[发明专利]三维全息舌象获取方法及舌象仪

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械，尤其是涉及三维全息舌象获取方法及舌象仪。

背景技术

舌诊是中医诊断的重要组成部分，舌诊想要用于诊断内伤病，必须建立舌与脏腑的生理关系，因此需要确定舌的脏腑分布。清代沈月光在《伤寒第一书》中提到“舌之尖属心经，中心至根属肾精，两旁属肝，四边属脾经”。曹炳章在《辨舌指南》中提出“辨舌质可辨脏腑的虚实，视舌苔可察六淫之浅深”，可见舌诊不仅有很强的理论背景，同时也有很高的临床诊断价值，在中医四诊中占有举足轻重的地位。

所谓舌诊，就是通过观察病人的舌质和舌苔的变化，以了解病情，推测预后的诊断方法。目前舌诊大多还是依靠医生的知识背景和经验来诊断，在一定程度上存在一定的主观性，如何使舌诊更加规范化、客观化成为目前临床研究的重要课题，舌象仪的研究成为必然的发展趋势。

随着计算机技术的发展，中医舌诊的客观化研究有了新的途径，通过计算机图像自动识别技术，可以很好的避免人为因素对诊断结果造成的影响，同时有很好的可重复操作性，把计算机技术应用到舌诊中可以极大地促进中医舌诊的发展。

目前，舌象仪主要由图像采集部分、数字图像处理和特征提取、特征匹配部分以及诊断部分构成，如图1，其中，舌象采集部分目前主要依靠数码摄像机对舌进行拍照，然后再由计算机对图像进行色彩校正等后续工作。

中医舌象诊断已有很悠久的历史，如何使诊断更加客观和规范是目前舌诊的重要研究课题，而直接影响诊断结果的首先是舌体图像的获取。

《医述》中提到：“五脏之精，皆由脾胃而上贯于舌。舌尖属心，舌本属肾，舌中属脾，舌左属肝，舌右属肺”，以往医生进行舌诊时是人眼直接观察病人的舌体，这样获得的信息直观而且信息量大，但是，随着医学诊断客观化、准确化的要求，由仪器进行诊断越来越受重视，仪器诊断的第一步就是要获取舌的图像，这对图像的准确性就提出了很高的要求。

目前的舌象诊断仪器都是基于舌的平面图像进行的，大部分图像的获取依赖于数码摄像机，在平面图像上，舌尖、舌本、舌中等信息较容易获取，而舌苔分布情况、舌苔厚度、舌体三维信息等信息在平面图像上很难反映或者存在误差，会直接影响诊断结果，因此，获取舌体三维信息就有一定研究意义。

发明内容

本发明旨在解决克服现有技术的不足，通过一种新型的检测手段和检测设备，获取舌体的三维信息，三维信息中包含了许多平面图像所不能反映或者存在误差的信息，这些信息在舌象仪的诊断中有着十分重要的作用。为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，三维全息舌象仪，包括：积分球均匀光源装置，积分球均匀光源装置，用于产生均匀光源，积分球均匀光源装置表面设置有用于拍摄的工业用CCD摄像头、数字投影仪；数字投影仪用于将正弦栅形条纹投射到舌体表面，还用于通过积分球均匀光源装置产生平面的环照光；CCD摄像头用于获取舌体表面图像并输出到计算机，计算机用于进行图像分割和信息比对，更准确的将舌体信息提取出来。

一种三维全息舌象获取方法，在采集舌体三维信息时，使数字投影仪将正弦栅形条纹投射到舌体表面，该条纹会随着体表面的凹凸和弯曲产生变形，然后再使条纹产生一定的相移，每次相移后通过CCD摄像头获取舌体表面图像，经过几次相移和图像采集后，可通过相位去包裹法获得舌体表面的三维信息；当需要采集舌体的平面图像时，使投影仪产生的光通过积分球均匀光源装置产生平面的环照光照射到舌体，从而通过CCD摄像头获取舌体的二维信息，综合二维和三维信息得到相对比较准确的舌体表面信息。

使投影仪产生不同颜色的投照光投射到舌体。

使CCD摄像头自动跟踪拍摄舌体，在图像采集过程中，自动选取舌体最佳位置。

将通过CCD摄像头获取的舌体的二维信息和三维信息输出到计算机，经过图像分割和信息比对，更准确的将舌体信息提取出来。

采用N步相移法，将投射到物体上的正弦栅形条纹移动N次，每次相移值为2π/(N+1)，从而得到N+1幅图像，利用下面公式可计算出各点相位主值，再通过相位去包裹等计算可得到舌表面的三维信息：

其中是相位主值，(x，y)表示像点的坐标，I_n是像点的光强。

二维信息主要依靠平面图像获取，包括舌大小，表面有无舌苔，利用灰度变化的图像分割算法，从二维图像中分隔出二维信息，再通过图像特征提取和识别与典型舌的数据库进行对比。

本发明采用激光自混合干涉测量方法检测加速度计敏感质量的位移，有如下优点：