中医面部望诊二维坐标体系的建立

中医面部望诊二维坐标体系的建立 1405447 '本位代码:10393 学 分类另, 兮,2005110! R241.24 密级: 公开 硕士学位论文 中医面部望诊二维坐标体系的建立 Establishment of 2D Facial Coordinate for 医学科学学位 学位类型: 专业名 中医诊断学 蔡称: 研究生姓名: 艺芳 李灿东教导师姓名和职称: 授 TCM Inspection 200&年5月?福州 中医面部望诊二维坐标体系的建立 蔡艺芳 摘要 目的: 本文旨在通过文献调研和比较分析的，探讨中医面部分区的理论依据及操作方 法，建立符合中医理论的面部二维坐标体系，为今后进一步开发面部痤掩自动诊疗软件 提供理论和方法上的参考。 方法: 在理论层面上，通过文献调研的方法，深入挖掘面部分区的相关理论，充分查询、 收集古今中外的相关文献，综合各家所论，对面部二维坐标体系建立的理论依据及 相关概念进行分析与探讨。 在方法层面上，应用平面解析几何、矩阵等基本数学思想及信息论观点，用以指导 面部二维坐标的设计。 在应用层面上，结合200例面部痤疫患者的数码照片，对面部痤掩患者的病位进行 结果: 分析，以验证面部二维坐标体系的科学性。 以中医学理论为基础，对面部二维坐标体系的建立的理论依据及相关概念进行了分 析与探讨，提出“基于特征点提取法的矩阵构建法”，创建面部二维坐标体系，将面部 区域分为30个模块，并对每个模块进行编号。 对200例面部痤拖患者的数码照片利用该坐标体系展开坐标辨证，并与证素辨证进 行对比，两者在统计学上基本相符。 结论: 面部望诊是中医望诊重要内容之一。它根据五色与五脏的配属关系理论，通过观察 面部的颜色和光泽来推断内脏疾病。面部的五大部位分属五脏，因此部位的确定就显得 特别重要。特征点的提取法是近年来随着计算机人脸识别的研究进展而出现的一种新的 手段，它使计算机在处理人脸图像时的能很快把握人脸的基本轮廓，因此利用特征点提 取的方式来建立面部二维坐标体系能够做到迅速而准确无误。 矩阵是数学概念，近年来多利用该原理而将其应用于图像处理的研究中，能达到分 区降维的作用，在本研究中用以对分区的自动模块编号及为今后的进一步研究做好铺 塾。 “基于特征点提取的矩阵构建法”重点解决了对面部的有效定位及为各分区小模块 编号的确定等问题;通过对特征点的提取，建立坐标系，构建出矩阵模块，完成对整个 面部二维坐标体系的设计。 面部二维坐标体系的建立，符合中医基本理论，从宏观上规划了坐标体系建立的结 构、内容、规模;从微观上保证了中医面部分区的具体化、明确化，对中医面部望诊作 了层次化的分解和可测化的操作。 主题词:面部望面色矩阵辨证规范化痤瘠,寻常 Establishment of 2D Facial Coordinate for TCM Inspection Cai yifang Abstract Objective: Based on the analysis of relevant TCM facial inspection concept, given methods such as literature reviews and comparative analysis have been applied to the study of the construction and application of 2D facial coordinate,which provides the theoretical and methodological reference for the ftuther development of the software of automatic diagnosis and treatment for facial acne vulgaris. Method: Theoretically, the basis and the relevant concept of the construction of 2D facial coordinate system have been discussed and analyzed through the literature review and mining district in-depth face the relevant tiieory, the full inquirie, the collection of ancient and modem literature, and the various integrated. Methodologically, plane analytic geometry, matrix math, and information theory have been applicated in order to design the 2D face coordinate. From the application's point of view, through analyze the location of facial acne vulgaris with the guide of digital image of 200 acne patients',the 2D facial coordinate system has been verified scientificalness. Result: The basis and the relevant concept of the construction of 2D facial coordinate system have been discussed and analyzed through TCM theory,the 'technique of matrix construction based on the feature extr?u:ting' has been proposed to built the 2D facial coordinate system, and the human face area is divided into 30 parts. Comparing the Coordinate Differentiation and the symptom factors differentiation,it has been verified roughly the same. Conclusion: The face inspection is one of main topics in the inspection of TCM. Base on the theory of ffacial complexion,distributing of five zang organs in the face, diseases could be diagnosed in accordance with the color and luster of human face. Feature extraction is sort of method that has newly arisen with the development of computer-based face recognition technique, which successfiilly realized the quick face contour capture. Consequently, the technique of matrix construction based on features extracting could be reached swiftly and accurately,in this study for the district's automatic module for future reference and further study to pave the way. The 'technique of matrix construction based on feature extracting' has solved the positioning and numbering of human face division. By extracting features from images,building coordinate system and constructing the matrix module to each division of human face, the blueprint of 2D facial coordinate could be established. The 2D facial coordinate has been built through the combination of TCM theory and matrix calculation, which results in the guarantee of either the perfect whole structure of the coordinate system or the specification of TCM facial inspection division. Besides, the layering separation and measurable operation about TCM facial inspection have been realized by this method. MESH: Face; COMPLEXIONAL INSPECTION; MATRIX; STAND SYNDROME DIFFER; Acne Vulgaris 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行的研 究 工作及所取得的研究成果。据我所知,除文中特别加以标注和致谢的地 方 外,论文中不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也 不 包含为获得福建中医学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标 明并 表示谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名:释條 签字日期:20 0敌年丄月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解福建中医学院有关保留和使用学位论文 的 规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属福建 中 医学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 电 子版,允许学位论文被查阅和借阅。本人授权福建中医学院可以公布 学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以允许采用影 印、 缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。:保密的学位论文在解 密后 遵守此规定: 本学位论文属于(必须在以下相应方框内打“ V ”，否则按一律按“非保密论文”处理): 1、保密论文:?本学位论文属于保密, 在 ___ 年解密后适用本授权 书。 2、非保密论文:Cf本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。 本人签名:辩〒 ______________ 签字日期:20oS年i:月乂日 导师签名:‘ 签字日期:20(^^年r月乂日 福建中医学院硕士学位论文 ?,丨_ _丨?職.1*1 目U 目 望诊为中医四诊之首，面部望诊是其主要内容，积累了丰富的理论和经验。面部望 诊指的是望面部的皮肤，它根据五色与五脏的配属关系理论，通过观察面部的颜色和光 泽来推断内脏疾病，具有重要的诊断意义?。《难经》有“望而知之谓之神”之说。“面 部分区”对面部色诊的客观化研究是一个十分重要的研究课题。近年来，各种色诊客观 化研究，无论目视望色、色差计测色，或红外热像测温，均可证实颜面不同部位的色度、 温度确实存在客观差异U】。各种测色仪器探头均有一定面积，选择不同部位，测得数值 肯定不同。即使测定同一部位，若定位不准，也会出现较大差异。更为重要的是，所选 部位如不符合中医色诊理论，色诊客观化、定量化也很难实现。因此，如何选择测量部 位，已经成为色诊客观化的关键。 长期以来，中医诊病以医生的主观判定为主，客观诊断方法与标准的缺乏阻碍了中 医的发展。且中医的面部望诊，几千年来大体的脏腑分属部位都没有太大的改变。从《内 〖〗经》中明堂色部与五脏色部的提出，到现代王鸿谟3的面部色部定位法的研究，都在试 图将面部的细微变化与人体内部的病理变化联系起来，但是在这些面部分区方法，有的 是过于粗糙笼统，有的则是不符合中医的基础理论。而过于笼统的面部分区，已经不能 适应现代面部望诊客观化研究的需要。如何在中医理论指导下，对面部进行分区及建立 客观标准，并应用现代科学技术,很好的将面部分区与计算机将结合，将是面部望诊中 的一个新突破。 ‘ 面对这些存在的问题，一种有效的解决方法是对面部进行更为细致分区，建立面部 二维坐标体系。对面部分区进行研究不仅能为临床诊断提供客观标准，也能为面部诊断 客观化和建立中医远程诊疗系统发挥重要作用。 本研究基于中医理论，对面部进行较前人更为细致的分区，建立二维坐标体系， 其意义在于:一，可对前人的理论进行一次客观的验证。中医面部望诊的脏腑分属关系， 在近年来，研究者多以历代医家所公认的大致分属部位进行验证，并没有进一步的细分， 没有对前人的理论进行验证。而本研究通过对面部进行更为细致的分区形成二维坐标体 系，并通过面部痤掩患者的面部数码照片对前人面部五脏分属加以验证，运用现代技术 手段证实前人的理论。二，适应中医现代化研究的需要。近年来，各种色诊客观化实验， 均证实了颜面不同部位的色度、温度确实存在客观差异。但是各种测色仪器探头均有一 定面积，选择不同部位,测得数值肯定不同。即使测定同一部位，若定位不准，也会出 现较大差异。更为重要的是，所选部位如不符合中医色诊理论，色诊客观化、定量化也 很难实现。而本研究则解决了这一方面的问题，不仅部位细致化，同时又符合中医理论， 能应用于各种的色诊研究中。三，为中医面部望诊提供新思路。通过细化面部分区，除 了能验证五脏分属关系，还能对分属于同一脏的不同区域进行比较研究，从而发现其之 间的相互关系，也为后人的研究提供新的科研思维。 本文以面部分区为研究对象，应用特征点的提取法，建立面部二维坐标体系，并以 面部痤拖患者的数码照片验证，为今后的面部望诊提供新思路。本文将按照以下三个方 中医面部望诊二维坐标体系的建立 面分别进行介绍: 第一，应用文献调研和比较分析的方法，以中医理论为基础，对面部分区的理论背 景、分区依据的相关概念与理论进行论述和分析，作为研究面部分区坐标体系设计方法 的理论铺垫。 第二，应用“特征点提取法”，提出“基于特征点提取的矩阵构建法”建立面部二 维坐标体系，并对该体系的基本内容和特点等进行阐述分析。 第三，应用所建立的面部二维坐标体系，结合面部痤拖患者的数码照片，进行具体 的应用举例。 1面部二维坐标体系的建立 1.1面部二维坐标体系建立的理论探讨 1.1.1理论背景 1.1.1.1面部色诊理论渊源 《灵枢•邪气脏腑病形》曰:“十二经脉，三百六十五络。其血气皆上注于面而走 〖]空穷。”《素问•脉要精微论》曰:“夫精明五色者，气之华也。”5色为脏腑气血 所荣，面为脏腑气血所凑，由于面部经脉丰富，故人体脏腑精、通过气血的运化，从经 脉而荣于外，通过色泽而显露于面部。因心主血脉，其华在面，所以《素问•五脏生成》 曰:“心之合脉也，其荣色也”，表明心经与面部色泽的关系甚大。后世医家在《内经》 色诊理论的基础上，又进一步阐明了色诊的原理。《望诊遵经•五色相应提纲》曰:“尝 考《内经》诊法，以五色行于外，五脏应于内，犹根本之与枝叶也。色脉形肉，不得相 失也，故有病必有色，内外相袭，如影随形，如鼓应梓。” [6〕《丹溪心法•能合色脉可 以万全》曰:“五色者，气之华，应五行，合四时，以彰于面。惟其察色、按脉而不偏 废，然后察病之机，断之以寒热，归之以脏腑，随证而疗之„„然而治病万全之功，苟 】非合于色脉者，莫之能也。” [7由此可见，色诊在临床上具有“察外以知内”的实用价 值。 中医根据面部的病理改变来推断脏腑病变有着自身的优势及特色。因此，我们对面 部色诊的分区研究，就具有现代意义。 1.1.1.2中医对面部分区的认识 中医对于面部的分区早在《内经》时代就有提及。《内经》中对面部望诊方面提出 面部色诊法，其中提到的色部主要有两种，即“明堂色部”和“颜面色部”。 (1) 明堂脏腑色部:出自《灵枢•五色》，“庭者，首面也。阙上者，咽喉也。阙中 者，肺也。下极者，心也。直下者，肝也。肝左者，胆也。下者，脾也。方上者，胃也。 中央者，大肠也。挟大肠者，肾也。面王以上者，小肠也。面王以下者，膀胱子处也„„ 此五脏六腑肢节之部也”，即以鼻为中心的明堂藩蔽图，面部中央部位分候五脏，六腑 夹于两旁，其余头面咽喉胸背四肢等形体肢节各上下左右依次排列。由于记载比较粗略， 临床较难领会应用。 福建中医学院硕士学位论文 (2) 颜面五脏色部:又可称为面貌色部，出自《素问•刺热》，“肝热病者，左颊先 赤;心热病者，颜先赤;脾热病者，鼻先赤;肺热病者，右颊先赤;肾热病者，颐先赤。” (《广雅•释亲》:“颜，额也。”)阐明了诊断内脏热病观察面色的规律，五脏热证 均以赤色见之，由于受病脏腑不同而出现于面部的部位也不同。后人总结为以面部的额 颜(上)诊心病，鼻部(中)诊脾病，颐颏(下〉诊肾病，左颧(左〉诊肝病，右颧(右〉 诊肺病。 【〕清代周学海首创“面部脏腑肢节分位图”8，将面部坚分为九行，“IF中一行，左右 各四行也”，然后用文字标记，较前有所进步，但是并未说明每一竖行的具体位置范围， 也没有横向标志，仍然是大概部位。 王鸿谟在面部色部定位法研究中提出两种面部分区方法，其中的“自然标志分区法” ?就是沿用了《内经》中传统的颜面五脏色部的分区法，是依自然标志将颜面分为五区， 额部为心区、下颂为肾区、左脸颊为肝、右脸颊为肺，中间为脾土。另外在综合前人文 献及个人临床经验的基础上，王鸿谟还提出了中心坐标定点法在中心坐标定点法中， 他通过面部的几个解剖位点，在面部建立横纵坐标，则脏腑色部中心均位于横纵坐标线 的交点上。陈振湘_曾利用热象图对《灵枢•五色》篇中的划分法进行过初步探讨，取 额部、下颌、左脸颊、右脸颊，中间做为测试部位，结果分析，五脏病各组面色与正常 组比较在面部五个测试点上都存在着程度不同的差异，其差异较明显部位的分布各组均 不相同，但与上述五脏面部相属部位也大致_合。 在美国，Tran Van Sen和Leon Jones"",以人体各部分在颜面具有投影的理论为 依据提出面诊的概念。他们认为面部显示的经穴系统与传统中医的认识有所不同，是一 种独立的投影式的经穴系统。文中绘出的面部脏腑器官分布情况，与《内经》中的面部 脏腑分布图存在一定的差异。 1.1.1.3现代医学对于面部分区的认识 现代医学将面部又分为颜面部和颂面部颜面部是指上至发际，下达下颂骨下缘， 两侧至下颌支后缘之间的区域。临床上通常以通过鼻根及鼻底的二水平线为界，将颜面 分为上、中、下三部分。頜面部则由颜面的中、下2/3部分组成。根据解剖特点，可将 颌面部分为以下各区:眶下区、顴区、鼻区、唇区、颏、颊区、腮腺嚼肌区、面侧深区。 医学美容解剖学根据面部解剖特点和功能性质的不同，将面部分为眶区、鼻区、唇 区、 [】颂区、耳区、颧医、眶下区、颊区、聴腺咬肌区、面侧深区、额面、颞面等12区"。 1.1.1.4古代绘画中人脸的结构比例: 在中国古代绘画史上，人物画像是一个十分重要的部分。古人将把肖像画称作“写 照”，意思是如镜取影一样;“写真”是指具体的真实人物，“传神”则是在这两者基 础上的更高要求，即要表现出其真实人物的神情状态。中国古代绘画史上，元代画家王 绎的画学著作《写像秘诀》是具有深远影响的人物画论著尽管其通篇不过千余字， 却言简意赅地总结了画家的写像技法和艺术观念。对于人的面部画法，王绎在该书中的 “写真古决”这个章篇中提到:“写真之法，先观八格，次观三庭。眼横五配，口约三 中医面部望诊二维坐标体系的建立 勻。明其大局，好定分寸。”又对“三庭五配”做出解释，“三庭解，际至印堂为上庭， 印堂至鼻准为中庭，鼻准下一笔，至地角为下庭，谓之三庭。五配解，山根约一眼之位， 两鱼尾约两眼之位，共成五，谓之五配。” “三庭”，用于表示面部比例:从发际到眉心为上庭，眉心到鼻尖为中庭，鼻尖到 下巴为下庭。几百年后，清人丁皋在《写真秘诀》中说:“此三停竖看法也。” “五配”， 指正面两眼间的距离为一眼之长，两眼外角到脸部外轮廓的长度各相当一眼之长，正面 经两眼的横线可作五等分，每一等分正好是一眼之长。关于这一点，丁舉《写真秘诀》 说:“此五部横看法也。” 福建中医学院硕士学位论文 1.1.2相关概念 1.1.2.1 面型 】对面部轮廓的形态学分类称面型，日常生活中称之为脸型["。面部的上外侧界达发 缘，下界为下颂下缘。对面型的分类，依据的方法较多，可归纳为形态描述和指数分类 法两个系列，分别为汉字“八格”分类法、几何图形分类法及指数分类法，指数分类法 釆用容貌面指数或形态面指数均可，但容貌面指数可代表全面部，而形态面指数则只可 代表鼻根和睑裂以下的面部，但仍可说明问题。 公式a) 容貌面指数=容高X100 面高指的是面型长短，指发缘点至下颌点的距离。面宽指两下颌 支后缘的水平距离 表1容貌面指数分级和相应面型 面指数级别 面型 125.0 130.0 超阔面型 中面型 超窄面型 40. 上述容貌面指数及其级别对面型的分类，是根据我国南北方的具体统计资料而推算 的结果，多数人为中面型(占60. 66%，其中男性为67. 7%,女性为53. 3%),窄面型为 19.67%,阔面型为 M. 75%。 1.1.2.2 二维坐标体系 】二维坐标体系，又称为直角坐标系"5，由于是由法国人笛卡儿发明的，所以也被称 为笛卡儿直角坐标系。它是由一个原点(坐标为(0，0))和两个通过原点的、相互垂直的 坐标轴构成(见图1)。其中，水平方向的坐标轴为X轴，以向右为其正方向;垂直方 向的坐标轴为Y轴，以向上为其正方向。平面上任何一点P都可以由X轴和Y轴的坐 标所定义，即用一对坐标值(x,y)来定义一个点。 盲角坐标系 中医面部望诊二维坐标体系的建立 而本研究所应用的是笛卡尔直角坐标的一种变换，g卩屏幕坐标(见图 2).它是以屏幕的左上角作为原点，其中，水平方向的坐标轴为X轴，以向右为 其正方向;垂直方向的坐标轴为Y轴，以向下为其正方向。垂直(y坐标)和(X 坐标)位移量在显示屏幕上指定一个点的位置的方法。 2.3矩阵 所谓矩阵，即是由mXn个数aij(i=l,2,……,11!，j=l,2. •,n)排成的m行n列的 E16) 表 众11 窃U “‘ ?31 … 称为一个m行n列的矩阵或raXn矩阵，简记为A=( aj .x? o数a,」称为矩阵A的第i 行第j列或(i，j)元素，i称为元素aij的行标，j称为元素a,,的列标。nXn矩阵也称 为n阶方阵。矩阵在图形程序中应用十分广泛0它可以表达更复杂的变换形式，这里所 指的矩阵是左乘矩阵，即矩阵为于点的左边。 图像矩阵在图像的处理技术中是非常常见的一种方法及手段?。矩阵与坐标相结 合，可将矩阵中的数，通过相应的线性变换，而转化到坐标体系中。在本研究中，利用 矩阵的方阵形式，将屏幕坐标下所形成的区域，用矩阵来表达，以便于分区的明了及编 列序号时的方便可行。同时，矩阵在对于图形的变换，三维转换为二维方面的坐标变换， 是不可缺少的方式，对于今后研究的进一步发展提供了基础。 1.1.2.4模块二维主成分分析(M2DPCA) 在认识M2DPCA前，我们先要了解的是2DPCA。2DPCA指的是二維主元分析 (Two-Dimensional Principal Component Andysis)"?,是一种图像特征提取方法。与PCA 算法的不同之处在于，2DPCA算法是以图像矩阵为分析对象;而PCA算法是以图像的一 维向量为分析对象。2DPCA算法是直接利用原始图像矩阵构造图像的协方差矩阵。而 福建中医学院硕士学位论文 PCA算法需对原始图像矩阵先降维、再将降维矩阵转换成列向量，然后构造图像的协方 差矩阵.因此，2DPCA算法在图像特征提取之前不必降维，构造图像协方差矩阵时， 2DPCA算法直接利用图像矩阵。 M2DPCA方法的基本思想是先对图像矩阵进行分块，将分块得到的子图像矩阵直 接 ]用于鉴别分析"9。与基于图像向量的鉴别方法(比如PCA)相比，该方法的特点是:由 于直接基于二维子图像矩阵，不需要将子图像转化为图像向量，能快速地降低原始特征 的维数。 1.1.2.5特征点提取 特征点的提取，也称为曲线压缩,或者线状要素的抽样,经常用于扫描矢量化、地图 综 [】合和多比例尺空间数据库中^》从信息论上讲,曲线矢量数据压缩是从组成曲线的数 据集合A中抽取一个子集A，，用这个子集作为一个新的信息源,在规定的精度范围内， 该子集能够从内容上尽可能近似反映原集合A，从数据量上则尽可能大的压缩。数据压 缩的目的主要是删除冗余数据、减少数据的存忙量、节省存储空间、加快后继处理速度。 特征点分为两种类型:狭义特征点和广义特征点?。狭义特征点是针对点本身来定 义的，狭义特征点的位置本身具有常规的属性意义，比如说角点、交叉点等等。而广义 特征点是基于区域定义的，它本身的位置不必具备特征意义，它只代表满足一定特征条 件的特征区域的位置。广义特征点可以是某个特征区域的任一个相对位置。 人脸特征点提取:面部特征点勾勒了人脸的主要形状特征，一般位于人脸五官轮廓 的尖端或突出处，如内外眼角、嘴角和鼻尖等。特征点的准确定位对于人脸识别、表情 分析和基于视觉的人机交互等研究具有重要的意义。近年来，人脸识别的研究成为模式 识别和人工智能领域的一个研究热点。人脸识别过程受到很多因素的干扰，准确地提取 人脸的合适特征是进行正确识别的关键，在人脸识别的各类方法中，对基本特征如眼睛、 鼻子和嘴巴等的定位都是必不可少的步骤。我国的科研人员在人脸图像特征提取方面， 进 ]行了大量的研究工作，主要集中在面部几何特征点的提取^。 在本研究中，利用特征点提取的原理，在坐标体系的建立中，我们利用人工的方式， 对人脸进行特征点的提取。 1.1.3面部二维坐标体系建立的依据 1.1.3.1中医的理论基础 在《素问•剌热》中提出:“肝热病者左颊先赤，心热病者颜先赤，脾热病者鼻先 赤，肺热病者右颊先赤，肾热病者颐先赤。”将面部分为额头、鼻部、右颊、左颊、下 颂五大区域，分别与五脏相对应。在面部痤疫的研究中，余方?、李灿东【243等人，也将 面部分为上、中、下、左、右5区，并且以上候心、中后脾、下候肾、左候肝、右候肺。 因此，在面部区域的划分中，本文采用中医传统理论作为基础分区模块，将面部分为原 始的上、中、下、左、右五区。 1.1.3.2 “三停五眼”理论 古人“三停五眼”的理论，在今日被广泛应用于美术及美容上。美容整形专家认为 对面部来说，纵、横向比例关系决定面积、体积关系。有些器官结构的形态与脸形是相 似的，切牙与颌弓和脸形相似;鼻、眼、口虽有自己独立的形态及审美价值，但亦受面 11 福建中医学院硕士学位论文 形的制约，且彼此之间的协调关系更为重要。其中最为著名的是众所周知的黄金比例 [25】及 三停五眼”，这经常作为在计算机系统中自动特征提取的先验知识。三停五眼”的 比例，如图3所示。 1.1. 3. 3模块二维主成分分析方法(M2DPCA) 所谓人脸识别，是指给定一个场景的静态图像或动态视频，利用存储有若干已知身 份的人脸图像的数据库验证和鉴别场景中单个或者多个人的身份人脸识别的过程可 以分为人脸、面部特従定位、人脸比对三个部分[="”。在面部的二维处理上，陈氏? 提出了模块二维主成分分析方法(M2DPCA),并将其应用于人脸识别。M2DPCA从模式 的原始数字图像出发，先对图像进行分块，对分块得到的子图像矩阵采用2DPCA方法进 行特征抽取，从而实现模式的分类。其特点是:能有效地降低模式原始特征的维数;可 以完全避免使用矩阵的奇异值分解，特征抽取方便;此外，2DPCA是M2DPCA 】的特例。 在ORL人脸库上试验结果表明〖M，M2DPCA方法在识别性能上优于PCA,比2DPCA更具 有鲁棒性。M2DPCA涵盖了PCA、2DPCA的内涵和手段，又有其自身的特点。 面部是个复杂的三维立体几何结构，但是根据M2r)PCA的原理，将原始的面部结构 降维成二维平面结构再进行矩阵模块的分区，是确实可行的。 1.1.3.4图像配准技术 图像配准是确定同一场景、不同时间、不同视点或者不同成像方式的两幅图像之间 的几何变换参数的技术?，常用配准方法中基于特征点的方法是应用最广泛的一类算 法，通过选取几个明显的特征点来实现图像配准，减少了运算量，可以兼顾实时性和有 效性。特征点是进行图像配准的基础，其质量好坏将直接影响配准的精度和效率。 12 二维坐标体系的建立 为了 有效地配准两幅图像，特征点的检测算法应具有旋转、平移不变性，并且当图像发生小 的尺度变化和透视形变时，也具备检测出对应位置特征点的能力。 1.2面部二维坐标体系的建立 1.2.1建立的方法一基于特征点提取的矩阵构建法 在大量文献调研及实际分析的基础上，本文提出“基于特征点提取的矩阵构建法” 以支持面部二维坐标体系的建立。“基于特征点提取的矩阵构建法”的内容主要包括两 个方面:第一，对面部特征点的提取，选定具有解剖特征的点进行提取，产生若干个特 征点(测验点);第二，建立屏幕坐标，确定每个特征点在坐标系中的坐标位置。第三， 对坐标系中由于特征点坐标存在所形成的分区构建矩阵模块，完成整个坐标体系的建立 过程。分述如下- 1.2.1.1特征点提取 基于人脸几何模型的特征点提取:人脸特征点是一类能表征人脸形状信息和纹理信 息的点集。利用这些点所表征的形状和纹理信息，可以快速将一张二维人脸图的基本信 息提取出来。 特征点的选取原则是必须具有代表性，能代表一个人的面部特征，唯一标识该个体， []且信息量大、冗余量小=""? 定位就是找到各个人脸特征的大体位置，然后将它们从人脸图像上标识出来。这样 即 来可以将头发、耳朵、额纹等无用背景信息去掉，又可以利用不同人脸特征的不同特性 分别对它们进行处理，提高了定位的准确率。 人脸特征点的选择不仅要反映人脸结构中最重要的特征,又要容易被标识。 首先是通过确定面上具有特征意义的点，提取出来形成特征点。如图4: 图4面部提取的特征点 本体系选取人脸识别的8个特征点A?H,如图4所示，图中A、B、C、D为4个眼角 点;E为鼻尖;F、G为瞳孔点。这些特征点的分布具有角度不变性的特点。同时，与其 他采用测量特征点的系统相比，这8个点更容易从图象中提取出来并加以测量。 1.2.1.2屏幕坐标的建立及特征点坐标的确定 以照片左上角为坐标原点建立坐标系，水平方向的坐标轴为X轴，以向右为其正方 向;垂直方向的坐标轴为Y轴，以向下为其正方向。 13 福建中医学院硕士学位论文 通过特征点A、B、C、D, F、G、H点及太阳穴、脸的轮靡边缘，做与Y轴平行 的垂线，过发际点(或两发迹切线)、两眉内侧点、终尖E点、下颂最低点，做平行与 X轴的水平线，确定了每个特征点在屏幕坐标中的具体位点。 1.2.1.3构建矩阵模块 在坐标系中，基于特征点坐标的确立所形成的分区，构建出一个3行X 10列的矩阵。 最上一行属于心E，称为心系列:最下一行属于肾区，称为肾系列;中间行由两睦孔垂 线和眉内侧端水平线、鼻翼基底水平线所围成的区域属于脾称为脾系列;剩下的左 右两块，分别是左属于肝，右属于肺，分别称为肝系列及肺系列。 1.2.2 二维坐标体系的矩阵编号 矩阵中30个元素，根据中医“五脏色部”的划分法，将Y2行分属于心区;Y4行 分厲于肾Y3行由两瞳孔垂线和眉内侧端水平线、異翼基底水平线所围成的区域属 于脾区;剩下的左右两块，分别是左属于肝，右属于肺。然后由中间向左右两边分别进 行编码。以观察人右边为RE,左边为L区。整个矩阵分别编为:心E:XR1、XR2、XR3、 XR4、XR5、XLU XL2, XL3> XU、XL5;脾区:PRl, PR2, PLK PL2;肝区:GRl、GR2, GR3;肺医:FLK FL2、FL3;肾区:SRI、SR2、SR3、SR4、SR5、SLl、SL2、SL3, SL4、 SL5。 矩阵模块的构建如下图所示- 5二维坐标矩阵图 矩阵元素编号与矩阵元素坐标的对应如表2 所示，在这里，坐标XmYn所表示的不 是二 维坐标系中的一个点，而是一个矩阵的元素， 代表的意义是由横坐标Xm-1、XiiK与 纵坐 标Yn-1、Yn所围成的区域。 中医面部望诊二维坐标体系的建立 表2矩阵元素编号与矩阵元素坐标的对应表 分属 坐标 坐标元素 肺 心 XLX6YFL X3Y1 2 1 3 XLX5YFL 肝 X2Y2 2 2 3 XLX4YFL X9Y3 2 3 3 XLX3YGR 4 2 X101 Y3 XLX2YGR X115 2 2 X3Y Y3 XRX7YGR4 1 2 3 X2Y XRX8YSL4 2 2 1 X7Y XRX9YSL4 3 2 2 XRX10SL X104 Y2 3 Y4 XRX11SL根据对分区编码后，我们就容易看出，不X115 Y2 4 同面型的人，各区的模块大小是不同的， 甚Y4 PLX6YSL 至有些模块己经超过了面部的范围。额宽长1 3 5 者，心区中两侧的模块就较额窄者大;下 颂PLX5YSR 2 3 1 宽者，肾区两侧的模块也较下颂窄的人大。这 PRX7YSR样通过将面部分区细致化，可凸显出不 同1 3 2 个体面部特征的个性化，从而可探讨他们在GLSR 生理、疾病方面是否存在着某些相关性。 1.2.3本坐标体系的特点 1.2.3.12 3 合理性 SR 4 本二维坐标体系建立在中医理论的基础之上，根据《内经》中颜面色部的理论 SR而绘 制而成，因此符合中医面部望诊的基本原理;参考了美容美术学的面部分区5 方法，对其 他相关方面做了多方面的探讨研究;并根据面部几何结构，确定既能反映人脸结构中最 重要信息又能容易被标识的特征点，在提取时既方便又准确;利用矩阵降维的思想，并 借鉴图像处理中模块二维主成分分析原理，对面部图片进行矩阵构建，并形成二维坐标 体系，符合面部几何特征。因此本二维坐标体系，在理论上及实际操作上，都是合理的， 符合中医面部望诊的客观化需要。 1.2.3.2可行性 目前针对面部望诊的各种客观化研究层出不穷，但是对于面部分区的研究却不多。 这在面部望诊的研究中，是个亟待解决的问题。面部二维坐标体系的建立符合中医理论， 因此它可应用于中医望诊的各项客观化研究中，使得面部区域之间的比较更为深入;该 福建中医学院硕士学位论文 二维坐标体系的建立，在技术层面上，实现起来并不困难，容易被掌握，因为在技术的 普及上，也是可行的。它不仅可以做为中医面部望诊研究的平台，并可为计算机辅助中 医诊断教学提供新的二维图像技术，为中医临床诊疗提供参考。因此在实际的研究教学 中医面部望诊二维坐标体系的建立 中能被广泛利用，具有很好的可行性。 1. 2.3.3细致性 本坐标体系在确定了面部的特征点之后将面部分为30个模块，且将每个模块进行 编号处理，较前人的研究都更为详细。面部分区的细致化，给面部望珍研究带来更多的 可能，在研究中，除了可以进行五脏之间面部区域的比较研究，还可以进行同一脏器中 不同小分块的比较研究，扩展了中医面部望诊的广度及深度。 1.2.3.3直观性 本坐标体系采用的是二维坐标体系，传统的面部分区一般以文本信息为主，而本坐 标体系中图像信息较为丰富，在研究中将文字表述转化为图像信息，突破了传统面部分 区的局限性，为面部望诊研究提供了形象、直观的二维图像资料。 1.2.3.4可r•展性 本坐标体系在坐标定位上，釆用的是矩阵定位，并根据计算机人脸图像处理技术中 的模块二维主成分分析方法(M2DPCA)的思想，在必要的时候，可将分E进一步更细致的 划分，在矩阵中建立子矩阵，从而使得面部望诊的研究有了扩展性，面部望诊的客观化 研究就有了更多的可能。 1.2.3.5可操作性 本坐标体系可结合特殊计算机软件进行定点定位分区，在操作上容易实现，适用于 广大的科研、教学及医疗工作者。 2面部二维坐标体系应用研究 根据坐标体系建立的基本思想和步骤，本部位结合部分面部痤拖患者的面部数码照 片，尝试对本坐标体系进行应用及分析，目的是将抽象的方法具体化，以此增强上述方 法步骤的可操作性和实用性。下文具体阐述了该坐标方案的设计过程。 2.1研究方法 2.1.1病例的收集和面部照片的釆集 2,1.1.1研究对象 本次研究选取本课题前期工作时所采集的数据为实验对象。本课题前期工作系采用 流行病学调查研究方法,分别在2004年8月至2004年9月和2005年9月至2005年10 月调查闽南地区高中学生和福建中医学院大一，大二，大三年级的学生(排除患有严重 心、肝、肾及造血系统疾病者)共1484人，其中高中组为840人，男492人，女348 人，年龄在15-20岁之间，平均年龄为17.384土 1.845(3? 土S);大学组为644人，男344 人，女300人，年龄在17?23岁之间，平均年龄为19. 523土3.821 (3^ 土S)。釆用问卷 调查，由统一的专业人员和皮肤科医生发放并回收问卷。为了使问卷内容更具准确 性，在观察对象答卷时，培训人员做现场指导。再从1484人中选取病位较为典型的200 例做为本次研究的对象。 2.1.1.2诊断标准 调查对象诊断标准参照中华人民共和国卫生部颁布的《中药新药治疗痤疫(粉剌) 〗的 临床研究指导原则》^中“痤拖”的诊断标准:青春期开始发病，好发于面部、上胸 及背部皮脂腺发达部位，对称分布;皮损为毛囊性丘疫、脓疱、结节、囊肿、黑头粉刺 和症痕，伴有皮脂溢出，呈慢性经过。 2.1.1.3图像的获取 福建中医学院硕士学位论文 图像的获取，由于获得图像的目的是进行望面诊病，所需照片是以面部为主的照 片，要求被拍照人头发隆起，耳朵露出，剃干净胡须，姿势端正，另外需要统一的光照 环境。釆用Nikon CoolpixSOOO数码相机采集观察对象面部资料。 在本文中釆用上海中医药大学和厦门大学医学院所确定的标准环境: a) 选用国际照明委员会(CIE)推荐使用的代表日光的标准光源D65; b) 显色指数Ra: 95,色温为6500K; C)照明光源的几何条件按照CIE推荐的45/0 (照明/观测)安排光路; d) 图像采集设备最大分辨率为2048X1536,彩色深度为24bit; e) manual white balance (手动白平衡); f) 自动对焦，0.06 m?; g) 三脚架固定; h) 帮助被拍照人的姿势端正的设备和白色背景。 17 将拍得的照片经简单预处理，生成符合入库要求的图片，在系统中采用统一尺寸， 即 256X256。 2.1.2辨证方法 为了使辨证更具客观性，尽可能处理好证候的兼杂及减少人为因素干扰，辨证采用 国家标准术语，参照“600种常见症状的辨证意义” _以各症状要素积分和阐值法确定 证候及各个辨证要素的权重。各辨证要素的诊断确定，以100作为通用阈值，各症状对 各辨证要素贡献度之和达到或超过100时，即可诊断为这些辨证要素。每一症状的轻重， 以中等程度为准，若该症状重时，其定量诊断值乘1.5,若该症状轻时，乘0.7。辨证 时，先分别将病人的症状，按提示的辨证要素进行累加，取超过100阈值的项目作为辨 证诊断，最后将诊断结果有机结合，从而构成完整的证名诊断。 2.1.3面部痤疱分级及分值设定 〔面部痤拖的分级参见“寻常痤疫国际改良分类法”3?分级0在本研究中，由于将面 部细化分为了 30个区域，在数量上，若依然按照此分类进行统计，将很难有统计意义。 因此，在本研究中，将数量上的分级，改为20个以内的分级，改为:1?3个、4~6个、 7?10个、11?，16?以缩小范围。 根据上述的分级，为方便在统计中进行分析整理，我们将每个分级赋予一定的数值。 分值如下: 表3痤雍积分表 肤色 数量 形态 16? 正 常 白 色 粉剌丘疫 为丘疫 脓结节囊 肿3淡红 色 暗红 色 1卜 151?3 个 4~6 个 7?10 个 疱 为主 个 以上 为 主 主 个 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 当计算时，每一项分别相乘，得到一个总的分值。对所入选的照片建立二维坐标体 系,构建矩阵模块。对每个矩阵元素进行分值统计。 统计方式:对于矩阵元素中出现的痤掩根据其分级及分值的分配进行统计，同一个 脏腑系列的矩阵元素各个分值可累加起来。 2.2结果 2.2.1五脏病位积分的描述性统计及其比较 在本次应用中，对面部痤疫患者进行了面部坐标体系的建立后，将面部各个分区中 的痤疱根据诊断标准及分级进行评分统计。 在200例观察对象中，利用证素辨证，在本研究中，主要是对病位的分值进行分析， 五脏中若同时出現多个賍位，选取分值最高者为研究对象》 表4为两种方法的比较，即建立坐标体系后，根据痤疫诊断依据及分级所做的评分 统计，所得到的坐标辨证，将五脏分区中，分值最高者，定为病位。和用证素辨证得到 的病位数进行比较，并将这两种方式进行统计学分析，利用卡方检验，无显著性差异， 18 0 二维坐标体系的建立福建中医学院硕士学位论文 (P>0.1)，见表4及图6, 200例痤掩患者证素辨证及坐标辨证结果对比 证素辨证 坐标辨证 病位 百分比 22 .5 20 21 .5 21 15 10 0 百分比 640 44 22 0 肺 18 5 0证素辨证 肝 40 0 ?坐标辨证 32 4 0 200 20100 30 0 2 下图为这二者的0 10 直方图比较: mm 心肾肺肝脾 图6两种方法的不同五脏病位比较图 2.2.2同一病位不同矩阵元素的比较 在本次应用研究中，除了将坐标辨证与证素辨证进行比较外，还对在同一个病位中 由于坐标的定位划分而得到不同矩阵元素进行了比较分析。下面是200例观察对象中五 个脏腑内部之间不同矩阵元素的出现痤疫阳性率的比较表及直方图(见表5—"9及图7 一 11)。根据阳性率比较可发现，同一脏腑不同模块出现痤掩的机率是不同的。 表5病位在肝,不同矩阵坐标阳性例数分布 百分比(,) X9Y3 40 X10Y3 27 X11Y3 47 合计 1 U 阳性例数(n)1 矩阵坐标 0 福建中医学院硕士学位论文 肝各模块阳性例数(n)50 40 30 ?肝各模块阳 性例数2(n) 0 1 0 XI0Y3X11Y3 X9Y3 图7病位在肝,不同矩阵坐标K性例数分布 表5及图7结果提示:在肝区3个模块中，以中间的模块出现瘦掩的阳性率最 低，两侧较高。 阵坐标阳性例数分布 病位在心,不同矩 阳性例数(n)百分比 X2Y2 3.4 7.3 X3Y2 11.X4Y2 0 4X5Y2 14.7 X6Y2 4 4X7Y2 7 14.X8Y2 4 X9Y2 43 17.1 X10Y 313.2 2 3 10.X11Y 22 1 2 合 S 6.7 计 2.4 327 m 中医面部望诊二维坐标体系的建立 心各模块阳性例数(n) fiO /I心各模块 •???- 阳 性例数r __ Sx _ 零 - :n) _ n , : % .- :I J 图8病位在心,不同矩阵坐标阳性例数分布 表6及图8结果提示:在心区10个模块中，以中间的模块出现痤拖的阳性率最高, 然后逐渐向两边递减。 表 不同矩阵坐标阳性例数分布 矩阵坐标 百分比 17.17 7 3 33.2 3 26 27.21 1 9 21.6 阳性例数009 X5Y3 X6Y3 X7Y3 X8Y3 合计 脾各模块阳性例数(n) 35 30 25 20 15 10 21 福建中医学院硕士学位论文 ____________ 不同矩阵坐标阳性例数分布 表7及图9结果提示:在脾区4个模块中，以中间两模块出现痤掩的阳性率较高1 两侧稍低。 B脾各模块阳性例数 (n) m XSY-i X6Y3 X7Y3 X8Y3 22 福建中医学院硕士学位论文 不同矩阵坐标阳性例数矩阵坐阳性例百分比标 数(,) 24.2 分布X2Y3 0 X3Y3 0 2X4Y3 4 合计 3 5 4 0 9 9 肺各模块阳性例数(n) X2Y3 X3Y3 i肺各模块 阳 性例数(n) X4Y3 图10病位在肺,不同矩阵坐标阳性例数分布 表8及图10结果提示:在肺区3个模块中，痤搭出现的阳性率由左向右有逐渐增 加 的趋势。 h不同矩阵 坐标阳性例百分比(,) 数分布 阳性例数(n) 23 福建中医学院硕士学位论文 X2Y4 13.9 X3Y4 2 11.X4Y4 34 X5Y4 5 10.X6Y4 31 X7Y4 1 10.X8Y4 37 X9Y4 3 15.X10Y40 4 6 14.X11Y40 W7 4 合3 10.计 37 3 10. 37 3 9.4 3.9 24 二维坐标体系的建立 各模块阳性例数(n)1 4 0 0 2 5 0 I肾各模块 3 0 0阳性例数 _Iri) ___ 1 4 0 2 5 0 -rr ^ 3 0 XXXXX 卜 XX — — X X X 图11病位在贤,不同矩阵坐标阳性例敢分布 表9及图11结果提示:在肾区10个模块中，以中间的模块出现痤掩的阳性率最髙， 两侧较少。 2.3讨论 2.3.1面部分区研究的现实意义 扁鹪望齐桓侯之面色，而知其病之浅深;张仲景望王仲宣之面色，预其20年后当眉 落而死。桓侯、仲宣窃笑不理，最后均符言而不治身亡。可见面色望诊不但可以明辨近 病，而且还能够预知远疾，故“望而知之者，上” 0望诊成为衡量中医水平的重要标准。 中医整体观念强调:人体是一个统一的整体，内脏的生理功能和病理变化决定了人体外 部的各种生命征象，即‘‘有诸内者必形诸外”。因此，中医面对病人，“将欲治之，必 先诊之”，非常重视其全身尤其内脏的功能状况。 《内经》中关于‘‘明堂色部”和“颜面色部”从整体出发将面部分属脏腑，其面 部色诊分布图，确定了面部色诊与脏腑的对应关系。所以《难经•十三难》说:“五脏 有五色，皆见于面。” 脏腑有病，即可在其相对应的部位反应出来。故《医宗金鉴•四 诊心法要诀上》曰:“左颊，肝之部也。右颊，肺之部也。额上，心之部也。额下，肾 之部也。鼻者，脾之部也。本部见本色，浅谈不及，深浓大过者，皆病色也。” 《石 室秘录•论气色》亦 【】曰:“看病必须察色，察色必须观面，而各有部位，不可不知。” "可见，历代医家都很重视面部色诊与脏腑的对应关系，由于面部色诊与脏腑存在对应 关系，面部是脏腑气血之外荣，又为经脉所聚，故面部色泽的变化与脏腑病变息息相关。 历代医家均以面部不同部位的色泽变化来推测脏腑病因病性，阐释脏腑病变的机 理，反映出先贤们对颜面色诊造诣精深。《灵枢•本脏》说:“视其外应，以知其内藏, 则知所病矣。”张仲景从色泽推测脏腑病位、相乘与反侮病机，在《金匿要略•脏腑经 络先后病脉证并治》中曰:“问曰:病人有气色见于面部，愿闻其说。师曰:鼻头色青， 腹中痛;苦 【冷者，死;鼻头色微黑者，有水气;色黄者，胸上有寒;色白者，亡血也。，' ^鼻为面王，内应于脾。尤在径在《金匮要略心典》释曰:“鼻头、脾之部，青肝之色; 腹中痛者，土受木賊也;冷则阳亡而寒水助邪，故死。肾者主水，黑，水之色;脾负而 福建中医学院硕士学位论文 肾气胜之，故有水气。色黄者面黄也，其病在脾。脾病则生饮，故胸上有寒。寒，寒饮 也;色白亦面白也。亡血者不华于色。故白。” 正如《温证指归•望色论》所说:“脏腑精华，毕陈于面，人能望面部之色，以知 脏腑之病;而不能望脏腑之色，以决生死之机。彼洞见脏腑，一望而决生死者，大都观 其外而知其内，使今之人理色脉而通神明，以为治研究病把握，胸有成竹，奏效可以十 〖】全。”?而在现代研究中，更应该以“能合色脉，可以万全”作为中医色诊研究的理论 依据和突破口，开辟中医色诊客观化研究新领域，再创现代中医色诊研究之辉煌。 2.3.2面部坐标体系的建立符合中医理论 本研究在中医理论指导下，建立面部二维坐标体系，并进行了临床验证。在200例 观察对象中，对其面部分区后进行坐标辨证与利用证素辨证得到的病位都是大致相同 的。因此我们可以认为该坐标体系在设计上，是符合中医理论的，它不与中医理论相违 恃。中医理论认为，“有诸内，必形诸外”，体内一切变化通过内外相袭的整体性规律， 必然有相应的征象显露于人的体表。色部，便是五賍六腑和形体肢节的生理病理状况反 映于面部的特定色诊部位，是古代医家根据“有诸内必形诸外”的道理，从长期临床经 验中总结出来的，最早见于《内经》，阐明了诊断内脏热病观察面色的规律，五脏热证 均以赤色见之，由于受病脏腑不同而出现于面部的部位也不同。在中医的望诊中，根据 不同色泽出现在面部不同部位以及皮部颜色的变化，可以确定病变相应的脏腑和证候属 性。面部二维坐标体系，在建立之初，便是以中医的色部为划分的最基础依据;在矩阵 的系列编号上，也按照中医色部的区分法确定各个大系列的名称，使得使用者能够一目 了然的将之与中医理论相联系起来。中医是个注重个体化的医学，这也是它与现代医学 最大的不同。个体化，体现了诊断与治疗上的特异性与准确性。而中医作为一种自然科 学学科，规范化、标准化是其发展水平的反映，是其科学程度的标志。在注重个体化的 同时，不忘规范化及标准化，这是现代中医发展的方向和道路。面部二维坐标体系的建 立，结合特征点提取法和矩阵构建模式，既规范了模式，又不忘个体的差异，与现代中 医的发展模式相契合。并结合我们所做的实例应用，我们认为，本坐标体系是符合中医 理论的，是能够为中医面部望诊所服务的。 2.3.3面部二维坐标体系是中医望诊的延伸 中医是通过望、闻、问、切四种检查疾病的基本方法，对人体进行全面评价，借以 判断机体的健康与疾病状态。四诊，具有直观性和朴素性的特点，不借助任何仪器，只 是凭在我们感官所能触及的范围内，直接地获取信息，通过医生进行分析综合，做出判 断，非常简捷直观、灵活方便，在祖国医学的发展中起了重要的作用。然而，在临床实 践中，人体的感官所能涉及到的范围极其有限，需要利用现代科学技术使其进一步延伸; 同时，四诊偏于感性认识，属于一种模糊概念，也需要对其进行定性、定量分析。建立 面部二维坐标体系，因其建立在中医理论的基础之上，符合中医望诊的原则，而其在部 位区分上，比原始的色部脏腑分区更为细致，延伸了中医面部望诊的深入。中医的精髓 在于辨证论治，然而全身症状不明显时，辨证就显得十分困难。以面部痤掩患者为例， 有很多患者只有面部痤搭这一外部表现，没有全身症状，或是不 25 福建中医学院硕士学位论文 明显，这就是无症可辨， 利用常规的辨证方式不容易做出判断。但是无症可辨并不是无证可辨。早在1957年，秦 伯未先生就对“辨证论治”的确切含义作过解释:“‘辨,是分辨、鉴别;‘证’是证据、 现象;‘论’是讨论、考虑;‘治’是治法，就是治 】疗方针。”20年后，方药中先生又 强调说:“'证’字，必须作为证据来理解，它绝对不是单指某一个症状或某一个综合症 候群，而是概括了产生疾病的各方面因素和条件。”随着各种中医现代化研究的进展， 很多人开始研究将现代理化检测视为四诊的延伸和发展，运用中医病机理论和“无者求 之”的辨证思维方法，对实验室检测出的异常结果进行辨证"“。《素问•至真要大论》 “有者求之，无者求之”(马莳释曰:“无其病化者，恐其邪隐于中，故无者求之。”) 而面部二维坐标体系也是基于同样的思想，利用常规辨证方法不容易作出判断时，通过 面部二维坐标体系的细致化分区后，就能将面部的细小变化的信息放大，从而做到“无 者求之”。 2.3.4面部二维坐标体系为中医面部望诊客观化研究提供新的思路 在面部的五脏分属区域的划分之后，中医在区域内部之间的比较并没有开展。本研 究发现，在额部心区痤疱的分布是不均的，以额中部为主，依次向两侧递减。这就提示 我们，在每个大区域内部的各个模块之间，可能存在着某些差异性，甚至是相关性，为 今后中医面部望诊的研究提供新的研究思路。中医目前的面部望诊研究多侧重在于应用 现代仪器来测量面部的温度、颜色、血流等方面，大多是在五脏分属部位之间进行比较， 未来可在各个分属脏腑内部进行相关方面的比较，深化面部望诊的客观化研究。面部二 维坐标体系的建立将面部分为30个模块，这使得在进行面部望诊的研究中，能够从既 往单纯的五脏之间比较中延伸开来，既可以进行五脏之间的比较，又能进行同一脏腑内 不同矩阵的比较。30个模块中可以任意的两个或者多个模块进行多方位，多层次的比较。 这就丰富深化了面部望诊的研究。分属于同一个脏腑，但是其内部模块的之间的差异性 比较，这在中医史上，尚未见报道，而今后这将成为研究的新方向新热点。在本次实验 中，根据200例面部痤拖患者的数码照片建立二维坐标体系后，根据其痤掩出现的个数 比较发现，即使分属于同一个脏腑的不同模块痤掩出现的机率也是不同的。如额部心区 中，以正中的模块出现痤拖的机率最高，并向两侧依次递减。当然这可能还涉及到部位 大小的问题，这就有待以后的更进一步的研究了。因此利用面部二维坐标的方式研究望 诊，为中医的望诊提供了新的思路。 同时，面部二维坐标的建立，为自动识别系统提供理论基础，为实现面部的自动识 别提供了可能。 3结语 面部望诊是中医诊断学中的重要组成部分，对其的客观化研究也是目前中医现代化 研究的重要部分。因其望诊部位的不同而分属不同的脏腑，故面部分区的正确性是望诊 研究中不能忽视的一个重要环节。但是由于对于面部分区的创新性研究较少，面部望诊 的客观化研究仍然以传统的五脏分区作为研究基础，但由于传统分区的模块过于模糊、 部位偏大，使得在此基础上的面部望诊研究在部位的选择上没有明确的标准，制约了其 研究的深入。本论文提出对面部进行细致化的分区，建立二维坐标体系，并围绕面部二 维坐标体系的建立，分别从理论、方法、应用三个层面对相关问题进行了探讨。 中医面部望诊二维坐标体系的建立 首先在理论层面上，参考了多种学科，应用比较分析的方法，以中医理论为基础， 对二维坐标体系的建立相关概念及其联系进行了分析与探讨。 其次在方法层面上，应用坐标系、矩阵等基本的数学思想方法，以中医色部理论和 信息论观点为指导，提出“基于特征点提取的矩阵构建法”，将面部二维坐标体系的设 计问题转化为对面部特征点的提取，最终通过构建矩阵模块完成二维坐标体系的设计。 最后在应用层面上，结合面部痤癌患者的数码照片构建面部二维坐标体系，并通过 其特殊的辨证方法与证素辨证方法的比较，使抽象的方法具体化，增强了方法本身的操 作性和实用性。 通过本项课题的研究，一方面为今后面部分区的客观化提供了理论和方法上的参 考;另一方面，为下一步解决面部痤疫疾患的自动辨证诊断的研究奠定了基础。此外， 该体系还可与现代计算机技术相结合，对人的面部在特定条件下进行数码采相，结合特 殊软件，对面部进行人工或半人工分区，甚至在条件成熟后，为计算机智能识别化分区 提供基础和前期实验，使面部望诊的客观化更具发展前景。 人的面部结构是复杂的三维立体结构，本论文仅对面部的平面二维图像就建立坐标 体系的方法问题进行了初步探讨，由于笔者知识结构的局限，对这一领域的理论研究以 及实践都还不够深入，对面部分区与二维坐标体系相关性的论述尚不够全面、透彻。另 外，论文中所提出的面部二维坐标体系建立方法还仅仅停留在理论探讨阶段，尚需在实 际应用中不断改进和优化。本研究的后续工作有以下几个方面: 第一，中医面部分区是个涉及多学科、多方面的复杂课题，除了本文所探讨的面部 二维坐标体系的建立方法，在获取面部平面图像之时的标准、获取图像之后不同规格图 像之间的校正问题等均影响到面部分区坐标体系建立的质量和使用效益，因此这些方面 的研究需要进一步开展。 第二，在前期工作“寻常痤掩面部分脏辨证规律及发病机理的研究”和本论文“面 部望诊二维坐标体系的建立”的基础上，面部痤疫自动辨证诊断软件的开发工作也是下 —步需要进行的工作内容之 参考文献- 1] 朱文锋.中医诊断学M.北京:人民卫生出版，2002: 49. 2] 蔡艺芳，李灿东.中医面部望诊研究概况[J].河南中医学院学报.2007, 22 (1): 84-86. 3] 王鸿谟.中医面部色诊理论对美容学的指导意义[J].中国中医基础医学杂志.2003(6): 70-72. 4] 灵枢经DJ].北京:人民卫生出版社1993: 30. 5] 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