专利名称：人体数字舌图像颜色色域空间及其提取方法
技术领域：
本发明涉及医学图像处理以及中医舌诊客观化技术，具体说就是人体数字舌图像颜色色域空间及其提取方法。背景技术：
中医舌诊技术作为一种传统的医学诊断技术，被誉为中华民族的国粹，为华夏民族的繁衍做出了不可磨灭的贡献。为了解决传统中医舌诊实践中存在的诊断主观化，经验化，缺乏数据记录等问题，利用医学图像处理以及计算机分析技术，实现中医舌诊的计算机辅助分析和诊断客观化，关系到中医学的发扬光大和走向世界，具有重要的研究意义和应用前景。舌图像颜色特征是计算机辅助舌图像分析诊断中最为重要的特征之一；舌颜色的变化是受机体生理病理状态，血氧含量、以及舌面覆盖物等的影响而影响，因此能够反映出一定的人体的健康状况，对于准确的计算机辅助诊断分析十分重要。根据中医舌诊的实践， 提取的舌体颜色特征一般包括舌体舌苔以及舌质的颜色，通过舌苔舌质的不同颜色组合， 反映人体不同的生理状态。
目前，在计算辅助舌图像颜色特征的提取的过程中，由于对于人体舌图像的颜色色域空间范围缺乏了解，对于中医理论中的舌苔与舌质的颜色范围也缺乏必要的定义，因此，目前无法开发出专用于舌图像采集的成像设备，也无法给出舌苔舌质颜色的准确的光谱和颜色范围定义，并且也无法提取出用于舌图像校正的专用的颜色色卡，从而严重影响计算机舌诊客观化研究的进程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人体数字舌图像颜色色域空间及其提取方法。
本发明的目的是这样实现的所述的人体数字舌图像颜色色域空间定义在国际照明委员会定义的xyY标准颜色模型平面中，包括表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)、表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)、表征数字舌图像98%颜色色域空间的最大矩形边界范围区域(S2)、表征数字舌图像98%颜色色域空间的边界曲线(L2)、数字舌图像颜色色域空间的聚类中心点集(Pl)和舌苔舌质分界曲线 (L3)。
所述的人体数字舌图像颜色色域空间，在表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)内部，(Si)由以下公式定义Γ 0.2643 χ (1 - α) < χ < 0.5539 χ (1 + α) 1少)=(χ,少)、，式中，(χ，y)为色度坐标，[ 0.1849 χ (1 -a)< y < 0.4508 χ (1 + α) J系数 α 满足α e
；
所述的表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)定义在所述表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)内部，表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)围成的区域即为完备的人体数字舌图像颜色色域空间，表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)由以下公式求解得到的二维边界点集连接而定义:U(X) = (D1 exp(-r, * ||x — xj2) +、二 0，式中X为边界自变量，Xy色度空间中的二维向量，Il1为支持向量个数；i为支持向量的索引编号为对应于不同支持向量的系数，标量；Y1为径向基函数核函数参数；Xi为支持向量坐标，Xy色度空间中的二维向量办为支持向量机模型的偏置；
所述的表征数字舌图像98%颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(S2) 在所述的表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)内部，表征数字舌图像98%颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(S2)由以下公式定义「 0.3064 χ (1 — α) < χ < 0.4932 χ (1 + 1 S2(x,y) = \(x,y)(〉(，式中，(χ，y)为色度坐标，系[ 0.2483 χ (1 - α) < < 0.4025 χ (1 + α) J数 α 满足α e
；
所述的表征数字舌图像98%颜色色域空间的色域边界曲线(U)定义在表征数字舌图像98%颜色色域空间的最大矩形边界范围区域(S》内部，表征数字舌图像98%颜色色域空间的色域边界曲线(L2)围成的区域即为数字舌图像98%颜色色域空间，表征数字舌图像98%颜色色域空间的色域边界曲线(L2)由以下公式求解得到的二维边界点集连接而定义,Ll(X) = ^aj exp(-,2 * ||x — xy|| ) +氏=0卜式中x为边界自变量，xy色度空间中的二维向量；n2为支持向量个数；j为支持向量的索引编号；α j为对应于不同支持向量的系数，标量；Y2为RBF核函数参数；Xj为支持向量坐标，xy色度空间中的二维向量；b2为支持向量机模型的偏置；
所述的数字舌图像颜色色域空间的聚类中心点集(Pl)包含8种舌质颜色青色、 红色、蓝色、紫色、绛色、淡红色、淡紫色、淡蓝色以及4种舌苔颜色黑色、灰色、白色、黄色， 其中青色位于表征舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)上，红色、蓝色、紫色、绛色、 黄色位于表征舌图像98%颜色色域空间的边界曲线(U)上，淡红色、淡紫色以及淡蓝色的色度坐标分别为白色与红色、蓝色以及紫色的连线中点。
所述的舌苔舌质分界曲线(U)将完备数字舌图像色域空间分成舌苔以及舌质区域两部分，舌苔区域位于舌图像色域空间的右上角部分，舌苔舌质分界曲线(L3)由色域空间的聚类中心点集(Pl)中的白点与青色、淡蓝色、淡紫色、淡红色连线的中点连接而成。
本发明所述的人体数字舌图像颜色色域空间的提取方法，步骤如下首先利用边界分割提取方法提取出舌体部分的图像，随后采用JSEG边界分割方法按照图像的颜色一致性将图像分割成小块，随后对各个小块图像提取其在CIE xy空间中的边界像素，进而将所有的像素合并在一起，得到该张图像的色域空间范围，最后将所有的图像的边界像素合并得到基于大量数字舌图像的人体数字舌图像颜色色域空间。
本发明提供的人体数字舌图像颜色色域空间是目前世界上首次提出的关于人体舌颜色在色域空间中的位置及其分布特征的最为科学和详细的描述，解决了目前在中医舌图像分析中存在的颜色分析的片面性、设备依赖性等问题，从而从全局上对舌图像颜色行分析，具有全面性、可视性的特点，对于推动中医舌图像分析处理以及中医舌诊客观化有着及其重要的推动作用。
图1是本发明的人体数字舌图像颜色特征色域空间的优选实施例的原理图2是本发明的人体数字舌图像颜色特征色域空间的优选实施例的聚类颜色中心具体位置与颜色名称对应关系图3是本发明的人体数字舌图像颜色特征色域空间的优选实施例的典型特征舌图像颜色在色域空间分布示意图4是本发明的人体数字舌图像颜色特征色域空间的优选实施例的特征分布区域与舌图像的对应关系示意图5是本发明的人体数字舌图像颜色特征色域空间的优选实施例的色域空间提取算法流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作进一步说明。
实施例1 结合图1，本发明一种人体数字舌图像颜色色域空间，所述的人体数字舌图像颜色色域空间定义在国际照明委员会定义的xyY标准颜色模型平面中，包括表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)、表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)、表征数字舌图像98%颜色色域空间的最大矩形边界范围区域(S2)、 表征数字舌图像98%颜色色域空间的边界曲线(L2)、数字舌图像颜色色域空间的聚类中心点集(Pl)和舌苔舌质分界曲线(L3)。
所述的人体数字舌图像颜色色域空间在表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)内部，(Si)由以下公式定义Γ 0.2643 χ (1 - α) < X < 0.5539 χ (1 + α)] 5 (χ,少)=(χ,力〉(〉(’式中，(χ，y)为色度坐标，[ 0.1849 χ (1-α) < y< 0.4508 χ (1 +α) J系数 α 满足α e
；
所述的表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)定义在所述表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)内部，表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)围成的区域即为完备的人体数字舌图像颜色色域空间，表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)由以下公式求解得到的二维边界点集连接而定义:ΙΛ(χ) = |x -^W1 exp(—Z1 * ||x 一 xj2) + bx = θ}，式中x 为边界自变！，xy 色度空间中的二维向量，Il1为支持向量个数；i为支持向量的索引编号为对应于不同支持向量的系数，标量；Y1为径向基函数核函数参数；Xi为支持向量坐标，xy色度空间中的二维向量办为支持向量机模型的偏置；
所述的表征数字舌图像98%颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(S2)在所述的表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)内部，表征数字舌图像98%颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(S2)由以下公式定义
权利要求
1. 一种人体数字舌图像颜色色域空间，所述的人体数字舌图像颜色色域空间定义在国际照明委员会定义的xyY标准颜色模型平面中，包括表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)、表征数字舌图像完整颜色色域空间的边界曲线(Li)、表征数字舌图像98%颜色色域空间的最大矩形边界范围区域(S2)、表征数字舌图像98%颜色色域空间的边界曲线(L2)、数字舌图像颜色色域空间的聚类中心点集(Pl)和舌苔舌质分界曲线(L3)，其特征在于所述的人体数字舌图像颜色色域空间，在表征数字舌图像完整颜色色域空间最大矩形边界范围的区域(Si)内部，(Si)由以下公式定义
2. 一种如权利要求1所述的人体数字舌图像颜色色域空间的提取方法，其特征在于 首先利用边界分割提取方法提取出舌体部分的图像，随后采用JSEG边界分割方法按照图像的颜色一致性将图像分割成小块，随后对各个小块图像提取其在CIE xy空间中的边界像素，进而将所有的像素合并在一起，得到该张图像的色域空间范围，最后将所有的图像的边界像素合并得到基于大量数字舌图像的人体数字舌图像颜色色域空间。
全文摘要
本发明提供一种人体数字舌图像颜色特征的色域空间及其提取方法。该色域空间定义于国际照明委员会定义的xyY标准颜色模型平面中，对舌图像的完备色域空间以及98％色域空间进行提取；并且提取了色域空间的聚类颜色中心点集，得到舌苔舌质的分界曲线，本发明提供一种人体数字舌图像颜色特征色域空间的提取方法利用边界分割提取舌体部分的图像，采用JSEG边界分割法按照图像的颜色一致性将图像分割成小块，提取其在CIE xy空间中的边界像素，将所有的像素合并在一起，得到该张图像的色域空间范围。本发明的人体舌图像色域空间，作为计算机中医舌诊的基础性研究，能够对舌色特征提取、舌苔质分离、颜色校正色块的提取等起到指导性作用。
文档编号G06T7/40GK102509312SQ201110291360
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者张大鹏, 王兴政 申请人:哈尔滨工业大学