中醫(yī)舌象信息融合方法的初步研究.pdf

1、中醫(yī)學(xué)以整體觀和平衡觀為指導(dǎo)，體現(xiàn)了對(duì)人體生命科學(xué)的深刻認(rèn)識(shí)，已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的重要組成部分和人類醫(yī)學(xué)的寶貴財(cái)富。眾所周知，中醫(yī)在治療和診斷疾病時(shí)是一個(gè)四診合參、辨證論治的過(guò)程。從信息科學(xué)的觀點(diǎn)看，這是一個(gè)典型的信息融合過(guò)程。 舌診是中醫(yī)望診的重要組成部分，在中醫(yī)四診客觀化與現(xiàn)代化研究中相對(duì)發(fā)展地最成熟。近年來(lái)，中醫(yī)舌象的自動(dòng)分析在方法學(xué)上取得了可喜的進(jìn)展，對(duì)一些重要舌象指標(biāo)如舌色、苔色、苔厚、裂紋、濕度、舌苔腐膩等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)

2、定量分析，這給中醫(yī)診斷提供了客觀的依據(jù)，同時(shí)對(duì)舌象信息融合的研究奠定了基礎(chǔ)。 中醫(yī)在觀察舌象時(shí)，往往是對(duì)多個(gè)舌象特征在人腦中進(jìn)行處理、分析后得出結(jié)論，然而這種方法受主觀性的影響，不同的中醫(yī)可能得出不同的結(jié)論，重復(fù)性較差。因此采用現(xiàn)代信息融合技術(shù)研究中醫(yī)舌象多特征與證候之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是非常重要的。這不僅與中醫(yī)的診療習(xí)慣一致，而且這種舌象信息融合方法的研究也可以為將來(lái)四診合參的研究所借鑒。令人遺憾的是，到目前為止，關(guān)于中醫(yī)的多特征信

3、息和中醫(yī)證候之間的關(guān)系的報(bào)道非常鮮見(jiàn)，還沒(méi)有突破性進(jìn)展。現(xiàn)代信息融合技術(shù)特別是不確定融合方法的發(fā)展，為舌象多特征的信息融合研究提供了可能。因此，本論文根據(jù)中醫(yī)樣本的特點(diǎn)，探討如何將現(xiàn)代信息融合技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)舌象多特征的融合分析，主要工作可分為以下五個(gè)部分： (1)論文分析了目前常用的信息融合的典型方法，并結(jié)合中醫(yī)舌象信息與中醫(yī)證候之間不完全確定的特點(diǎn)，提出了將基于D-S證據(jù)理論的度量級(jí)決策層的融合方法應(yīng)用于中醫(yī)舌象多特征融合的方

4、案。 (2)對(duì)D-S證據(jù)理論的基本概念、合成法則、融合原理進(jìn)行研究，并針對(duì)D-S證據(jù)理論中基本概率賦值函數(shù)的獲取和不確定集合難以確定這兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)合中醫(yī)舌象分析這個(gè)特定應(yīng)用領(lǐng)域，分別設(shè)計(jì)了合理的解決方案。 (3)在舌象信息融合中樣本分布的一個(gè)重要特點(diǎn)是各類別的樣本數(shù)量不均衡，常見(jiàn)證候類型樣本數(shù)量較多，稀缺類型樣本的數(shù)量很少，因此本論文采用在小樣本情況下有較好推廣能力的SVM方法。在SVM應(yīng)用中，核函數(shù)及其參數(shù)是影響融

5、合正確識(shí)別率的關(guān)鍵因素。目前廣泛采用的k-遍交叉驗(yàn)證法計(jì)算精度較高，但計(jì)算量很大。本論文從徑向基核函數(shù)構(gòu)造的Gram矩陣的意義出發(fā)，提出基于距離測(cè)度衡量Gram矩陣相似性的方法，理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法可以較快地確定核函數(shù)的參數(shù)，同時(shí)分類器又可以獲得較好的推廣能力。 (4)D-S證據(jù)理論的核心環(huán)節(jié)是基本概率賦值的獲取，針對(duì)中醫(yī)舌象樣本小樣本的特點(diǎn)，研究了基于SVM分類器的概率輸出方法，為D-S證據(jù)理論在中醫(yī)舌象特征的融合分

6、析奠定了基礎(chǔ)。 (5)本論文對(duì)中醫(yī)舌象的多特征融合進(jìn)行分析，提供并實(shí)現(xiàn)了一種基于SVM概率輸出和D-S證據(jù)理論相結(jié)合的融合方案：即采用SVM概率輸出的方法得到基本概率賦值，然后基于D-S證據(jù)理論進(jìn)行融合。 實(shí)驗(yàn)表明，這種方法可以給出舌象的多特征和中醫(yī)證候之間的概率關(guān)系。該方法可以擴(kuò)展到中醫(yī)其他診法(諸如脈診)的信息融合上，將為中醫(yī)四診的融合奠定基礎(chǔ)。論文的這些研究工作，將促進(jìn)信息融合技術(shù)應(yīng)用于中醫(yī)舌象分析的發(fā)展，對(duì)于將來(lái)