成像光线追踪的舌面彩色三维成像方法研究.pdf

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1、第３７卷第６期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ６２０１６年６月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＪｕｎ．２０１６成像光线追踪的舌面彩色三维成像方法研究１１１１２孙长库，陈素芳，王鹏，杨文超，郭世珍（１．天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津３０００７２；２．天津中医药大学中医工程学院天津３００１９３）摘要：在中医舌诊的客观化研究中，舌面的彩色三维数据能为医生提供更全面的信息，提高诊断的准确性。提出了一种基于成像光线追踪的舌面彩色三维成像方法。在成像光线追踪模型的基础上，引入光平面约束，以准确确定成像点到空间测量点的

2、映射，结合２个线结构光传感器的扫描测量，分别获取舌头上表面及下表面完整的三维信息，并根据空间测量点到成像点的映射，完成颜色渲染，获取对应测量空间点的颜色信息。设计并研制了舌面彩色三维成像系统，进行了测量及精度验证实验，实验结果表明该方法可以准确获取舌面的彩色三维信息。关键词：成像光线追踪；三维测量；颜色渲染；线结构光传感器；舌诊客观化中图分类号：ＴＨ７７３文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０３０Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｌｏｒ３Ｄｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｏｎｇｕｅｓｕｒｆａｃｅｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｉｎｇｒａｙｔｒａｃｋｉｎｇ１１１１２Ｓ

3、ｕｎＣｈａｎｇｋｕ，ＣｈｅｎＳｕｆａｎｇ，ＷａｎｇＰｅｎｇ，ＹａｎｇＷｅｎｃｈａｏ，ＧｕｏＳｈｉｚｈｅｎ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１９３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｏｂｊｅｃｔｉｖｅ

4、ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｏｎｇｕｅｄｉａｇｎｏｓｉｓｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＣｈｉｎｅｓｅｍｅｄｉｃｉｎｅ，ｔｈｅｃｏｌｏｒ３Ｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｏｎｇｕｅｓｕｒｆａｃｅｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｍｏｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｄｏｃｔｏｒ，ｗｈｉｃｈｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｄｉａｇｎｏｓｉｓ．Ａｃｏｌｏｒ３Ｄｉｍａｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｔｏｎｇｕｅｓｕｒｆａｃｅｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｉｎｇｒａｙｔｒａｃｋｉｎｇｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｉｎｇｒａｙｔｒａｃｋｉｎｇｍｏｄｅｌ，ｔｈ

5、ｅｍａｐｐｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｆｒｏｍｔｈｅｉｍａｇｅｐｏｉｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｔｏｔｈｅ３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｉｓａｃｃｕｒａｔｅｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｔｈｅｌｉｇｈｔｐｌａｎｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ．Ｔｗｏｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｓｅｎｓｏｒｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｃｏｎｄｕｃｔｓｃａｎｎｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅ３Ｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｐａｎｄｄｏｗｎｓｕｒｆａｃｅｓｏｆｔｏｎｇｕｅｉｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｏ

6、ｂｔａｉｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｐｐｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｆｒｏｍｔｈｅ３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｔｏｔｈｅｉｍａｇｅｐｏｉｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ，ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｌｏｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅ３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｓｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｗｉｔｈｃｏｌｏｒｒｅｎｄｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅ３Ｄｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｔｏｎｇｕｅｓｕｒｆａｃｅｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｂｏｔｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉ

7、ｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｏｂｔａｉｎｔｈｅｃｏｌｏｒ３Ｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｏｎｇｕｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｍａｇｉｎｇｒａｙｔｒａｃｋｉｎｇ；３Ｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｃｏｌｏｒｒｅｎｄｅｒｉｎｇ；ｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｓｅｎｓｏｒ；ｏｂｊｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｏｎｇｕｅｄｉａｇｎｏｓｉｓ以来，国内外许多研究机构合作致力于舌诊的客观化１引言研究，目前，这些研究绝大部

8、分都是基于二维舌图像进［２］行分析诊断，然而，二维舌