一种针对舌苔润燥情况客观化检测方法与流程

本发明涉及中医舌诊，尤其涉及一种针对舌苔润燥情况客观化检测方法。

背景技术：

1、润燥苔是常见中医苔质特征，通过分析舌苔的湿润或干燥，可以反映人体内水液的盈亏情况。通常根据舌苔的水分含量由多到少，将舌苔润燥程度分为水滑苔、润苔、燥苔和糙裂苔四种。其中正常的舌苔呈现为润苔。水滑苔表现为舌面水分过多，扪之湿而滑，一般是由人体内水湿过多所致，水滑苔主寒证和湿证；燥苔则表现为舌苔干燥，扪之无津，甚则舌苔干裂，一般由人体内津液不足所致，燥苔主热证；糙裂苔是由燥苔发展得到的，体内津液受损程度较燥苔更甚。当舌苔水分含量由多变少，说明人体内部为热重伤津或津失输布的趋势；当舌苔水分含量由少变多时，说明人体内为热退津复或饮邪始化的趋势。因此润燥苔同时也可以在一定程度上反映一些病症的性质、程度以及疾病的发展演变过程。所以对中医舌苔润燥程度的量化是中医舌诊客观化中的重要的一环。

2、随着医疗技术的不断发展和人们的健康意识不断提高，人们对原有的中医舌诊进行改进和创新，结合传统中医理论和科学诊疗手段，为中医临床诊疗提供参考和辅助作用，例如，申请日为2016.11.29，公开号为cn106510636a，发明名称为“中医舌像自动检测系统及方法”的中国专利中，公开关于针对舌苔润燥程度的检测方法；同样的。申请日为2021.02.04，公开号为cn112790738a，发明名称为“基于偏振光的中医舌苔润燥信息分析装置及方法”的中国专利中，也公开了一种对舌苔湿润信息进行分析的方法，由于舌苔的润燥程度由舌苔上水分含量所决定的，而舌体中颜色较浅的区域、舌苔上颜色较浅的区域和舌苔上的含水部分三者较为接近，在对舌苔润燥程度进行判断，舌体中颜色较浅的区域和舌苔上颜色较浅的区域容易造成干扰，因此在舌诊过程容易干扰对舌苔润燥程度的判断；且对舌体上水分区域与整个舌苔部分之间难以进行区分，对舌苔的润燥程度也难以进行定量化描述与判断，因此对舌苔润燥性的评判也较为粗糙，降低舌诊的精准性，从而影响医者对患者健康情况的判断。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是解决现有技术中所存在的问题，提供一种针对舌苔润燥情况客观化检测方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种针对舌苔润燥情况客观化检测方法，包括如下步骤：

3、步骤一、采集舌体图像，将舌体图像中的舌体与背景进行分离；

4、步骤二、对舌体进行苔质分离，提取舌苔图像；

5、步骤三、利用二分光反射模型的原理对舌苔上颜色较浅的本色区域和舌苔上水分所致的亮斑区域进行判别与分析；

6、步骤四、对亮斑区域进行分割，并对分割后形成较亮的感兴趣区域进行提取；

7、步骤五、利用主成分分析法对感兴趣区域的像素点rgb颜色空间协方差矩阵的特征值进行计算，根据计算结果对舌苔的润燥程度进行定量化描述与判别。

8、进一步地，在所述步骤二中，对舌苔进行苔质分离的方式如下：

9、根据舌苔与舌体颜色的差别，利用以下公式(1-1)对舌苔像素点和舌体像素点进行判别：

10、

11、其中：r(i,j)、g(i,j)、b(i,j)指的是坐标位置为(i,j)的像素点r、g、b三个颜色通道的值；

12、若分离后舌体图像中像素点的r、g、b三个颜色通道值的位置坐标满足公式(1-1)时，则该像素点为舌苔像素点；若分离后舌体图像中像素点的r、g、b三个颜色通道值的位置坐标不满足公式(1-1)时，则该像素点为舌体像素点。

13、进一步地，在所述步骤三中，利用二分光反射模型的原理对舌苔上颜色较浅的本色区域和舌苔上水分所致的亮斑区域进行判别方式如下：

14、基于二分光反射模型的原理，利用以下公式(1-2)对舌苔的本色区域和亮斑区域进行判别：

15、s(λ,i,o,n)＝sa(λ,i,o,n)+sb(λ,i,o,n)        (1-2)

16、其中，s为反射光的总强度，sa为舌苔面反射强度，sb为舌苔体反射强度，λ为波长，i为入射角，o为反射角，n为入射光和反射光之间的夹角；

17、根据同一物体表面具有相同的光谱特性，反射光可分为只与波长相关的光谱特性和只与入射角和反射角相关的几何特性，因此式(1-2)可转化为：

18、s(λ,i,o,n)＝ma(i,o,n)ca(λ)+mb(i,o,n)cb(λ)     (1-3)

19、其中，ma为面反射的几何特征，mb为体反射的几何特性；

20、基于舌苔本色区域的几何特征和亮斑区域的几何特征，公式(1-3)中ma(i,o,n)ca(λ)的数值用于反映舌苔上水分所致亮斑区域的颜色，mb(i,o,n)cb(λ)的数值用于反映舌苔本色区域的颜色。

21、进一步地，在所述步骤三中，利用二分光反射模型的原理对舌苔上颜色较浅的本色区域和舌苔上水分所致的亮斑区域进行划分方式如下：

22、利用二分光反射模型的原理对亮斑区域中的像素点点簇分布情况进行分析，若亮斑区域中像素点点簇在rgb颜色空间上呈点状分布或面状分布，则认为该区域为舌苔上颜色较浅的本色区域；若亮斑区域中像素点点簇在rgb颜色空间上呈线状分布，则认为该区域为舌苔上水分所致的亮斑区域。

23、进一步地，在所述步骤四中，对亮斑区域的分割方式如下：

24、s1：对亮斑区域进行分割，对区域内可能为亮斑的像素点进行提取；

25、s2：将提取到的可能为亮斑的像素点以8邻域去除多余的像素点，以4邻域归并连接比较紧密的像素点，得到较为连续的区域；

26、s3：对比较连续的区域内的较亮区域进行轮廓提取，并将包围每个较亮区域的最小矩形的图像分割作为对亮斑进行分析的感兴趣区域，同时去除面积过小的感兴趣区域；

27、进一步地，在所述s1中，对感兴趣区域内可能为亮斑的像素点进行提取的方式如下：

28、将亮斑区域分割为10×10的子区域，计算每一个子区域的平均亮度，将100个子区域的平均亮度的最大值作为亮度阈值t，并将子区域中亮度大于阈值t的像素点提取出来。

29、进一步地，在所述步骤五中，主成分分析法对感兴趣区域的像素点rgb颜色空间协方差矩阵特征值的计算方式如下：

30、假设感兴趣区域内一共有ntotal个像素点，将感兴趣区域内的像素点按照其在r、g、b三个颜色通道的值构成矩阵；

31、对矩阵中每一行进行零均值化，每一行的元素减去该行的均值；

32、利用以下公式计算矩阵x3×ntotal的协方差矩阵s3×3，得出协方差矩阵的3个特征值和3个特征向量：

33、

34、根据公式(1-4)计算矩阵x3×ntotal的协方差矩阵s3×3中的3个特征值和3个特征向量，若3个特征值中有一个特征值远大于其他两个，则确定该感兴趣区域的像素点点簇分布特征为线状分布，即该感兴趣区域为舌苔上水分所致的亮斑区域；若3个特征值中有一个特征值远小于其他两个，则确定该感兴趣区域的像素点点簇分布特征为面状分布，即该感兴趣区域为舌苔上颜色较浅的本色区域。

35、进一步地，在所述步骤五中，根据计算结果对舌苔润燥程度进行定量化描述与判别的方式如下：

36、通过对每一个感兴趣区域的分析和确认，可得到整个舌苔中亮斑区域的总面积，利用亮斑区域的总面积与舌苔面积之间的比值rmoist对舌苔润燥程度的定量化描述，并根据rmoist的数值对舌苔润燥进行判别；rmoist的数值越大，说明舌苔水分越多，则舌苔越偏润，rmoist的数值越大，则舌苔水分越少，则舌苔越偏燥。

37、本发明具有的优点和积极效果是：本发明通过对舌体中的像素点进行判别，能够准确进行苔质分离，并将舌苔部分从中提取出来，避免舌体自身的颜色对舌苔润燥检测造成干扰；在检测过程中，舌苔本身的本色区域也会对舌苔的润燥程度产生干扰，利用二分光反射模型的机理，对舌苔上较亮区域进行分析，已对舌苔上因水分导致的亮斑区域和舌苔本身颜色较浅的本色区域加以分析和判断，降低舌苔本色区域对检测的影响，提高检测的准确性；同时，本发明还提高了亮斑区域检测的准确性，通过对较亮的区域进行分割、处理和提取，并配合使用主成分分析法进行计算检验，实现对亮斑区域进行进一步确定，并通过计算亮斑区域的面积来对舌苔润燥程度进行定量化描述与区分，以使舌苔润燥程度的描述更加具体化和形象化。