本發(fā)明屬于中醫(yī)色診的客觀化研究領(lǐng)域，特別涉及中醫(yī)色診中面色量化領(lǐng)域，用于實(shí)現(xiàn)隨符合中醫(yī)認(rèn)知規(guī)律的面色量化，并針對(duì)不同人的正常色表現(xiàn)不同，進(jìn)行面色的適應(yīng)性判別。

背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)中醫(yī)色診中，醫(yī)生在自然光線下目視觀察，進(jìn)行判斷分析。這種方法主觀性強(qiáng)，易受時(shí)間、季節(jié)、氣候等條件的影響，造成對(duì)面部顏色的判別因人因時(shí)因地而異，難以獲得客觀化、定量化的信息，給臨床、教學(xué)和科研帶來了諸多不便，也阻礙了學(xué)術(shù)交流。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段在中醫(yī)診斷方面的發(fā)展，色診客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化的研究也成為中醫(yī)現(xiàn)代化的重要發(fā)展方向。在面色客觀化研究中，普遍應(yīng)用數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別技術(shù)進(jìn)行面色分析。在這種模式下，每一種面色均采用某個(gè)顏色空間中的多個(gè)分量表示，進(jìn)而給出類別屬性，仍缺乏符合中醫(yī)認(rèn)知習(xí)慣的單維量化及分級(jí)方式，對(duì)中醫(yī)面色進(jìn)行定量度量和類別分析。另一方面，由于面色的個(gè)體差異性，不同人的正常面色表現(xiàn)不同，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)必然影響判別準(zhǔn)確率。因此建立面色變化單維量化描述手段，并根據(jù)不同正常色進(jìn)行適應(yīng)性的面色判別具有客觀必要性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了實(shí)現(xiàn)面色在中醫(yī)描述規(guī)律維度上的量化，需將人眼對(duì)面色在這一變化規(guī)律下的心理感知進(jìn)行量化，而心理物理學(xué)就是對(duì)于人類感知進(jìn)行量化的一門學(xué)科。由于人類對(duì)物理刺激的感知具有主觀性和差異性，將感知量化的過程受到感覺、心理等多方面因素的影響，因此往往通過統(tǒng)計(jì)多個(gè)正常受試者的感覺數(shù)據(jù)，得到具有一定公認(rèn)度的量化描述規(guī)范。本發(fā)明有針對(duì)性地采用了視覺心理物理學(xué)方法，解決面色在中醫(yī)描述規(guī)律維度上的量化問題。由于中醫(yī)面色分為黃、白、赤、青、黑、正常六類，而各類面色的變化并非在一個(gè)感知維度上，因此以正常色為起點(diǎn)對(duì)各類面色建立單維感知量化坐標(biāo)，分別定義為面黃度、面白度、面赤度、面青度、面黑度。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建面色色度值物理量與各類中醫(yī)面色度心理感知量的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)面色在各類中醫(yī)面色感知維度上的量化。針對(duì)正常面色的人群差異性，提取體現(xiàn)本色的頸部膚色作為參考，實(shí)現(xiàn)面色適應(yīng)性判別。本發(fā)明具體方案設(shè)計(jì)如下：在各類面色樣本采集基礎(chǔ)上，確定各類面色度心理感知度量范圍兩端的色度物理刺激量。同時(shí)，通過心理物理實(shí)驗(yàn)確定各類面色心理感知的初始等距單位。以該等距單位對(duì)各面色度心理感知度量范圍均勻等分，得到初始感覺等距色塊。由觀察者調(diào)整各等分點(diǎn)的物理刺激量，達(dá)到心理感覺上的均勻等分，得到最終心理感知等距色塊。通過回歸建模，建立各類面色心理感知等距色塊的物理刺激量與心理感知量之間的關(guān)系模型。從而對(duì)于任一面色物理刺激量，可由模型計(jì)算其在各面色度上的感知量化結(jié)果。最后，以頸部膚色為對(duì)照色，計(jì)算面色及對(duì)照色心理感知量坐標(biāo)比，判別面色所屬類別。依次包括如下步驟：1.面部面色度心理感知度量范圍的確定：由于建立各面色類別的心理感知度量，需要首先確定進(jìn)行心理物理實(shí)驗(yàn)的各類面色度感知度量的物理刺激量范圍。本發(fā)明在實(shí)際采集到的各類標(biāo)準(zhǔn)面部圖像樣本基礎(chǔ)上，確定各面色類別的物理刺激范圍，作為各類面色度的心理感知度量范圍。具體步驟如下：(1)、采集各類中醫(yī)面色標(biāo)準(zhǔn)圖像樣本(以標(biāo)準(zhǔn)sRGB空間描述)，需要包含正常色、白色、黃色、赤色、青色、黑色各類用例，共6類；每類用例需要包含100例以上的實(shí)例，且由三位以上中醫(yī)醫(yī)師給出所屬類型標(biāo)定。(2)、提取所有圖像樣本中面部色部的顏色物理量值，并將其轉(zhuǎn)換為與人眼感知相對(duì)應(yīng)的均勻Lab顏色空間；計(jì)算各類面色樣本Lab坐標(biāo)平均值，得到各類面色中心Lab坐標(biāo)，包括正常色、白色、黃色、赤色、青色、黑色中心坐標(biāo)；尋找距離正常色中心最遠(yuǎn)的各類面色樣本點(diǎn)，作為該類面色度心理感知度量范圍終點(diǎn)，由此得到白色度、黃色度、赤色度、青色度、黑色度度量終點(diǎn)物理刺激量Lab值；尋找距離各面色樣本中心點(diǎn)最遠(yuǎn)的正常色樣本點(diǎn)，作為該面色度心理感知度量范圍起點(diǎn)，由此得到白色度、黃色度、赤色度、青色度、黑色度度量起點(diǎn)物理刺激量Lab值。由此確定各面色度心理感知度量范圍兩端的物理刺激量值(Lab值)。2.面部面色度心理感知初始等距單位的確定：由于面色變化非常輕微，各類面色的度量范圍較小，因此為確保感知量化精度，本發(fā)明采用局部可察覺閾限(視覺可察覺的最小變化量)作為感知度量的初始等距單位。具體步驟如下：(1)、求各面色度心理感知度量范圍兩端物理刺激量的Lab坐標(biāo)中心點(diǎn)。(2)、將坐標(biāo)中心點(diǎn)作為比對(duì)色，其與坐標(biāo)終點(diǎn)Lab值轉(zhuǎn)換到sRGB空間，以圖像色塊的形式顯示在顏色標(biāo)定過的顯示器上。多位觀察者判斷兩種顏色是否有差別。(3)、若半數(shù)以上觀察者認(rèn)為中心點(diǎn)與終點(diǎn)顏色有差別，則計(jì)算該中心點(diǎn)與終點(diǎn)間的中心點(diǎn)Lab坐標(biāo)，作為新的比對(duì)色。(4)、重復(fù)步驟(2)-(3)，直至半數(shù)以上觀察者認(rèn)為兩色比對(duì)沒有差別。則比對(duì)色與坐標(biāo)終點(diǎn)色的Lab值之差，設(shè)為該面色度心理感知坐標(biāo)的初始等距單位。3.面部面色度感知等距量表的建立：因?yàn)槊嫔炕枰勘砀鞑糠謫挝幌嗟龋瑳]有絕對(duì)的零點(diǎn)，因此可以選用等距量表來滿足要求。由于不同物理刺激量的可察覺閾限略有差異，因此本發(fā)明以上述初始等距單位(局部可察覺閾限)對(duì)度量范圍進(jìn)行劃分的基礎(chǔ)上，通過視覺心理物理實(shí)驗(yàn)，對(duì)各劃分點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，得到最終的心理感覺等分點(diǎn)，建立等距量表。具體步驟如下：(1)、將各面色度心理感知度量范圍按各自的初始等距單位平均等分，得到每個(gè)刻度的Lab值。將所有Lab值轉(zhuǎn)換到sRGB空間，以圖像色塊的形式，沿各面色度感知度量刻度位置順序，顯示在顏色標(biāo)定過的顯示器上。多位觀察者以初始等距單位各分量的1/10調(diào)整各等分點(diǎn)的Lab值，直至心理感覺各等分點(diǎn)平均等分。(2)、多位觀察者在各等分點(diǎn)的調(diào)整結(jié)果的平均值，作為心理等距的物理刺激序列。該物理刺激序列與其對(duì)應(yīng)的心理感知等分值，即構(gòu)成各面色度感知等距量表4.通過數(shù)學(xué)建模，得到面部各面色物理量值與心理感知量的函數(shù)關(guān)系：將面部各面色刺激物理量(L、a、b)作為輸入量，等距量表心理感知量作為輸出量，采用回歸方法建立兩者的函數(shù)關(guān)系模型。5.中醫(yī)面部面色度感知量化：提取面部圖像中需要量化的色部的sRGB值，并將其轉(zhuǎn)換為Lab值，代入面部各面色物理量值與心理感知量的回歸模型，即可得到該面部色在各面色度坐標(biāo)上的感知量化結(jié)果。6.面部面色的適應(yīng)性判別：由于膚色受到地域、年齡、性別、季節(jié)、生活習(xí)慣等多方面的影響，表現(xiàn)為正常面色的個(gè)體差異性較大。研究表明，頸部膚色比較準(zhǔn)確地反映了個(gè)體正常膚色狀態(tài)。因此本發(fā)明在面色度感知量化基礎(chǔ)上，以頸部膚色作為個(gè)體正常對(duì)照色，對(duì)面色進(jìn)行適應(yīng)性地屬性判別。具體步驟如下：采集受試者面部及頸部sRGB圖像，提取各色部及頸部膚色的sRGB值。采用面部面色度感知量化方法，得到色部及頸部膚色在各面色度坐標(biāo)上的量化值。以頸部膚色為對(duì)照色，將其在各面色度坐標(biāo)上的量化值作為橫坐標(biāo)，色部膚色在各面色度坐標(biāo)上的量化值作為縱坐標(biāo)。若某面色度縱橫坐標(biāo)比大于正常人群的縱橫坐標(biāo)比閾值，即可判別色部膚色屬于該類面色，坐標(biāo)比越大表示屬該類面色程度越重。有益效果本方法可按中醫(yī)診斷學(xué)面色類型的描述規(guī)律，實(shí)現(xiàn)各類面色的單維感知量化，即由面部圖像中面色像素值得到各類面色感知坐標(biāo)上的單維量值，其數(shù)量的大小表示面色在某類面色中的屬性程度，同時(shí)結(jié)合體現(xiàn)個(gè)體正常色的頸部膚色，實(shí)現(xiàn)面色類別的適應(yīng)性分析。傳統(tǒng)中醫(yī)色診中，對(duì)面色的描述是定性的，即用文字描述其所屬類別。一般包含正常、黃、白、赤、青、黑。由于文字描述的模糊性和主觀差異，給中醫(yī)病例分析、數(shù)據(jù)挖掘、療效評(píng)價(jià)帶來諸多不便，阻礙了中醫(yī)診斷學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。近年來，采用標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)或者色度數(shù)據(jù)描述面色，成為面色描述走向量化的開端。并在圖像數(shù)據(jù)或色度數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，采用模式識(shí)別方法，得到面色分類屬性。但是，基于圖像數(shù)據(jù)或色度數(shù)據(jù)的描述手段雖然采用數(shù)值量化形式，卻與中醫(yī)對(duì)面色變化的認(rèn)知規(guī)律無法很好的融合。體現(xiàn)為由于多個(gè)通道的綜合影響，很難直觀地判斷面色數(shù)據(jù)變化帶來的屬性變化(偏赤、偏黃)，而屬性變化程度就更難以度量，這對(duì)中醫(yī)診斷信息的收集與分析是非常不利的。而目前的分類識(shí)別算法，也僅得到面色所屬類別，無法得到面色在某類別中的屬性程度。此外，由于面色的個(gè)體差異性，不同人的正常面色表現(xiàn)不同。僅根據(jù)面部顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行面色識(shí)別往往得到不準(zhǔn)確的結(jié)果。采用本方法，則會(huì)根據(jù)中醫(yī)面色屬性變化感知，在黃、白、赤、青、黑各類別中建立心理感知坐標(biāo)度量方式。任一面色可以通過建立的函數(shù)關(guān)系，得出在各類面色感知坐標(biāo)上的量值。同時(shí)，以頸部膚色為正常色對(duì)照，通過計(jì)算面色及對(duì)照色的坐標(biāo)比，適應(yīng)性地得出面色的所屬類別。由此，可以用一維量值簡單直觀地描述面色在某個(gè)類別中的屬性程度，并得到面色相對(duì)個(gè)體正常色的屬性類別。而某類人群面色的分布范圍，也可用其所屬類別感知坐標(biāo)上的一維量值范圍來表示。這種描述手段，將量化描述與中醫(yī)認(rèn)知規(guī)律相結(jié)合，突破了目前采用多維顏色空間描述面色的局限性，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的中醫(yī)面色量化表示有利于推動(dòng)色診客觀化研究。具體實(shí)施方式本方法中涉及的心理物理實(shí)驗(yàn)均是在暗室條件下進(jìn)行，通過一臺(tái)經(jīng)顏色矯正的LED顯示器顯示刺激色塊，對(duì)10位以上具有正常色覺的觀測者進(jìn)行心理物理實(shí)驗(yàn)。具體實(shí)施過程如下：1.面部面色度心理感知度量范圍的確定：(1)、采集各類中醫(yī)面色標(biāo)準(zhǔn)圖像樣本，需要包含正常色、白色、黃色、赤色、青色、黑色各類用例，共6類；每類用例需要包含100例以上的實(shí)例，且由三位以上中醫(yī)醫(yī)師給出所屬類型標(biāo)定。圖像采集需采用準(zhǔn)確的白平衡和曝光設(shè)置，以確定的顏色空間，如sRGB空間，輸出圖像數(shù)據(jù)，保證圖像數(shù)據(jù)的規(guī)范性。(2)、提取所有圖像樣本中面部色部的顏色物理量值，并將其轉(zhuǎn)換為與人眼感知相對(duì)應(yīng)的均勻Lab顏色空間。計(jì)算各類面色樣本Lab坐標(biāo)平均值，得到各類面色中心Lab坐標(biāo)。以黃色類別為例,設(shè)單個(gè)黃色樣本i的Lab坐標(biāo)syi＝[Lyi,ayi,byi],則黃色中心Lab坐標(biāo)其中N為黃色樣本數(shù)。同樣得到正常色類別中心Lab坐標(biāo)尋找距離正常色中心最遠(yuǎn)的各類面色樣本點(diǎn)，作為面色度心理感知度量范圍終點(diǎn)。以黃色類別為例，黃色度心理感知范圍終點(diǎn)Lab坐標(biāo)尋找距離各面色度中心點(diǎn)最遠(yuǎn)的正常色樣本點(diǎn)，作為該面色度心理感知度量范圍起點(diǎn)。以黃色類別為例，黃色度心理感知范圍起點(diǎn)Lab坐標(biāo)其中M為正常色樣本數(shù)。由此確定各面色度心理感知度量范圍兩端的物理刺激量值(Lab值)，即起點(diǎn)坐標(biāo)sys和終點(diǎn)坐標(biāo)sye。2.面部面色度心理感知初始等距單位的確定：(1)、求各面色度心理感知度量范圍兩端物理刺激量的Lab坐標(biāo)中心點(diǎn)，將坐標(biāo)中心點(diǎn)作為初始比對(duì)色。以黃色類別為例，黃色心理感知度量初始比對(duì)色cy＝(sye+sys)/2。(2)、將比對(duì)色cy與終點(diǎn)坐標(biāo)sye轉(zhuǎn)換到sRGB空間，以圖像色塊的形式顯示在顏色標(biāo)定過的顯示器上。多位觀察者判斷兩種顏色是否有差別。(3)、若半數(shù)以上觀察者認(rèn)為比對(duì)色與終點(diǎn)顏色有差別，則計(jì)算該比對(duì)色與終點(diǎn)間的中心點(diǎn)Lab坐標(biāo)c′y＝(sye+cy)/2，并將c′y賦予cy，作為新的比對(duì)色。(4)、重復(fù)步驟(2)-(3)，直至半數(shù)以上觀察者認(rèn)為兩色比對(duì)沒有差別。則比對(duì)色與坐標(biāo)起點(diǎn)色的Lab值之差，設(shè)為該面色度心理感知坐標(biāo)的初始等距單位，黃色度心理感知坐標(biāo)的初始等距單位uy＝sye-cy。3.面部面色度感知等距量表的建立：(1)、將各面色度心理感知度量范圍按各自的初始等距單位平均等分，得到每個(gè)刻度的Lab值。以黃色類別為例，即以u(píng)y為步距，等分黃色度起點(diǎn)sys與終點(diǎn)sye之間的感知區(qū)域，確定各等分點(diǎn)的物理刺激量Lab值，di＝[Li,ai,bi]＝sys+iuy，i＝1,2,…,n-1，其中得到黃色類別初始等分物理刺激集合Dy＝[sys,d1,d2,…,dn-1,sye]。將集合Dy所有Lab值轉(zhuǎn)換到sRGB空間，以圖像色塊的形式，沿各面色度感知度量刻度位置順序，顯示在顏色標(biāo)定過的顯示器上。多位觀察者以初始等距單位各分量的1/10調(diào)整各等分點(diǎn)的Lab值，直至心理感覺各等分點(diǎn)平均等分。以黃色類別為例，即計(jì)算uy/10＝[Lt,at,bt]，以Lt,at,bt為各坐標(biāo)步距調(diào)整各等分點(diǎn)顏色，得到每位觀察者調(diào)整后的感知等分點(diǎn)物理刺激集合k＝1,2,…,m，其中m為觀察者數(shù)量。(2)、多位觀察者在各等分點(diǎn)的調(diào)整結(jié)果的平均值，作為心理等距的物理刺激序列。以黃色類別為例，最終心理等距的物理刺激序列其中該物理刺激序列與其對(duì)應(yīng)的心理感知等分值，即構(gòu)成各面色度感知等距量表。黃色類別中，心理感知等分值為0,1,2,…,n-1,n，物理刺激量序列為4.通過數(shù)學(xué)建模，得到面部各面色物理量值與心理感知量的函數(shù)關(guān)系：將面部各面色刺激物理量(L、a、b)作為輸入量，等距量表心理感知量作為輸出量，采用回歸方法建立兩者的函數(shù)關(guān)系模型。5.中醫(yī)面部面色度感知量化：提取面部圖像中需要量化的色部的sRGB值，并將其轉(zhuǎn)換為Lab值，代入面部各面色物理量值與心理感知量的回歸模型，即可得到該面部色在各面色度坐標(biāo)上的感知量化結(jié)果。6.面部面色的適應(yīng)性判別：采集受試者面部及頸部sRGB圖像，提取各色部及頸部膚色的sRGB值。采用面部面色度感知量化方法，將sRGB值轉(zhuǎn)換為Lab值，代入面部各面色物理量值與心理感知量的回歸模型，得到色部及頸部膚色在各面色度坐標(biāo)上的量化值。如色部在黃色度坐標(biāo)上的心理感知量化值vyf，頸部膚色在黃色度坐標(biāo)上的心理感知量化值vyn。以頸部膚色為對(duì)照色，將其在各面色度坐標(biāo)上的量化值作為橫坐標(biāo)，色部膚色在各面色度坐標(biāo)上的量化值作為縱坐標(biāo)，計(jì)算縱橫坐標(biāo)比。如黃色度縱橫坐標(biāo)比若某面色度縱橫坐標(biāo)比大于正常人群的縱橫坐標(biāo)比閾值，即可判別色部膚色屬于該類面色，坐標(biāo)比越大表示面色程度越重。以黃色類別為例，若Ry＞Ryn，則判別面色屬于黃色。其中，Ryn為正常人群黃色度縱橫坐標(biāo)比的最大值，其中M為正常色樣本數(shù)。