計(jì)算機(jī)舌診中舌體分割與紋理分類(lèi)研究.pdf

1、舌診是中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中一項(xiàng)重要的診斷方法，已有幾千年的歷史。中醫(yī)醫(yī)師通過(guò)對(duì)舌體信息的分析判斷患者病情。由于具有無(wú)創(chuàng)性和便捷性的特點(diǎn)，舌診具有廣闊的發(fā)展前景。但是舌診需要大量的實(shí)踐與豐富的經(jīng)驗(yàn)才能得到較為準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。因此這種經(jīng)驗(yàn)性、主觀性因素影響了中醫(yī)舌診的發(fā)展。
　　為了客觀地獲取和分析舌體的各種信息并輔助醫(yī)師做出診斷，近年來(lái)一些計(jì)算機(jī)輔助舌診系統(tǒng)相繼開(kāi)發(fā)出來(lái)。然而現(xiàn)在計(jì)算機(jī)舌診系統(tǒng)中還存在一些問(wèn)題，首先是現(xiàn)有方法忽略了舌體邊緣

2、的特點(diǎn)導(dǎo)致了舌體分割精度不高，交互式分割的效率較低。其次現(xiàn)有方法對(duì)反光點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)與去除的結(jié)果過(guò)于平滑，紋理信息丟失很多。最后舌紋理對(duì)表達(dá)與分類(lèi)方法要求較高，而現(xiàn)有的方法在舌紋理表達(dá)較為困難，導(dǎo)致了紋理分類(lèi)精度不高。
　　本論文從舌體分割、反光點(diǎn)檢測(cè)與修復(fù)及紋理的表達(dá)及和分類(lèi)等幾方面進(jìn)行了全面深入的研究。對(duì)現(xiàn)有算法在舌體圖像分割、反光點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)及舌紋理分類(lèi)表達(dá)等方面存在的不足，提出了以下解決方案：
　　1.基于Gabor幅值和

3、快速步進(jìn)算法的自動(dòng)舌體邊緣檢測(cè)方法：本文首先根據(jù)舌體邊緣的特點(diǎn)，結(jié)合Gabor濾波器，提出了利用Gabor幅值的舌體邊緣增強(qiáng)方法。然后針對(duì)舌體不連續(xù)問(wèn)題，本文將部分邊緣作為初始值，利用快速步進(jìn)算法將強(qiáng)邊緣連接起來(lái)形成初始的舌體輪廓線。最后利用梯度矢量流snake模型（GVF Snake）得到最終的舌體輪廓。實(shí)驗(yàn)表明本論文提出的自動(dòng)舌體分割算法效果要優(yōu)于現(xiàn)有其他自動(dòng)舌體分割算法。
　　2.基于穩(wěn)定段引導(dǎo)的舌體交互式分割方法：為了提高

4、分割效率，本文首先利用自動(dòng)舌體分割算法獲得初始分割。其次對(duì)于分割失敗的圖像引入用戶交互。在交互過(guò)程中，為了充分利用用戶提供的邊緣信息，提高交互效率，本文提出了三種更新策略分別對(duì)穩(wěn)定段、舌體模板和舌體邊緣模板依次進(jìn)行更新。最后利用GVF Snake得到最終的舌體輪廓。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本論文提出的方法在高效性和便捷性方面要優(yōu)于其他交互式舌體分割方法。
　　3.基于超像素的反光點(diǎn)檢測(cè)方法和基于加權(quán)核范數(shù)最小化（Weighted Nuclea

5、r Norm Minimization,WNNM）的反光點(diǎn)修復(fù)方法：反光點(diǎn)是舌體局部特征的一種，表征了舌表面濕度。對(duì)于反光點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)問(wèn)題，本文利用基于超像素的檢測(cè)方法對(duì)反光區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)。該方法能夠有效地檢測(cè)反光點(diǎn)區(qū)域中的高亮區(qū)域及其周?chē)拇畏垂恻c(diǎn)區(qū)域。針對(duì)反光區(qū)域修復(fù)問(wèn)題，本論文提出一種基于WNNM的非局部自相關(guān)修復(fù)方法。此方法將圖像修復(fù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為低秩矩陣填充的優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)求解WNNM問(wèn)題得到修復(fù)后的圖像。實(shí)驗(yàn)表明本文提出的方法優(yōu)于現(xiàn)

6、有其他舌體反光點(diǎn)檢測(cè)與修復(fù)方法。
　　4.基于散射卷積網(wǎng)絡(luò)的舌體紋理分類(lèi)方法：舌紋理較為復(fù)雜，主要是由于舌圖像背景，舌體表面反光點(diǎn)等的影響及紋理的位置，尺度及方向具有隨機(jī)性。對(duì)舌體圖像進(jìn)行紋理分類(lèi)需要系統(tǒng)性的方法。根據(jù)這些要求本文提出了基于散射卷積網(wǎng)絡(luò)的舌體圖像紋理分類(lèi)方法方法。該方法首先對(duì)舌圖像做預(yù)處理，包括舌圖像分割，反光點(diǎn)判別，反光點(diǎn)檢測(cè)與修復(fù)，舌紋理塊獲取幾個(gè)方面。然后對(duì)舌紋理塊進(jìn)行分類(lèi)表達(dá)與分類(lèi)。最后利用舌紋理塊的分類(lèi)結(jié)