一种用于中医面诊的图像采集装置的制作方法

本发明属于中医辅助设备技术领域，特别是涉及一种用于中医面诊的图像采集装置，涉及人脸自然光图像采集以及人脸面部红外成像采集。

背景技术：

传统中医的主要诊断依据是“四诊”，即望、闻、问、切。中医四诊中以“望”为先，有“望而知之谓之神”的说法。望诊主要包括两部分，即舌诊和面诊。面诊主要是根据面部各部位的色泽来判断疾病，是望诊的重要组成部分。传统的面诊信息采集主要是依靠临床医生主观定性观察，缺乏客观化数据支持，还存在可重复性差等不利因素。

随着计算机技术的发展，传统的中医也慢慢趋向采用相应的电子智能设备进行辅助信息采集，因此也出现了一些面诊仪或望诊仪。

如中国发明专利号CN 101999881 B，公开了一种中医望诊检测装置，利用导光组件传导光线保证采集面部图像的质量。该专利仅获取模拟自然光源下的人脸图像信息，所采集到的信息存在不全面、不客观、不准确以及颜色失真的问题。

之后红外热成像技术渐渐被应用到医学诊断中，如中国发明专利号CN 105496357 A，公开了一种中医全息面诊的红外医学影像自动分析系统和方法，通过采集让你连红外成像并对面部红外热态分布进行分析来诊断身体健康。该专利仅获取皮肤温度来了解人体病理改变，不考虑图像的颜色、形状、光泽信息，无法实行中医面诊的客观化和标准化。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于中医面诊的图像采集装置。包括人脸图像采集以及人脸面部红外成像采集。旨在提出一种既能获得标准光环境下的人脸图像，又能获得人脸红外成像的方法与装置，辅助中医临床诊断，提高中医面诊信息判别的效率和准确性。

本发明所提供的技术方案具体如下：

一种用于中医面诊的图像采集装置，包括面诊暗箱（1）、光源系统（2）、驱动电路系统（3）；

所述面诊暗箱（1）的侧面设置有面部信息采集窗口（9），面诊暗箱（1）的内部设置有红外摄像头（10）、数码相机（11）和光源系统（2）；红外摄像头（10）位于面部信息采集窗口（9）与光源系统（2）之间，通过伸缩架（18）与面诊暗箱（1）的箱体连接，负责患者脸部红外成像的采集；数码相机（11）安装在与面部信息采集窗口（9）相对的位置，其正对着面部信息采集窗口（9），负责患者脸部图像信息的采集；光源系统（2）位于红外摄像头（10）与数码相机（11）之间；

所述光源系统（2）包括环形LED灯（13）以及与其对应的有机玻璃灯罩（12），负责照明；所述驱动电路系统（3）包括计算机（5）、显示器（6）、USB接口（4）、电源模块（8）和控制电路（7）；红外摄像头（10）和数码相机（11）分别通过USB接口（4）与计算机（5）连接；控制电路分别与红外摄像头（10）、数码相机（11）和光源系统（2）连接，以控制摄像头、相机、LED灯的开启和关闭；电源模块（8）与控制电路（7）连接。

所述面部信息采集窗口（9）的下方设置有托架（16）以及用于调节该托架高度的旋钮（17），面诊暗箱（1）底部设置有两个通风口（14）（19）和风扇（15）； 所述控制电路（7）与风扇（15）连接以控制风扇的开和关。

所述的面部信息采集窗口（9）是与人脸大小匹配的椭圆形窗口。

所述的托架（16）材质为硅胶，方便测试者放置下巴，使采集时患者更舒适，采集时保持动作更有利于信息的采集。

所述伸缩架（18）控制红外摄像头（10）的伸缩移动，便于红外面部图像采集。

所述有机玻璃灯罩（12）是高分子材料制成的冷光散射滤光片，可吸收红外波段，减少灯源长时间照射对人产生的灼热感；所述环形LED灯（13）采用20~60个LED灯均匀环形分布，LED灯色温范围在4000~7000k。

所述的通风口设置在面诊暗箱的两侧，左右两侧各一个，分别为通风口1（14）、通风口2（19），以保证空气对流，并且两个通风口均安装有滤网。

使用时，按照以下步骤操作:

步骤 1：接通电源，打开风扇，通过通风口给面诊机箱通风换气；

步骤2：测试者将脸放在面部信息采集窗口中，下巴搁置在窗口的托架上，测试者根据自己的身高调节托架下面的旋钮，使脸部位于窗口合适的位置；

步骤3：打开控制红外摄像头伸缩架的开关，红外摄像头移动到人脸正前方，打开红外摄像头，红外摄像头每隔1s采集10张人脸红外成像；

步骤4：关闭红外摄像头，伸缩架将红外摄像头移至原位，打开光源系统及数码相机，数码相机每隔1s采集10张人脸高清图像；

步骤5：USB接口将步骤3和步骤4中采集到的图像传送给计算机处理和显示屏显示。

步骤6：关闭所有电源。

作为优选，步骤1所述的通风口保证面诊箱内部与外部空气连通，减少采集时患者在封闭空间的压迫感，并且安装有滤网。

作为优选，步骤2所述的信息采集窗口是与人脸大小匹配的椭圆形窗口。

作为优选，步骤2所述的托架材质为硅胶，可方便测试者放置下巴，使采集时患者更舒适，采集时保持动作更有利于信息的采集。托架下面的旋钮可以调节高度，方便不同身高的患者进行信号采集。

作为优选，步骤3所述伸缩架可控制红外摄像头的伸缩移动，便于红外面部图像采集。

作为优选，步骤4所述光源系统由有机玻璃灯罩以及环形LED灯组成。有机玻璃灯罩是高分子材料制成的冷光散射滤光片，可吸收红外波段，减少灯源长时间照射对人产生的灼热感。光源采用20~60个LED灯均匀环形分布，LED灯色温范围在4000~7000k，形成的图像色彩还原度较好，环形结构使得光源在人脸均匀分布，再加上有机玻璃的过滤，形成了一个类似自然光的光照环境，且不会在人脸上形成阴影，有利于人脸图像的最佳信息采集。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明采用密闭的面诊箱体来采集患者脸部图像，这样不受外界环境的影响。光源系统采用LED灯环面设计，并加装有冷光散射滤光片，可以得到有效的均匀分布的冷光照明，使采集到的图像更加逼真自然，有利于医生进行面诊，而且，面诊箱体还具有通风功能，使用起来更加方便舒适。

2、同时采集人脸在标准光源下的图像以及红外成像图像，克服了现有采集信息不全面的缺点，为医生进行面诊分析提供更准确全面的信息。

附图说明

图 1 为中医面诊采集装置的结构示意图 ；

图 2 为面诊箱体的内部截面示意图 ；

图 3 为患者使用中医面诊仪时的结构示意图 ；

图 4 为环形LED灯的结构示意图 ；

其中，1—面诊暗箱，2—光源系统，3—驱动电路系统，4—USB接口，5—计算机，6—显示器，7—控制电路，8—电源模块，9—面部信息采集窗口，10—红外摄像头，11—数码相机，12—有机玻璃灯罩，13—环形LED灯，14—通风口1，15—风扇，16—托架，17—旋钮，18—伸缩架，19-通风口2。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本实验具体实施如下：

参见图 1-图 4，图中中医面诊的图像采集装置，包括面诊暗箱1和应用于暗箱的光源系统2及其驱动电路系统3。面诊箱体的侧面开有脸部信息采集窗口9，红外摄像机10、数码相机11和光源系统2安装在面诊暗箱1内部，红外摄像头安装在面部窗口9与光源系统2之间，负责患者脸部红外成像的采集；光源系统2包括有机玻璃灯罩12以及环形LED灯13，负责照明；数码相机11安装在与面部信息采集窗口9相对应的位置，正对着面部信息采集窗口9，负责患者脸部图像信息的采集；面诊暗箱的箱体上还设有通风口14、19和风扇15 ；驱动电路系统3中含有计算机5、显示器6、USB接口4、电源模块8和控制电路7，红外摄像头10和数码相机11通过USB接口4与计算机5相连，控制电路7可控制摄像头10与相机11、LED灯13以及风扇15的开关，电源模块8为红外摄像头10和数码相机11、LED灯13、控制电路7供电。

如图2所示，本发明的面部信息采集窗口9是与人脸大小匹配的椭圆形窗口。

如图2所示，本发明的通风口14、19与风扇15位置相对应，患者进行信息采集时风扇15启动，保证面诊暗箱1内部与外部空气连通，减少采集时患者在封闭空间的压迫感，并且通风口14和19安装有滤网，防止面诊箱蒙尘。

进一步地，如图2所示，红外摄像头10由伸缩架18控制，在进行人脸红外成像采集前可移动到人脸正前方，方便图像采集。

如图3所示，本发明的托架16材质为硅胶，可方便测试者放置下巴，使采集时患者更舒适，采集时保持动作更有利于信息的采集。托架下面的旋钮17可以调节高度，方便不同身高的患者进行信号采集。

如图4所示，本发明的光源系统2由有机玻璃灯罩12以及环形LED灯13组成。有机玻璃灯罩12是高分子材料制成的冷光散射滤光片，可吸收红外波段，减少灯源长时间照射对人产生的灼热感。光源采用20~60个LED灯均匀环形分布，LED灯13色温范围在4000~7000k，形成的图像色彩还原度较好，环形结构使得光源在人脸均匀分布，再加上有机玻璃12的过滤，可形成与晴天自然光条件下光线充足的室内上午9：30-10：30的强度、色温、显色性以及照度均匀性一致的标准照明环境，且不会在人脸上形成阴影，有利于人脸图像的最佳信息采集。

进一步地，本发明地LED灯13的发光光谱在可见光范围，不含紫外辐射，对人的眼睛和皮肤没有危害，LED灯13采用低温恒压供电，不会带来光源闪烁的现象，功率小，发热量少，不会给人带来灼热的感觉。

本发明较佳的实施方式中，患者将待脸部对准采集装置的前面板检测窗口，下巴搁置在窗口的托架上，根据自己的身高调节托架下面的旋钮，使脸部位于窗口合适的位置，开启电源；首先进行红外成像地采集：打开控制红外摄像头伸缩架的开关，红外摄像头移动到人脸正前方，打开红外摄像头，红外摄像头每隔1s采集10张人脸红外成像；接着进行人脸高清图像的采集，关闭红外摄像头，伸缩架将红外摄像头移至原位，打开光源系统及数码相机，光源系统形成一个标准的光照环境，数码相机每隔1s采集10张人脸高清图像；图片采集的过程中同时运转风机，可以在拍摄环境内部形成气流，为使用者提供舒适的检测环境。

本实施方案采集的人脸高清图像以及红外成像可通过USB接口4传输给计算机5处理和显示器6显示，有助于医生进行面诊分析。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。