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中医舌象分析仪的实用化研究
作 者: 王永刚
导 师: 沈兰荪
学 校: 北京工业大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 中医舌象分析仪 舌诊客观化 彩色校正 舌象分割 双重 Snakes模型 舌象数据库。
分类号: TH772
类 型: 硕士论文
年 份: 2001年
下 载: 218次
引 用: 12次
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内容摘要
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舌诊是祖国医学望诊的重要内容，是一种较重要的临床诊察手段。通过对舌质、舌苔的变化的观察，可以判断人体脏腑气血的盛衰、区别病邪性质、分辨病位的浅深、推断疾病转归与预后。传统的舌诊方法依靠中医的目视观察，存在着主观性强、结果容易因人而异等不利因素，而且缺乏高效管理舌象资料的手段。这些不足阻碍了中医舌诊的进一步发展。因此，利用现代信号与信息处理技术，结合中医专家的临床经验，研制能够对舌象进行无创、定量和客观地分析并能高效地对舌象资料进行存档管理的中医舌象分析仪并使其实用化，对于中医舌诊的临床诊断及教学、科研手段的现代化具有重要意义。 论文对中医舌象分析仪的实用化进行了研究。作者曾协助博士生对中医舌象分析仪的若干关键技术进行了研究。但是，距离实际应用的要求还有较大差距，为此作者进一步独立开展了中医舌象分析仪的实用化研究。主要成果有：基于对中医舌诊的业务流程的分析，设计并实现了中医舌象分析仪的主控软件；分析了中医舌象分析仪系统中影响舌图象彩色重现的因素，实现了色貌评价与三刺激值匹配相结合的在线彩色校正方法，满足了中医舌诊的实用要求；对舌体区域分割进行了研究，提出并实现了一种基于双重样条Snakes的分割算法，实现了具有较好鲁棒性的舌体区域全自动和半自动分割；设计、开发了舌象数据库，实现了对舌象资料的高效管理，并建立了包括50种1000多例典型的中国人常见舌图象及相关信息在内的中国人常见舌象数据库；完成了对第二台中医舌象分析仪科研样机的软、硬件调试，实现了实用化，其已在北京中医医院投入使用。 中医舌象分析仪的实用化，为中医舌诊的现代化发展提供了必要的技术支持。
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全文目录
第1章 绪论 8-12
1．1． 中医舌象家分析仪的研究意义 8-9
1．2． 计算机舌象研究的进展 9-10
1．3． 研究内容 10
1．4． 论文的安排 10-12
第2章 中医舌象分析仪的研制 12-27
2．1． 中医舌象分析仪的技术要求和指标 12-13
2．2． 中医舌象分析仪的硬件构成 13-17
2．2．1． 图象采集设备的选择 13-14
2．2．2． 计算机及显示器的选择 14
2．2．3． 打印机的选择 14
2．2．4． 光源的选择及照明和观测条件的确定 14-16
2．2．4．1 光源颜色的表达方法 14-15
2．2．4．2 光源的选择 15
2．2．4．3． 照明和观测条件的确定 15-16
2．2．5． 机械平台的建立 16-17
2．3． 中医舌象分析仪软件的开发 17-27
2．3．1． 系统需求分析 17
2．3．2． 中医舌象分析仪的软件构成 17-18
2．3．3． 主控软件的开发 18-27
2．3．3．1． 用户界面设计的原则 19-20
2．3．3．2． 用户界面的评估规则 20
2．3．3．3． 主控软件功能模块的实现 20-26
2．3．3．4． 主控软件开发工具的选择 26-27
第3章 舌图象的彩色校正 27-51
3．1． 颜色视觉 27-31
3．1．1． 颜色视觉现象 27-28
3．1．1．1． 颜色对比 27-28
3．1．1．2． 颜色适应 28
3．1．1．3． 颜色匹配的恒定性 28
3．1．2． 颜色匹配 28-29
3．1．3． 同色异谱 29
3．1．4． 颜色视觉理论 29-31
3．1．4．1． 扬-赫姆霍尔兹的三色学说 29-30
3．1．4．2． 赫林的对立颜色学说 30
3．1．4．3． 现代的“阶段”学说 30-31
3．2． 色度空间 31-33
3．3． 影响国家彩色重现的主要因素 33-35
3．3．1． 拍摄环境光源的变化和设备的随机噪声 33
3．3．2． 彩色设备的色域不同 33-34
3．3．3． 彩色机理的不同 34
3．3．4． 拍摄照明光源的影响 34
3．3．5． 人眼颜色视觉的复杂性 34-35
3．4． 图象彩色重现质量评价 35
3．5． 目前常用的彩色校正方法 35-50
3．5．1． 白点映射法 36
3．5．2． 矩阵法 36-37
3．5．3． 查找表法 37
3．5．4． Neugebauer方程法 37-38
3．5．5． 彩色管理 38
3．6． 中医舌象分析仪的彩色校正方法 38-50
3．6．1． 基于神经网络的彩色校正方法 38-40
3．6．1．1． 校正方法的实现 39
3．6．1．2． 实验与结论 39-40
3．6．2． 彩色校正算法的实用化工作 40-50
3．5．2．1． 基于神经网络的彩色校正方法的局限性 40-41
3．6．2．2． 色貌评价与三刺激值匹配相结合的在线校正方法的总体方案 41
3．6．2．3． 基于色貌评价的色标标准值的获取方法 41-43
3．6．2．4． 多项式模型的选择 43-44
3．6．2．5． 校正方法的实现 44-47
3．6．2．6． 实验与讨论 47-50
3．7． 小结 50-51
第4章 舌象分割 51-78
4．1． 引言 51
4．2． 动态轮廓模型理论概述 51-60
4．2．1． Snakes的几何描述方法： 52-53
4．2．1．1． 离散Snakes 52
4．2．1．2． 几何Snakes 52
4．2．1．3． 参数Snakes 52-53
4．2．1．4． 样条Snakes 53
4．2．2． Snakes的能量函数 53-57
4．2．2．1． 传统Snakes的能量函数 53-55
4．2．2．2． 改进的Snakes能量函数 55-57
4．2．3． Snakes的优化算法 57-60
4．2．3．1． 变分法 58-59
4．2．3．2． 动态规划 59
4．2．3．3． Greedy算法 59-60
4．2．3．4． 模拟退火算法 60
4．2．4． 小结 60
4．3． 基于SNAKES的舌象分割 60-65
4．3．1． 舌体区域的增强 60-61
4．3．2． Snakes的几何描述方法 61-62
4．3．3． 轮廓的初始化 62-64
4．3．4． 能量函数 64
4．3．5． 轮廓的优化算法 64-65
4．4． 舌象分割算法的实用化工作 65-77
4．4．1． 舌体轮廓模板左右边界的确定 65-69
4．4．2． 基于双重Snakes的舌象分割算法 69-77
4．4．2．1． 双重Snakes的能量函数 70-71
4．4．2．2． 双重Snakes的优化过程 71-72
4．4．2．3． 实验与讨论 72-77
4．5． 小结 77-78
第5章 中国人常见舌象数据库的建立 78-86
5．1． 数据库的设计 78-80
5．2． 舌象数据库的实现 80-86
5．2．1． 舌象数据库存储、管理的数据种类 80
5．2．2． 舌象数据库的主要功能 80-81
5．2．3． 舌象数据库的管理 81-82
5．2．3．1． 舌象数据库的构成 81-82
5．2．3．2． 舌图象的存储 82
5．2．3．3． 舌象数据库的安全管理 82
5．2．4． 舌象数据库开发工具的选择 82-86
第6章 结束语 86-88
6．1． 论文完成的工作 86
6．2． 进一步工作的展望 86-88
攻硕期间参加的科研工作 88-89
攻硕期间完成的学术论文 89-90
致 谢 90-91
参考文献 91-94
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