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舌诊客观化研究中舌象图片采集方法与应用的探讨

作　者: 吴祖春
导　师: 陈群
学　校: 广州中医药大学
专　业: 中医诊断学
关键词: 舌象色彩校正色彩管理医学摄影舌诊客观化瘀血舌
分类号: R241.24
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

舌象图片采集是舌诊客观化研究的基础,而舌象采集受诸多因素的影响,除伸舌姿势、饮食、季节、运动等传统因素外,还受光源、采集设备(数码相机、镜头)显示设备等的影响。本研究以影响舌象采集的诸多因素为切入点,运用多学科技术,如应用光学、色度学、摄影、计算机,色彩管理等,以期能减少这些因素的影响,获得高还原的舌象图片,为舌诊客观化研究奠定方法学基础。论文分为四个部分：第一部分文献整理第一节瘀血舌舌色古代文献研究主要收集清以前医家关于舌色及舌下络脉颜色的论述,发现：1.清以前舌色与苔色混用,所称舌色者,实多为苔色,舌色很少论及。2.瘀血常见的舌色为青、紫、青紫、蓝,而舌下络脉多为青、黑等变化。第二节舌象图片采集方法现代研究现状回顾了近十几年来,舌诊客观化研究中舌象图片采集方法进展,认为目前研究存在以下不足：1.对可影响舌象的非致病因素,如年龄、饮食、运动、习惯、嗜好等认识不足。2.舌象图片采集平台,在色温、照度均匀度、色温、照度稳定性等方面达到很高的标准,但多数体积较大,临床使用不便。3.对采集设备研究不够,对于适合舌象图片采集的镜头、数码相机及其设置认识不足。4.色彩管理在舌象图片采集中应用较少,且管理流程、所用软硬件不一样,结果各不相同。5.舌象图片文字描述比较简单,缺乏统一的格式。第二部分舌象图片拍摄前注意事项为减小、排除非致病因素对舌象采集的影响,总结前人的研究结果,结合临床观察,认为：1.若年龄、性别、季节与气候等因素对舌象有明显影响,仍需采集者,则应在舌象图片说明文字中注明。2.半小时内避免饮水,2小时内避免进食,特别是刺激性食物。3.采集前避免剧烈运动。4.舌象图片采集中应指导患者伸舌,包括伸舌姿势,必要时,可进行简单的伸舌训练,采集应在1-2分钟内完成。第三部分舌象图片采集光源、采集设备及色彩管理一、光源为减小光源对舌象的影响,在应用光学理论的基础上,阐述了：(一)舌象图片采集系统辅助光源的要求1.连续光谱。2.色温6500K。3.显色指数Ra>90。4.照度及照度均匀度照度：2000Lx±500Lx。任一点的照度不得低于被照表面中心照度的75%。5.布光要求：光源离患者20cm～100cm,入射角450-60°对称放置。6.面光源。(二)舌象图片采集环境要求环境光照度E≤32Lx。周围物体表面必须是中性灰色,反射率≤60%。认为普通的病房或门诊是符合图象采集环境要求的。二、舌象图片采集用镜头和数码相机的选择与使用为寻求适合舌象图片采集用的镜头和数码相机及其使用方式,对镜头像差、视场角及焦距以及数码相机的结构和原理、设置原理等进行研究,得出以下结论：(一)镜头的选择及应用1.镜头焦距,50mm≤f≤105mm2.有微距功能的定焦镜头3.使用小光圈(f/8～f/11),适当增加拍摄距离。(二)数码相机的选择及设置1.数码相机选择选择以CCD为传感器的数码单反相机。2.色彩模式采用模式Ⅱ(adobe RGB)。3.ISO尽量采用最小ISO值,在弱光环境中采集时,使用辅助光源,ISO值也不应超过400。4.白平衡使用PRE手动预设,采集前拍摄灰卡图片,使用相机测量色温,预设白平衡。5.对焦照度足够时以舌中为对焦点,单次伺服自动对焦AF-S模式对焦；照度不够时辅助对焦灯照明手动对焦,换装裂像对焦屏或超精度磨砂屏,加装放大功能的直角取景器可改善对焦精度。6.测光及曝光辅助中性灰板,或三阶灰板可提高测光精度。7.快门为防止机振,可预升反光镜,使用三角架；为防止手震,使用“安全快门”。8.图片格式使用RAW格式拍摄和储存,打印或编辑可使用TIFF格式。二、色彩管理阐述了色度学的一般理论,色彩管理的产生与发展及流程,提出舌象图片采集数码相机、显示器等色彩管理的流程及具体方法。三、舌象图片文字描述建议舌象图片文字描述中应包括以下信息：拍摄日期、拍摄地点,图片采集设备型号及设置参数,患者一般资料,患病情况,舌象描述(顺序为舌色、舌形、舌态、苔色、苔质)。第四部分实验实验一环形闪光灯下及自然光下拍摄的色卡及舌象图片色差校正方法及校正效果评价目的：比较舌象图片较好色彩校正方法,减小自然光与闪光灯下拍摄的舌象图片色差,为舌诊客观化研究中舌象图片采集提供方法学基础。方法：采用两种不同色差校正方法,分别校正于自然光和环形闪光灯下拍摄的标准色卡和舌象图片,分别计算色卡图片与原始数据的色差,目测比较采用不同的校色方法校正的舌象图片舌色与原始舌色,计算符合的例数,对比、探讨两种校正方法的校正效果。结果：两种光源下,采用两种色差校正法校正后的色卡图片,其色差明显低于校正前,表明色差校正是有必要的；两种色差校正法校正效果比较中,基于ICC文件的色差校正法校正后的△E00、△L、△C值显著低于灰卡白平衡法,表明前者可明显校正图片色差以及明度与饱和度偏差,优于后者；使用ICC文件法校正后的舌象图片颜色与实际舌色符合率最高。所以,基于ICC文件的色彩校正法值得舌象图片采集中推广应用。试验二瘀血舌舌色及舌下络脉颜色的色度学特征初探目的：在CIELAB颜色空间中,探讨瘀血舌舌色及舌下络脉颜色的色度学特征,为瘀血舌及血瘀证的诊断寻找新的客观指标。方法：采集瘀血舌、非瘀血舌及健康人群舌象图片,分别提取舌色及舌下络脉颜色L*a*b*值数据,进行统计学比较。结果：瘀血舌组舌色及舌下络脉颜色的L*明显小于非瘀血舌组及健康对照组非瘀血舌组,a*值明显大于非瘀血舌组及健康对照组,表明舌色及舌下络脉颜色的L*值、a*值可以作为判断瘀血舌及血瘀证的客观指标之一。本研究创新点：一、对影响舌图采集质量的因素进行跨学科、多层次、系统研究,运用应用光学、色度学、摄影技术、计算机技术,色彩管理等技术,为减小这些因素影响提出的具体方法,对临床舌图采集有较高的实用价值。二、采用环形闪光灯作为辅助光源,并运用基于ICC文件的校正方法进行色彩校正,取得较满意的效果,为舌图采集提供一便捷、高质量舌象图片采集方案,从而为舌诊客观化研究中方法学的进行了有益的探索。三、首次在CIELAB颜色空间,对瘀血舌及非瘀血舌的舌色与舌下络脉颜色进行比较研究,发现瘀血舌组舌色及舌下络脉颜色的L*明显小于非瘀血舌组及健康对照组非瘀血舌组,a*值明显大于非瘀血舌组,为瘀血舌及血瘀证的诊断寻找新的客观指标提供思路。

全文目录

中文摘要  3-7
ABSTRACT  7-16
引言  16-18
第一部分文献整理  18-25
  第一节瘀血舌舌色古代文献研究  18-19
    一、瘀血舌舌色  18-19
      (一) 青舌  18
      (二) 紫舌  18
      (三) 青紫舌  18
      (四) 蓝舌  18-19
    二、瘀血舌舌下络脉颜色  19
    三、讨论  19
  第二节舌象图片采集方法现代研究现状  19-25
    一、胶卷底片时期  19-20
    二、数字底片时期  20-23
    三、目前舌诊客观化研究中舌象图片采集存在以下不足  23-24
      (一) 可影响舌象的非致病因素方面认识不足  23
      (二) 缺乏对患者进行伸舌指导  23
      (三) 光源应用方面  23-24
      (四) 采集设备方面  24
      (五) 色彩管理方面  24
      (六) 舌象图片文字描述  24
    四、研究展望  24-25
第二部分舌象图片拍摄前注意事项  25-32
  一、减少非致病因素对舌象的干扰  25-28
    (一) 饮食  25-26
    (二) 鉴别染苔  26-28
    (三) 嗜好  28
  二、舌象的生理变异  28-30
    (一) 年龄  28
    (二) 性别  28
    (三) 季节与气候  28
    (四) 禀赋  28-29
    (五) 运动  29
    (六) 其它  29-30
  三、拍摄中的患者伸舌指导与沟通  30-32
    (一) 伸舌指导  30
    (二) 伸舌时间  30
    (三) 伸舌训练  30
    (四) 舌象拍摄前与患者沟通技巧  30-32
第三部分舌象图片采集光源、采集设备及色彩管理  32-71
  一、光源  32-40
    (一) 光源的基本色度学特征  32-34
    (二) 传统舌下络脉观察的光线环境——自然光源  34-35
    (三) 标准光源  35
    (四) 舌象采集用光源要求  35-37
    (五) 舌象图片采集环境  37
    (六) 环形闪光灯在舌象图片采集中的应用  37-40
  二、采集设备的选择与使用方法  40-63
    (一) 镜头的选择与使用  40-49
    (二) 舌象图片采集用数码相机的选择  49-52
    (三) 舌象图片采集用数码相机的设置  52-63
  三、色彩管理  63-69
    (一) 颜色形成  63
    (二) 色彩管理的产生及发展  63-65
    (三) 管理的步骤  65-66
    (四) 基于ICC的数码相机色彩管理  66-68
    (五) 基于ICC的显示器色彩管理  68-69
  四、关于舌象图片的文字描述  69-71
    (一) 文字描述的意义  69
    (二) 舌象图片文字描述的内容与顺序(见附录五)  69-71
第四部分实验  71-87
  实验一环形闪光灯下及自然光下拍摄的色卡及舌象图片色差校正方法及校正效果评价  71-83
    一、实验材料及方法  71-76
      (一) 设备  72
      (二) 色卡及舌象图片采集方法  72-74
      (三) 色卡和舌象图片色差校正方法  74-75
      (四) 色卡和舌象图片色差分析方法  75-76
    二、结果  76-80
      (一) 闪光灯下拍摄的色卡使用不同校正方法校正色差结果  76-78
      (二) 闪光灯下拍摄的舌图使用不同校正方法校正色差结果  78
      (三) 自然光下拍摄的色卡使用不同校正方法校正色差结果  78-80
      (四) 自然光下与环形闪光灯下拍摄的色卡校正效果比较  80
    三、讨论  80-83
      (一) 环形闪光灯在舌象图片采集中的使用价值  80-81
      (二) 环形闪光灯下舌象采集图片色差校正的意义  81
      (三) 两种不同校正方法的探讨  81
      (四) 基于ICC文件法色差来源及解决思路  81-83
  试验二瘀血舌舌色及舌下络脉颜色的色度学特征初探  83-87
    一、实验材料及方法  83-85
      (一) 设备  83
      (二) 临床资料  83-84
      (三) 研究方法  84-85
    二、结果  85
      (一) 瘀血舌组与非瘀血舌组舌色L~*a~*b~*值比较  85
      (二) 瘀血舌组与非瘀血舌组舌下络脉颜色L~*a~*b~*值比较  85
    三、讨论  85-87
      (一) 瘀血舌舌色的色度学特征  85-86
      (二) 瘀血舌舌下络脉颜色的色度学特征  86
      (三) 关于瘀血舌色的色度学研究中颜色空间的选择  86
      (四) 研究舌下络脉颜色的色度学特征的意义  86-87
结语  87-88
参考文献  88-96
附录一患者采集信息数据样表  96-97
附录二 CIEDE2000色差公式  97-99
附录三 x-RiteColor Checker~(TM) passport(24)参考数据(D_(65)光源,Lab色度空间)  99-101
附录四校正及采用不同色差校正方法校正后的比较  101-103
附录五舌面及舌下络脉对照图  103-107
致谢  107

舌诊客观化研究中舌象图片采集方法与应用的探讨

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