点击显示 收起
【摘要】 舌诊是中医最具特色诊断的内容之一，几千年来，舌诊特别是舌生物特征识别技术的内容和方法在逐渐丰富和完善。随着电子计算机技术和网络信息技术的发展和应用，使舌象生物特征提取、舌色苔色的颜色识别、计算机舌的图像处理分析及舌象采集系统的建立等方面取得了可喜的成绩，使中医舌诊研究进入了现代化、信息化、客观化、标准化的快速发展的轨道。
关键词 中医舌诊 现代研究 舌象生物特征 计算机图像处理 舌象采集系统
The modern research and the countermeasure of TCM Lingua-diagnostics based on biology character
Hu Zhixi，Yang Tao，Ming He
TCMUniversity of Hunan，Changsha410007.
【Abstract】 The lingua-diagnostics is one of the content that have mostly feature in TCM diagnostics.For thousands of years，the lingua-diagnostics，in particular，the contents and methods of lingua-biology character i-dentifying technologies have gradually been enriching and perfecting.With the developments and applications of the electronic computer technologies and the network information technologies，we obtain remarkable success in acquiring the lingua-biology character，identifying colour of lingua and tai，managing and analyzing computer image of lingua and establishing lingua-biology character collection system，etc.Therefore，the lingua-diagnostics research of TCM come into a speedily developing path with modernization，information，impersonality and standardization.
Key words lingua-diagnostics modern research lingua-biology character computer image manipulation lingua-biology character collection system
传统的中医舌诊主要是医生对舌色、舌形、舌态及苔色、苔质进行目视和分析判断，存在着多种问题:重复性较差、只能凭经验判断、缺乏客观化标准，加上客观环境的影响、医生诊疗水平参差不齐、而且其图像不能保存供异时、异地研究，因此要在短时间内全面掌握舌象信息，必须利用计算机技术通过多学科、多领域的交叉合作对舌诊进行研究，创立一定的检测环境，在一定的模式空间下摄取舌象信息，应用多种算法进行舌图处理 ［1］ 。中医舌诊的现代研究和对策可以从以下几个方面进行探讨。
1 舌象生物特征研究
在对健康人与患者舌象观察中，发现舌形态、舌纹、舌有形物质等综合表象，组成人体差异生物特征图像，其中以舌形和舌纹为重要形态指标，初步发现舌形态有36种之多，舌纹表象有40多种。舌象的纹理内容较为丰富，包括传统舌诊的舌形、苔质等方面，目前主要在舌的老嫩、裂纹、点刺、舌下络脉，苔的腐腻、厚薄、润泽等方面开展研究。在舌纹研究中，沈氏采用一种基于多尺度边缘检测的方法定量化分析舌的裂纹，提出了裂纹指数的概念，并依据该指数判断不同舌的裂纹深浅与多少;周氏根据2Dgabor小波系数能量（GWTE）随舌纹的变化而变化的特性，采用不变矩的方法定性地描述舌纹，确定了舌苔的厚度;朱氏也用滤波器彩色对比舌纹理特征，用线性判断函数来分析舌纹理;余氏等根据纹理的颜色及灰度的二维变化图像的原理，构造二值化图，用纹理边缘线条统计法分析舌纹理。在舌的瘀点和点刺研究中，翁氏等 ［2］ 对血瘀证舌质RGB量值的观测发现血瘀证舌质的RGB值直接或间接地与舌下络脉的颜色、弯曲、粗细、结节、分支等变化有关;C.Chiu等 ［3］ 将分割出舌下络脉区域量化以后，得出舌下络脉的色度、饱和度及亮度、长度、宽度、面积等多项参数，并对舌下络脉的正常宽度比例、络脉与舌长比例及对称性进行了研究;刘氏等统计舌下络脉颜色的矩形区域内每一个象数点的RGB值，分别计算出每个点R、G、B值的平均值，来探索肝癌患者舌下络脉的特点。在舌的腐腻方面，朱氏采用样本重建分类与粗糙度计算相结合的方法，将舌苔分为一般、略腻、腻、腐几类。在舌苔厚度的研究中，翁氏等利用色度学转化公式，求出作为衡量舌苔厚度的苔厚指数;石氏等 ［4］ 在舌体的定量化研究中，首次建立了舌宽与舌厚之和与身高与体重之和的比值的模糊关系的隶属函数，结果舌宽与舌厚之和随着身高与体重之和的增大而增大。沈氏将舌苔湿度自动分级为干、偏干、略润、润、偏湿、湿等6级;苏氏将舌苔分为燥苔、润苔、水滑苔3类。
2 舌的颜色识别
颜色识别主要是指舌色和苔色的识别，有人根据舌象分区中各类的象素数，给出舌色和苔色的定量描述。朱氏等 ［5］ 将舌图划分成36×36和舌象特征块（TTB），分别对每个小块舌图应用分层K-means聚类方法确定舌的颜色;周氏等运用统计高斯模型Gs和Gc方法将舌质和舌苔分离并分别确定了各自的颜色;余氏等根据模糊聚类的方法，记下各类舌质、舌苔的象素坐标并归类统计，将舌面上所有象素归分为舌质、舌苔和非质非苔3类，初步确定了各类舌色的定义阈;吴氏运用多元逐步回归方法建立7种常见舌苔计量诊断模型，并排列了相关指数的舌苔特性的顺序;刘氏等 ［6］ 采用矩形区域和各种统计学方法来研究肝癌患者舌色和苔色的特点;徐氏等根据色度学参数，将舌苔分为白苔、黄苔、灰黑苔3类，用方差分析分别对正常人和病人舌象进行测量比较，结果表明舌质、舌苔在色度学参数上均存在差异。王氏等 ［7］ 利用色彩空间变换将原始的非线性RGB空间BMP图像分别变换到线性RGB、CIE Yxy、CIELAB和CIELUV空间，该过程对于每个全息分区分别进行，再进行各种颜色参数的分析。
3 计算机舌的图像处理
始见于20世纪90年代，中国科大与安徽中医学院 ［8］ 较早提出了将计算机图像识别技术用于舌诊客观化的设想，随后北京中医院对舌色和苔色进行了客观的定量分析，提出了舌的局部象素点红［R］、绿［G］、蓝［B］值的统计 ［9］ 。周氏等 ［10］ 认为提取舌体图像的2个依据是色彩和纹理，先将舌图的RGB空间转换到YCbCr色彩空间，将Cr二值化结合参考Cb、Cr2个分量提取舌体;赵氏等将舌图由RGB色度空间转化成HIS色度空间后，把H值二值化，初步实现舌体的提取，再结合数学形态学将二值舌图像与原始彩色舌图像作逻辑与运算后得到细致的舌体边缘，并进一步采用样条Snakes模型及灰度投影与刚性模板相结合的方法初步实现舌体的自动分割，并提出基于彩色对消方法来实现精确的舌体分割。王氏等 ［11］ 提出基于矢量Prewitt算子的多尺度彩色图像边缘检测方法，比较标量算子和单一尺度下的矢量算子更能保证舌象边缘的完整性和准确性;蒋氏等 ［12］ 运用模糊理论将原始RGB彩色影像经过检测矩形区域、增强影像对比、影像二值化及边界检测等步骤，取出舌头曲线影像;翁氏等 ［13］ 利用彩色分量间相对性的特点，强化舌头影像与周围组织之间的差异，再将强化后的影像二值化，再处理后得到有效舌体。但计算机舌图像处理抗噪性不高、边缘连续性和快速性提取等问题还没有很好解决，需要进一步研究。舌的区域分割主要指分离舌苔与舌质。赵氏等用RGB三色值相对比后进行统计分析，应用计算机初步解决了舌质与舌苔的分类;王氏等 ［14］ 采用监督FCM聚类算法进行舌质舌苔的区分，结合多层去模糊处理的方法，将舌色分为6类，还尝试用神经网络自动分类舌质和舌苔;蒋氏等根据HIS模式将舌质与舌苔分离，满足H≤10或I<0.68条件者标记为舌质，否则标记为舌苔;丁氏等 ［15］ 采用模糊模式识别区分舌苔与舌体;翁氏等对固定区域内象数点数进行扫描来确定舌体舌苔的面积，并根据色调、亮度、彩色分量上的差异来分离舌苔与舌质。
4 计算机舌象采集系统的建立
要建立计算机舌象采集系统，首先要建立舌象样本库，正常舌象及不同疾病不同证型的舌样本图库，为后续特征 提取、分析、识别等做好准备。运用计算机图像处理算法对舌色和纹理特征进行有效提取，如舌色、舌形、苔色及舌纹理、舌体有形病理物质、舌下静脉等，在此基础上建立面向中医全息诊断和统计的特征库。计算机图像处理除了舌象特征提取、分割、分析、识别等重要环节外，其舌象获取的真实性，是关系成败的关键，如光源采集保护装置的建立，如何减少舌象资料的失真，如何创立一定的检测环境，在一定的模式空间下摄取舌象信息是计算机舌象采集所要解决的一个难题。目前舌色的识别，舌象特征的提取分析，自动识别系统的建立等都取得了重要进步，采用Snakcs和Deformable Template相结合的算法，结合全息理论，对分割的舌象进行全息映射分区，为舌色、纹理、舌形、舌苔等病理舌象特征的提取、分析和结论提供了依据。
参考文献
1 张志枫，刘晓谷，周昌乐，等.计算机图像处理在中医舌诊的研究.第七次全国中西医结合四诊研究学术会议论文汇编，2004，20-22.
2 翁维良，黄世敬，洪尚杓.运用中医舌诊专家系统对血瘀证舌下络脉的观察.中国中医基础医学杂志，2000，6（10）:58-61.
3 Chiu CC.A novel approach based on computerized image analysis for TCM diagnosis of the tongue.Comput Methods Programs Biomed，2001，61（2）:77-89.
4 石行让，尚瑞梅.舌体的定量化研究.系统工程理论与实践，1997，17（2）:109-112.
5 朱洁华，阮邦志，励俊雄，等.舌诊客观化研究的一种图像处理方法.中国生物医学工程学报，2001，20（2）:132-137.
6 刘庆，岳小强，邓伟哲，等.应用舌诊综合信息分析系统对原发性肝癌舌质颜色的定量分析.中西医结合学报，2003，1（3）180-183.
7 王宽全，李用民，张大鹏，等.基于生物特征的中医诊断现代化研究及信息平台建设.第七次全国中西医结合四诊研究学术会议论文汇编，2004，8-12.
8 梁嵘.中医数字舌图的信息处理及其应用.世界科学技术·中医药现代化，2003，5（1）:28-32.
9 沈兰荪，蔡铁珩，卫保国，等.中医舌象分析技术的研究.世界科学技术·中医药现代化，2003，5（1）:15-19.
10 周越，沈利，杨杰，等.基于图像处理的中医舌像特征分析方法.红外与激光工程，2002，31（6）:490-494.
11 王爱民，赵忠旭，沈兰荪.基于矢量Prewitt算子的多尺度彩色图像边缘检测方法.中国图像图形学报A辑，1999，4（12）:1024-1028.
12 蒋依吾，陈建仲，张恒鸿，等.电脑化中医舌诊系统.中国中西医结合杂志，2000，20（2）:145-147.
13 翁维良，黄世敬.中医舌诊客观化研究.中国工程科学，2001，3（1）:78-82.
14 王爱民，沈兰荪，赵忠旭.监督FCM聚类算法及其在中医舌像自动分析中的应用.模式识别与人工智能，1999，12（4）:480-485.
15 丁明，张建正.基于L·a·b彩色模式的舌苔定量描述和分类.仪器仪表学报，2002，23（3）:328-330.
（编辑文 静）
作者单位:410007长沙湖南中医学院