CN111060502A - 一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法 - Google Patents

一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及试纸颜色分析技术领域，具体涉及一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，具体包括如下步骤：加样、采集图像；归一化处理，分割检测项目区域；分割空白试纸区域；提取分割后的检测项目区域以及空白试纸区域图像的色彩参数值，并进行对比分析；将分析结果输入数据库，输出每个检测项目的样本物质浓度值，本发明通过图像识别和反射式光电比色法的技术原理即可输出样本中化学物质浓度的方法，以及通过拍摄瞬间的环境参数一致性以及归一化处理后，再由相对信息比较的方法来消除所述有可能影响输出结果的其他环境因素，无需依赖光学部件的高一致性和稳定性来保证输出结果的有效。

Description

一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法
技术领域
本发明涉及试纸颜色分析技术领域，具体涉及一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法。
背景技术
目前使用的尿液试纸颜色分析采用的是尿干化学分析仪来分析，是由反射式光度计和微电脑以及与该机相适配的尿干试纸条组成的，主要是用于尿液化学成分的定性或半定量分析，现在临床上广泛使用的尿干化学试纸条，是将检测尿中各种成分的试剂附着(固相)在纸上(或胶片上)作成试纸(或干片)，尿液中相对的化学成分使试纸条上的试剂块发生颜色变化，颜色深浅与尿液中相应物质的浓度成正比，各试剂块依次受到仪器光源照射并产生不同反射光，仪器接收不同强度的光信号后将其转换为相应的电信号，再经微电脑按某一计算公司计算出各测试项目的反射率，然后与标准曲线比较后校正为测定值，用于对尿液检测的定性或半定量检测。
而现在使用的尿干化学分析仪要求光源非常稳定可靠，必须做严格的光谱检测后才能使用，仪器在使用的过程中，如果光源产生老化，则仪器检测的结果就会有较大偏差；并且某一仪器确定后，该仪器就已经确定只能使用某几个有限品牌和规格的尿干化学试纸条；由于尿试纸条的批间差，会造成检测结果有较大偏差；此外仪器需要频繁校准，一旦发现有偏差，需要仪器厂家技术人员修改仪器硬件电路参数或直接更换光学配件。
发明内容
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
本发明提出一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，具体包括如下步骤：
步骤1：对试纸进行加样处理，并于显色反应结束后采集试纸图像；
步骤2：对所述步骤1中采集的试纸图像进行归一化处理，分割试纸图像上所有的检测项目区域，得到若干个单一检测项目区域图像，依次编号；
步骤3：分割出试纸图像上的一处空白试纸区域并进行图像识别，提取该空白区域的色彩参数作为对照值；
步骤4：按编号依次对所述步骤2中若干个单一检测项目区域图像进行图像识别，提取每个单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值；
步骤5：按编号依次对所述步骤4中提取到的单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值与所述步骤3中提取到的对照值进行分析对比，得到每个单一检测项目区域图像在归一条件下的相应参数值；
步骤6：按编号对所述步骤5中得到的相应参数值与数据库中的预存参数值进行对比分析，依次输出每个单一检测项目的样本物质浓度值。
优选的，所述步骤1中的试纸为尿干化学试纸。
优选的，所述步骤1中的试纸图像背景为白色。
优选的，所述步骤2中归一化处理为将采集到的试纸图像的尺寸、曝光度、感光度、对比度、饱和度、锐度以及亮度均调整至设定值。
优选的，所述设定值为数据库中的预存参数值采样时的初始值。
优选的，所述步骤3中试纸空白区域为白色。
优选的，所述步骤5中，先将步骤4中提取到的单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值转换为RGB值，记为RGB1，再将步骤3中提取到的对照值转换为RGB值，记为RGB2，根据A＝RGB1-RGB2运算得到相应参数值A。
优选的，所述步骤6中的数据库中的预存参数值为标准样本物质浓度下测量出来。
优选的，所述步骤6中输出的样本物质浓度值为半定量输出。
本发明提出的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，具有以下有益效果：
(1)本发明通过图像识别和反射式光电比色法的技术原理即可输出样本中化学物质浓度的方法，无需依赖光学部件的高一致性和稳定性来保证输出结果的有效；
本发明通过拍摄瞬间的环境参数一致性以及归一化处理后，再由相对信息比较的方法来消除所述有可能影响输出结果的其他环境因素，达到在环境发生变化的情况下也能输出准确结果。
附图说明
图1是本发明提供的流程框图。
具体实施方式
下文将结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
本发明提出一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，具体包括如下步骤：
步骤1：对试纸进行加样处理，并于显色反应结束后采集试纸图像；
步骤2：对所述步骤1中采集的试纸图像进行归一化处理，分割试纸图像上所有的检测项目区域，得到若干个单一检测项目区域图像，依次编号；
步骤3：分割出试纸图像上的一处空白试纸区域并进行图像识别，提取该空白区域的色彩参数作为对照值；
步骤4：按编号依次对所述步骤2中若干个单一检测项目区域图像进行图像识别，提取每个单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值；
步骤5：按编号依次对所述步骤4中提取到的单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值与所述步骤3中提取到的对照值进行分析对比，得到每个单一检测项目区域图像在归一条件下的相应参数值；
步骤6：按编号对所述步骤5中得到的相应参数值与数据库中的预存参数值进行对比分析，依次输出每个单一检测项目的样本物质浓度值。
所述步骤1中的试纸为尿干化学试纸。
所述步骤1中的试纸图像背景为白色。
所述步骤2中归一化处理为将采集到的试纸图像的尺寸、曝光度、感光度、对比度、饱和度、锐度以及亮度均调整至设定值。
所述设定值为数据库中的预存参数值采样时的初始值。
所述步骤3中试纸空白区域为白色。
所述步骤5中，先将步骤4中提取到的单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值转换为RGB值，记为RGB1，再将步骤3中提取到的对照值转换为RGB值，记为RGB2，根据A＝RGB1-RGB2运算得到相应参数值A。
所述步骤6中的数据库中的预存参数值为标准样本物质浓度下测量出来。
所述步骤6中输出的样本物质浓度值为半定量输出。
首先将试纸用测试液浸湿，将试纸置于干净清洁的试管内，待试纸与测试液中对应存在的化学成分发生显色反应后等待其显色反应停止且颜色稳定，将试纸放置在白色纸片上，从试纸正上方拍摄试纸图像，拍摄后将试纸图像上传至控制器(电脑)，通过电脑对试纸图像进行归一化信息处理，即将该拍摄的试纸图像的尺寸、曝光度、感光度、对比度、饱和度、锐度以及亮度等参数值调整至与数据库采集预存参数值时的拍摄图像所用的参数值一致；之后将试纸图像进行分割，使得试纸图像的试纸上各个检测项目区域被一一分割出来，并编号，其次再分割出试纸图像的试纸上一处空白区域作为对照组；提取所有检测项目区域以及对照组的色彩参数绝对值，按照编号顺序将各个检测项目区域色彩参数绝对值与对照组的色彩参数绝对值进行对比分析，即得到各个检测项目区域色彩参数绝对值与对照组的色彩参数绝对值的色差值，最后将色差值与数据库中的预存参数值进行对比分析，找到该色差值在数据库中对应的物质浓度值。
实施例1
本发明提出一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法：
测试液为尿液，所述试纸为尿干化学试纸，所述尿干化学试纸能与尿液中的葡萄糖、蛋白质、乙酰乙酸、血、胆红素、亚硝酸盐、白细胞、尿胆原、抗坏血酸、酸碱度等发生显色反应。
其具体的操作步骤为(如图1所示流程)：
步骤1：将尿干化学试纸用尿液浸湿，放置于干净清洁的试管中，等待显色反应结束且颜色稳定后，将尿干化学试纸放置于白色纸片上，从尿干化学试纸正上方拍摄尿干化学试纸图像；
步骤2：对所述步骤1中采集的尿干化学试纸图像进行归一化处理，使得尿干化学试纸图像与数据库采集预存参数值时的拍摄图像所用的尺寸、曝光度、感光度、对比度、饱和度、锐度以及亮度等参数值保持一致，分割试纸图像上所有的检测项目区域，得到若干个单一检测项目区域图像，依次编号；
步骤3：分割出试纸图像上的一处空白试纸区域并进行图像识别，提取该空白区域的色彩参数作为对照值；
步骤4：按编号依次对所述步骤2中若干个单一检测项目区域图像进行图像识别，提取每个单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值；
步骤5：按编号依次对所述步骤4中提取到的单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值与所述步骤3中提取到的对照值进行分析对比，即按照编号顺序依次将单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值与对照值进行差值计算，得到每个单一检测项目区域图像在归一条件下的相应参数值，即色差值；
步骤6：按编号对所述步骤5中得到的相应参数值与数据库中的预存参数值(预存参数值为采用尿干化学试纸检测标准样本物质浓度的试剂的得到的标准样本物质浓度与色彩值)进行对比分析，依次输出每个单一检测项目的样本物质浓度值，该样本物质浓度值为半定量输出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1：对试纸进行加样处理，并于显色反应结束后采集试纸图像；
步骤2：对所述步骤1中采集的试纸图像进行归一化处理，分割试纸图像上所有的检测项目区域，得到若干个单一检测项目区域图像，依次编号；
步骤3：分割出试纸图像上的一处空白试纸区域并进行图像识别，提取该空白区域的色彩参数作为对照值；
步骤4：按编号依次对所述步骤2中若干个单一检测项目区域图像进行图像识别，提取每个单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值；
步骤5：按编号依次对所述步骤4中提取到的单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值与所述步骤3中提取到的对照值进行分析对比，得到每个单一检测项目区域图像在归一条件下的相应参数值；
步骤6：按编号对所述步骤5中得到的相应参数值与数据库中的预存参数值进行对比分析，依次输出每个单一检测项目的样本物质浓度值。
2.根据权利要求1所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述步骤1中的试纸为尿干化学试纸。
3.根据权利要求1所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述步骤1中的试纸图像背景为白色。
4.根据权利要求1所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述步骤2中归一化处理为将采集到的试纸图像的尺寸、曝光度、感光度、对比度、饱和度、锐度以及亮度均调整至设定值。
5.根据权利要求4所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述设定值为数据库中的预存参数值采样时的初始值。
6.根据权利要求1所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述步骤3中试纸空白区域为白色。
7.根据权利要求1所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述步骤5中，先将步骤4中提取到的单一检测项目区域图像的色彩参数的绝对值转换为RGB值，记为RGB1，再将步骤3中提取到的对照值转换为RGB值，记为RGB2，根据A＝RGB1-RGB2运算得到相应参数值A。
8.根据权利要求1所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述步骤6中的数据库中的预存参数值为标准样本物质浓度下测量出来。
9.根据权利要求1所述的一种基于试纸图像识别的检测样本物质浓度的方法，其特征在于，所述步骤6中输出的样本物质浓度值为半定量输出。
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