CN106405118A - 一种排卵试纸检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理领域，公开了一种排卵试纸检测方法及应用该方法的系统，该方法包括：获取完成测试的排卵试纸图片；从所述排卵试纸图片内提取试纸区域；识述检测线和所述对照线的L值；计算所述检测线和所述对照线的L值的比值。

Description

一种排卵试纸检测方法及系统

技术领域

本发明涉及医学图像处理领域，具体地，涉及一种排卵试纸检测方法及系统。

背景技术

目前，因为生活、工作压力大等原因，不孕不育比例逐渐上升，在中国，平均每8对夫妇中就有一对有怀孕的困难；而现今中国放开二胎政策，将会增大备孕人口基数，生育问题将更加受到社会的关注。大部分女性在备孕过程中都会使用到排卵试纸。排卵试纸通常是通过检测促黄体生成激素(LH)的峰值水平，来预知是否处于排卵期。市场上广泛使用的各类排卵试纸，通常具有检测线和对照线，如图7所示，在试纸被浸入检测液之前，该检测线和对照线区域均呈现白色，将试纸的检测端浸入检测液后，检测液沿纸纸上迁，首先上迁至检测线，而后继续上迁至对照线，通常无论检测液中是的促黄体生成激素值含量多少，对照线必然会出现红色线，而检测线则根据检测液中的促黄体生成激素含量出现深浅不一的红色线，若是检测线比对照线的颜色更深或者是相近，表示检测结果为阳性，即用户处于排卵期；若是检测线比对照线的颜色浅很多，则表示检测结果为阴性，即用户不处于排卵期，若是并没有出现对照线，则说明此次检测是无效的，需要用户重新测量。持续监测，排卵试纸会出现强阳然后迅速转弱，转弱后24～48小时一般就开始排卵。图8是为了说明排卵试纸检测原理的示意图，如图8所示，在用户的排卵期即将到来时，LH水平会出现一个峰值，此时使用排卵试纸时，检测线的颜色最深。

然而现今人们对排卵试纸的使用都停留在肉眼识别，人工判断的方式上，排卵试纸的结果读取主观性较强，使用之后还需要手工保留以便之后进行判断。并且人工肉眼识别排卵试纸的方式，仅仅能粗略地判断阴性或者阳性，因此只能大概地预测，再加上每个人对于排卵试纸的识别存在差异，等到真正预测到排卵期时，很有可能已经来不及做受孕准备，从而可能导致错过最佳受孕期。

目前，随着图像处理技术的发展，越来越多的研究者正尝试将图像处理技术应用于医学领域，以作为医学辅助手段。

人工识别排卵试纸的方法远远不能满足广大渴望孕育新生命的夫妇的需求，因此急需一种能够准确预测排卵日期的工具来帮助备孕夫妇，而利用图像处理技术实现这种功能是非常有前景的并值得研究的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种排卵试纸检测方法，该方法可对排卵试纸进行自动检测，并能够根据其计算出的结果获知被用户处于其生理周期的具体阶段。

本发明的另一方面提供了一种应用上述排卵试纸检测方法的排卵试纸检测系统，用户使用该系统，可准确得知其当前所处于的具体的生理周期阶段，从而能及时提前预测可受孕期，可提前做好受孕准备，提高受孕成功率。

为了实现上述目的，本发明提供一种排卵试纸检测方法，该方法包括：获取完成测试的排卵试纸图片；从所述排卵试纸图片内提取试纸区域；识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值；以及根据所述颜色比值得到测试结果。

优选地，所述识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值包括：将所述试纸区域转换到Lab空间；对L空间进行检测，检测所述检测线和所述对照线的相对位置；计算所述检测线和所述对照线的L值；计算所述检测线和所述对照线的L值的比值。

优选地，所述将图片转换到Lab空间包括：将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标，通过以下公式完成转换：

其中，Gamma(x)函数定义为：

其中，M＝0.4124,0.3576，0.1805

0.2126，0.7152，0.0722

0.0193，0.1192,0.9505；

以及，将XYZ三维坐标转换为Lab空间值，通过以下公式完成转换：

L＝116f(Y/Y_n)-16

a＝500[f(X/X_n)-f(Y/Y_n)]

b＝200[f(Y/Y_n)-f(Z/Z_n)]

其中，f(t)函数定义为：

其中，L，a，b是最终的Lab色彩空间三个通道的值。X，Y，Z是RGB转XYZ后计算出来的值。

Gamma函数用于对图像进行非线性色调编辑，以提高图像的对比度，从而提高后续检测的准确性。

优选地，所述可受孕期提示方法根据检测线与对照线的相对位置判断所述试纸区域是否有效，当检测到对照线时判定所述试纸区域有效。

优选地，从所述排卵试纸图片内提取试纸区域包括：对所述排卵试纸图片进行标准剪裁处理。此步骤对排卵试纸进行预剪裁，可提高后续处理的效率，避免因拍照场景、用户拍照习惯差异等因素影响检测的准确性。

通过上述技术方案，该方法可对排卵试纸进行自动检测，通过检测试纸上的检测线和对照线的颜色比值，可得知用户正处于的具体生理周期的阶段，当检测线与对照线的比值接近1时，表示用户已进入排卵期。

基于本发明的另一方面，还提供一种排卵试纸检测系统，系统包括：图片获取模块，用于获取完成测试的排卵试纸图片；试纸区域提取模块，用于从所述排卵试纸图片中提取试纸区域；图像处理模块，识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值；以及结果计算模块，用于根据所述颜色比值得到测试结果。

优选地，所述图像处理模块包括：Lab空间转换模块，用于将所述试纸区域转换到Lab空间；相对位置检测模块，用于对L空间进行检测，检测检测带和对照带的相对位置；L值计算模块，对L空间进行检测，检测所述检测线和所述对照线的相对位置；以及检测结果计算模块，用于计算所述检测线和所述对照线的L值的比值。

优选地，所述Lab空间转换模块包括：RGB-XYZ转换模块，用于将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标，通过所述排卵试纸检测方法中描述过的将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标的公式完成转换。以及，XYZ-Lab转换模块，用于将XYZ三维坐标转换为Lab空间值，通过所述排卵试纸检测方法中描述过的将XYZ三维坐标转换为Lab空间的公式完成转换。

优选地，所述可受孕期提示系统根据检测线与对照线的相对位置判断所述试纸区域是否有效，当检测到对照线时判定所述试纸区域有效。

优选地，该系统包括：剪裁模块，用于对所述排卵试纸图片进行标准剪裁处理。

优选地，该系统包括重测按钮，用于对所排卵试纸进行重新检测。当用户怀疑本次测量的准确性时，可通过重测按钮实时地重新进行检测，用户也可以对同一张试纸多次检测，从而提高准确性。

通过上述技术方案，用户使用该系统，通过检测线和对照线的颜色比值，可准确得知正处于排卵周期的哪一天，从而能及时提前预测可受孕期，可提前做好受孕准备，提高受孕成功率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例一的排卵试纸检测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例一的排卵试纸检测方法中识别检测线和对照线的相对位置并计算其颜色比值的优选实施方式的流程图；

图3是根据本发明实施例一的排卵试纸检测方法中的将图片由RGB模式转换为Lab空间的优选实施方式的流程图。

图4是根据本发明实施例二的排卵试纸检测系统的结构图；

图5是根据本发明实施例三的排卵试纸检测系统的图像处理模块的结构图。

图6是根据本发明实施例三的排卵试纸检测系统的Lab转换模块的优选实施方式的结构图；

图7是为说明本发明背景技术中排卵试纸使用方法的示意图；

图8是为说明本发明背景技术中排卵试纸的判断原理的示意图；

图9是为说明Lab空间的示意图。

附图标记说明

10：图片获取模块 20：试纸区域提取模块

30：图像处理模块 31：Lab空间转换模块

32：相对位置检测模块 33：L值计算模块

34：检测结果计算模块 40：结果计算模块

51：RGB-XYZ转换模块 52：XYZ-Lab转换模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明实施例一的排卵试纸检测方法的流程图。如图1所示，所述排卵试纸检测方法该方法包括以下步骤：

在步骤S100中，获取完成测试的排卵试纸图片。用户使用排卵试纸进行测试之后，可以使用拍照设备对排卵试纸拍照，使用所述排卵试纸检测方法时，只要上传图片就可以完成准确的检测，因此用户只保存完成测试的排卵试纸的图片即可，无需保存试纸本身，为用户提供了极大的便利。

在步骤S200中，从所述排卵试纸图片内提取试纸区域。用户通过拍照等方式获取的图片通常包含除试纸以外的不必要的背景，并且试纸本身也只有部分对后续的检测来说是必需的，因此需要对用户原始拍照的排卵试纸进行预处理，提取其中的有用的试纸区域。

提取试纸区域可以采用图像处理方法根据图像各区域的颜色或灰度值来识别有效试纸区域，但是为了提高处理效率，该步骤还可以包括对所述排卵试纸图片进行标准剪裁处理。可以通过为用户提供标准的剪裁样式，同时提供剪裁框，用户可以用手指(通过智能触摸设备实现时)或者通过鼠标(通过电脑实现时)移动剪裁框，参照标准剪裁样式，移动排卵试纸图片，完成对图片的初步剪裁，只留下有用的试纸区域，以供后续处理。

在步骤S300中，识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值。所述检测线和所述对照线的位置可以通过试纸区域的颜色对比度识别。

在步骤S400中，以及根据所述颜色比值得到测试结果。该比值代表用户目前的LH水平与LH峰值时的水平的关系，通过该比值可推算出用户当前是否处理峰值水平，并可判断处理生理周期的具体阶段。

其中，上述步骤S300还可以包括如2所示的方法。图2是根据本发明实施例一的识别检测线和对照线的相对位置并计算其颜色比值的优选实施方式的流程图。如图2所示，上述步骤S300还可以包括以下步骤：

在步骤S310中，将所述试纸区域转换到Lab空间；

该步骤还可以优选地通过如图3所示的方法实现，如图3所示，所述将图片转换到Lab空间还可以包括以下步骤：

在步骤S311中，将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标，该转换可通上上述描过的将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标的公式实现。

在步骤S312，将XYZ三维坐标转换为Lab空间值。该转换可通过上述已描述过的将XYZ三维坐标转换Lab空间值的公式完成。

在步骤S320中，对L空间进行检测，检测所述检测线和所述对照线的相对位置。可通过转换到Lab空间的试纸区域中，不同区域的L值及其对比度来识别。

所述可受孕期提示方法还可以根据检测线与对照线的相对位置判断所述试纸区域是否有效，当检测到对照线时判定所述试纸区域有效，当试纸区域不能检测到对照线时，则代表试纸本身可能已失效或者试纸使用方法有误，此时判断试纸无效，也可进一步提示用户需要更换试纸重新测试后再拍照检测。

在步骤S330中，计算所述检测线和所述对照线的L值。该L值代表检测线和对照线的亮度，相当于人工肉眼识别排卵试纸时看到的颜色深浅。

在步骤S340中，计算所述检测线和所述对照线的L值的比值。还可以将检测出的结果显示在被测排卵试纸或所提取的试纸区域中，例如，用红色线标出检测线，绿色线标出对照线，还可以进一步地在检测线和对照线旁边显示其L值，或者显示检测线和对照线的比值，从而更直观地显示测试结果。

图9是为说明Lab空间的示意图，如图9所示，Lab空间由L空间、a空间、b空间构成。Lab空间的特点之一是明度和颜色是分开的，L空间没有颜色，只表示亮度，而a空间和b空间只有颜色，其中a空间表示从红色到绿色的范围，b空间表示从黄色到蓝色的范围。

图4是根据本发明实施例二的排卵试纸检测系统的结构图。如图4所示，所述排卵试纸检测系统包括：图片获取模块10，用于获取完成测试的排卵试纸图片；试纸区域提取模块20，用于从所述排卵试纸图片中提取试纸区域；图像处理模块30，识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值；以及结果计算模块40，用于根据所述颜色比值得到测试结果。

所述排卵试纸检测系统可以以APP的形式实现，所述图片获取模块可以通过用户拍照后上传获传图片，也可以直接调用手机摄像头进行实时拍照。

所述排卵试纸检测系统还可以进一步包括剪裁模块，用于对所述排卵试纸图片进行标准剪裁处理，可以提供一个剪裁框和剪裁标准示例来引导用户对图片进行标准剪裁。

图5是根据本发明实施例三的排卵试纸检测系统的图像处理模块的结构图。如图5所示，所述图像处理模块还可以包括：Lab空间转换模块31，用于将所述试纸区域转换到Lab空间；相对位置检测模块32，用于对L空间进行检测，检测检测带和对照带的相对位置；L值计算模块33，对L空间进行检测，检测所述检测线和所述对照线的相对位置；以及检测结果计算模块34，用于计算所述检测线和所述对照线的L值的比值。

进一步地，所述Lab空间转换模块还可以采用如图6所示的优选实施方式实现。如图6所示，所述Lab空间换模块可以包括：RGB-XYZ转换模块51，用于将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标，通过所述排卵试纸检测方法中描述过的将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标的公式完成转换；以及XYZ-LAB转换模块52，用于将XYZ三维坐标转换为Lab空间值，通过所述排卵试纸检测方法中描述过的将XYZ三维坐标转换为Lab空间的公式完成转换。

所述可受孕期检测系统可以根据检测线与对照线的相对位置判断所述试纸区域是否有效，当检测到对照线时判定所述试纸区域有效。

所述可受孕期检测系统还可以包括重测按钮，用于对所排卵试纸进行重新检测。

所述可受孕期检测系统返回给用户的结果可以是直接的检测线和对比线的颜色的比值，在实践中也可以通过多次实验制作比值与生理周期的对照曲线，可更直观地向用户展现其所处的生理周期。在展示的结果中还要以同时提示用户距离下次排卵还有多少天，或向用户显示预计的下次的排卵日期。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种排卵试纸检测方法，其特征在于，该方法包括：

获取完成测试的排卵试纸图片；

从所述排卵试纸图片内提取试纸区域；

识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值；以及根据所述颜色比值得到测试结果。

2.根据权利要求1所述的排卵试纸检测方法，其特征在于，所述识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值包括：

将所述试纸区域转换到Lab空间；

对L空间进行检测，检测所述检测线和所述对照线的相对位置；

计算所述检测线和所述对照线的L值；

计算所述检测线和所述对照线的L值的比值。

3.根据权利要求3所述的排卵试纸检测方法，其特征在于，所述将图片转换到Lab空间包括：

将图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标，通过以下公式完成转换：

$\left\{\begin{array}{c}R=gamma\left(\frac{r}{255.0}\right)\\ G=gamma\left(\frac{g}{255.0}\right)\\ B=gamma\left(\frac{b}{255.0}\right)\end{array}\right.,\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=M*\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$

其中，Gamma(x)函数定义为:

其中，M＝0.4124，0.3576，0.1805

0.2126，0.7152，0.0722

0.0193，0.1192，0.9505

将XYZ三维坐标转换为Lab空间，通过以下公式完成转换：

L＝116f(Y/Y_n)-16

a＝500[f(X/X_n)-f(Y/Y_n)]

b＝200[f(Y/Y_n)-f(Z/Z_n)]

其中，f(t)函数定义为：

$f\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{t}^{1/3}& ift>{\left(\frac{6}{29}\right)}^3\\ \frac{1}{3}{\left(\frac{29}{6}\right)}^{2}t+\frac{4}{29}& otherwise\end{array}\right.$

其中，L，a，b是最终的Lab色彩空间三个通道的值。X，Y，Z是RGB转XYZ后计算出来的值。

4.根据权利要求2所述的排卵试纸检测方法，其特征在于，所述可受孕期提示方法根据检测线与对照线的相对位置判断所述试纸区域是否有效，当检测到对照线时判定所述试纸区域有效。

5.根据权利要求1至4所述的排卵试纸检测方法，其特征在于，从所述排卵试纸图片内提取试纸区域包括：对所述排卵试纸图片进行标准剪裁处理。

6.一种排卵试纸检测系统，其特征在于，该系统包括：

图片获取模块，用于获取完成测试的排卵试纸图片；

试纸区域提取模块，用于从所述排卵试纸图片中提取试纸区域；

图像处理模块，识别所述试纸区域内的检测线和对照线的相对位置，计算所述检测线和所述对照线的颜色比值；

结果计算模块，用于根据所述颜色比值得到测试结果。

7.根据权利要求6所述的排卵试纸检测系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：

Lab空间转换模块，用于将所述试纸区域转换到Lab空间；

相对位置检测模块，用于对L空间进行检测，检测检测带和对照带的相对位置；

L值计算模块，对L空间进行检测，检测所述检测线和所述对照线的相对位置；

检测结果计算模块，用于计算所述检测线和所述对照线的L值的比值。

8.根据权利要求7所述的排卵试纸检测系统，其特征在于，所述Lab空间转换模块包括：

RGB-XYZ转换模块，用于将所述试纸区域的图片由RGB模式转换为XYZ三维坐标，通过以下公式完成转换：

$\left\{\begin{array}{c}R=gamma\left(\frac{r}{255.0}\right)\\ G=gamma\left(\frac{g}{255.0}\right)\\ B=gamma\left(\frac{b}{255.0}\right)\end{array}\right.,\left[\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right]=M*\left[\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right]$

其中，Gamma(x)函数定义为:

其中，M＝0.4124,0.3576,0.1805

0.2126,0.7152,0.0722

0.0193,0.1192,0.9505

XYZ-Lab转换模块，用于将XYZ三维坐标转换为Lab空间值，通过以下公式完成转换：

L＝116f(Y/Y_n)-16

a＝500[f(X/Y_n)-f(Y/Y_n)]

b＝200[f(Y/Y_n)-f(Z/Z_n)]

其中，f(t)函数定义为：

$f\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{t}^{1/3}& ift>{\left(\frac{6}{29}\right)}^3\\ \frac{1}{3}{\left(\frac{29}{6}\right)}^{2}t+\frac{4}{29}& otherwise\end{array}\right.$

其中，L，a，b是最终的Lab色彩空间三个通道的值。X，Y，Z是RGB转XYZ后计算出来的值。

9.根据权利要求7中任一项所述的排卵试纸检测系统，其特征在于，所述可受孕期提示系统根据检测线与对照线的相对位置判断所述试纸区域是否有效，当检测到对照线时判定所述试纸区域有效。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的排卵试纸检测系统，其特征在于，所述排卵试纸检测系统包括剪裁模块，用于对所述排卵试纸图片进行标准剪裁处理。

11.根据权利要求6至9中任一项所述的排卵试纸检测系统，其特征在于，所述排卵试纸检测系统包括重测按钮，用于对所排卵试纸进行重新检测。