X2-X1)/d，Y1+(Y2-Y1)/d)
其中，d为分割比例，(x1，y1)，(x2，y2)为特征点坐标。
7.腧穴定位系统，其特征在于，包括：
客户端，所述客户端包括数据采集模块，数据展示模块和数据传输模块，所述数据采集模块获取人脸图片并保存或读取预先存储的图片，所述数据展示模块用以展示人脸图片和腧穴坐标数据，所述数据传输模块用以与服务端进行数据传输；
服务端，所述服务端包括数据处理模块和数据传输模块，所述数据处理模块用以识别人脸图片获取腧穴坐标，所述数据传输模块用以与客户端进行数据传输。
8.如权利要求7所述的一种腧穴定位系统，其特征在于，所述数据处理模块用以执行如权利要求1-6所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115188451A (zh) * 2022-08-11 2022-10-14 北京十方泰和中医医学研究院 背腧穴分析仪及背腧穴分析方法
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