[发明专利]感觉等距法与聚类分析结合的中医舌色分类感知量化方法

说明书

技术领域

本发明属于中医望诊的客观化研究领域，特别涉及中医望诊中的舌色量化领域，用于提高随病症变化且符合中医认知规律的舌色量化与分级的精确度。

背景技术

中医舌诊是通过观察舌象变化了解人体生理功能和病理变化的诊察方法，在中医临床诊断中起着重要的作用。传统的舌诊方法依赖于中医的目视观察及语言描述，缺乏量化描述指标和客观记录手段，给中医舌诊描述及分类方面带来了困难。随着现代科学技术手段在中医舌诊方面的发展，舌诊客观化、标准化的研究已经成为中医舌诊重要的发展方向。

在舌色客观化的处理研究中，普遍应用数字图像处理和模式识别技术进行舌色分析。在这种模式下，每一种舌颜色都必须在某个颜色空间用多个分量表示，进而给出类别属性，但是仍缺乏一种随病症变化且符合中医认知习惯的单维量化及分级方式，对中医舌色进行定量度量和类别分析。因此建立舌色变化单维量化描述手段，并确定各类别的分类边界具有客观必要性。

发明内容

为了实现舌色在中医描述规律维度上的量化分级，需将人眼对舌色在这一变化规律下的心理感知进行量化，而心理物理学就是一门将人类感知进行量化的学科。对颜色这一主观感受进行度量的学科——色度学，也是通过心理物理学中观察者的视觉匹配实验发展而来的。由于人对物理刺激的感知具有主观性和差异性，并且感知量化的过程受到年龄、教育水平等多方面的影响，因此往往通过统计多个被试者的实验数据，得到具有一定公认度的量化描述规范。

本发明有针对性地采用了实验心理学中的视觉实验方法，解决舌色在中医描述规律维度上的分类量化问题。由于中医将舌色主要分为淡白、淡红、红、绛、紫、青6类，所以本发明采用将舌色分成5类，每个分类刻画的都是从淡红舌到各类舌色的过渡，然后再对每个分类进行量化，因此需要确定分类的边界。由于舌色的边界存在着模糊性，人对边界的感知差异性比较大，所以采用机器分类来确定舌色分类的边界——聚类分析。中医舌色的感知量化需要在量化方向的各部分具有相等的单位，采用间接方法制作等距量表的实验虽然简单易行，但是由于实验的数据量比较大，这使得实验被试者易产生疲劳，出现习惯误差与疲劳误差等，因此本发明特别提出采用感觉等距法直接制作等距量表以减少实验误差，提高实验的精确度，获得比较精确地舌色量化分级。

本发明具体方案设计如下：在舌色色域范围内，取出有代表性的舌色颜色块，作为感知刺激量值。以中医舌诊中舌色类型的描述规律作为心理感知评价指导依据，进行心理物理实验；使用聚类分析来确定舌色各分类的边界，再使用感觉等距法通过心理物理实验直接建立心理感知等距量表。通过构建舌色物理量值与心理感知量值之间的数学关系模型，得到舌色物理量对应的符合中医舌色认知规律的心理感知量值。该发明的特征旨在通过二分法建立分类舌色的等距量表以提高中医舌诊描述习惯的舌色量化精确度，达到简化中医舌色定量及定性描述的目的。依次包括如下步骤：

1.舌色域的确定：

为了提高实验过程中的精确度，剔除无效的舌色样本，本发明的物理刺激(实验颜色块)全部利用采集到的标准舌图像样本，涉及的心理物理实验均是在暗室条件下进行，通过一台经颜色矫正的LED显示器显示刺激颜色块。

(1)采集各类中医舌色标准图像样本(以标准sRGB空间描述)，需要包含淡白、淡红、红、绛、紫、青各类用例；每类用例需要包含100例以上的实例并且每个分类中的样本颜色分布均匀(即颜色不能集中在分类的某一小范围内)，由三位以上中医医师给出所属类型标定。

(2)提取所有图像样本中舌质部分的颜色物理量值(sRGB值)，并将其转换为与人类视觉相对应的CIELab颜色空间；根据所有舌色在L、a、b分量的分布范围，确定舌色域在L、a、b分量上的区间。

2.聚类分析确定舌色物理刺激量的分类范围：

中医舌色由于舌色的边界存在着模糊性，人对边界的感知差异性比较大，故本发明提出采用聚类分析的方法获取样本的三维聚类中心来对舌色感知的类别边界进行机器划分。具体步骤如下：

(1)、记录前述的6个分类中每个舌色样本(即物理刺激)在CIELab颜色空间的色度值L、a、b；