感觉等距法与聚类分析结合的中医舌色分类感知量化方法

摘要

感觉等距法与聚类分析结合的中医舌色分类感知量化方法属于中医望诊的客观化研究领域。使用聚类分析来确定舌色各分类的边界，以中医舌诊中舌色类型的描述规律作为心理感知评价指导依据，使用感觉等距法对各个分类建立心理感知等距量表。通过构建舌色物理量值与心理感知量值之间的数学关系模型，得到舌色物理量对应的符合中医舌色认知规律的心理感知量值。该发明的特征旨在通过二分法建立分类舌色的等距量表以提高中医舌诊描述惯的舌色量化精确度，达到中医舌色定量及定性描述的目的。

主权项

感觉等距法与聚类分析结合的中医舌色分类感知量化方法，其特征在于，依次包括如下步骤：1).舌色域的确定：舌色样本即物理刺激全部利用采集到的标准舌图像样本，涉及的心理物理实验均是在暗室条件下进行，通过一台经颜色矫正的LED显示器显示刺激颜色块；(1)采集各类中医舌色标准图像样本以标准sRGB空间描述，需要包含淡白、淡红、红、绛、紫、青各类用例；每类用例需要包含100例以上的实例由三位以上中医医师标定每个样本的所属分类；(2)提取所有图像样本中舌质部分的颜色物理量值sRGB值，并将其转换为与人类视觉相对应的CIELab颜色空间；根据所有舌色在L、a、b分量的分布范围，确定舌色域在L、a、b分量上的区间；2).聚类分析确定舌色物理刺激量的分类范围：采用聚类分析的方法获取样本的三维聚类中心来对舌色感知的类别边界进行机器划分；具体步骤如下：(1)、记录前述的6个分类中每个舌色样本即物理刺激在CIELab颜色空间的色度值L、a、b；(2)、对各分类中物理刺激的色度值进行K均值聚类分析，得到淡红舌色度值分量的聚类中心L*、a*、b*，则(L*，a*，b*)就是淡红舌的聚类中心；同时又得到红舌与淡红舌的最远距离点(L_r，a_r，b_r),绛舌与淡红舌的最远距离点(L_cr，a_cr，b_cr),青舌与淡红舌的最远距离点(L_cy，a_cy，b_cy)，紫舌与淡红舌的最远距离点(L_pur，a_pur，b_pur)；(3)、确定各个分类的色度值范围，建立完整的舌色分类；具体做法如下：淡红色是正常的舌色，所以每个分类都是以淡红舌的聚类中心(L*，a*，b*)作为起点；而淡白舌的终点是sRGB中的标准白；红舌的终点是与淡红舌的最远距离点(L_r，a_r，b_r)；绛舌的终点是与淡红舌的最远距离点(L_cr，a_cr，b_cr)；青舌的终点是与淡红舌的最远距离点(L_cy，a_cy，b_cy)，紫舌的终点是与淡红舌的最远距离点(L_pur，a_pur，b_pur)；3).感觉等距法建立分段等距量表选用感觉等距法中的二分法来制作等距量表；在心理物理实验中，被试者在每个分类的颜色范围中分别调整Lab三个分量值，调整的颜色结果以图像块的形式显示在显示器上，最终得到理想颜色块的分量值；以把红舌划分成4等分为例具体介绍制作独立等距量表的步骤；首先确定红舌的两个边界值，即起点R1与终点R5，由上述步骤2).聚类分析确定舌色物理刺激量的分类范围中的第(2)步骤得到的两个点(L*，a*，b*)和(L_r，a_r，b_r)分别作为量表的起点R1与终点R5，在显示器显示边界颜色块R1和R5；被试者的任务就是把R1到R5之间的颜色块按颜色变化分成等分；设Rv为任意颜色物理刺激，是R1到R5之间的任意颜色；被试者通过调整Rv的L、a、b三个分量值使得R1到Rv的颜色感知距离与Rv到R5的颜色感知距离相等，在屏幕上操作的是调整Lab值，但是颜色块显示的是RGB值，其中的转换是在电脑后台进行的，通过调整之后则得到R1和R5的中间颜色块；为了消除时间误差，在调整过程中，有一半的次数是Rv＝R1的时候开始调整找到中间颜色块，另一半的次数令Rv＝R5的时候开始调整找到中间颜色块；通过试验得到中间颜色块的Lab三分量的总和，以每个分量的平均值(L_avr，a_avr，b_avr)来作为平分R1和R5的颜色块R3；用相同的方法再依次求出平分R5与R3的颜色块R4，平分R1与R3的颜色块R2；由于实验是基于实验心理学方法，反映的是人类对舌色的心理感知，所以采用统计学方法通过增多实验人数来减少误差，实验次数至少24次；将24次实验的R2、R3、R4分别取平均值得到最终的颜色块值R2^*、R3^*、R4^*；至此就完成了红舌4等分的等距量表制作；根据此法再逐个求出剩下4个类别的等距量表，完成所有分类的等距量表制作；4).通过数学建模，得到舌色物理量值与心理感知量的函数关系将舌色刺激物理量(L、a、b)作为输入量，等距量表心理感知量作为输出量，采用回归方法建立两者的函数关系模型；5).中医舌色感知量化与分级提取舌图像中需要量化的舌色sRGB值，并将其转换为Lab值，代入舌色物理量值与心理感知量的回归模型，得到该舌色的感知量化结果。