[發明專利]一種C反應蛋白色度自動檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 201610266296.0
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105974120B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 張從鵬;曹文政;侯波;宋來軍
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: G01N33/68
• 分類號: G01N33/68;G01N21/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種C反應蛋白色度自動檢測方法，其特征在于：使用的裝置包括彩色工業攝像機、光源、專用光源控制器、微調位移臺、L形定位塊、工控一體機及待測平臺；所述彩色工業攝像機通過微調位移臺連接于位置調節軌道上，彩色工業攝像機的鏡頭與放置CRP試劑條的待測平臺垂直；所述CRP試劑條的長度不小于彩色工業攝像機采集畫面的寬度的4/5；所述光源固定在彩色工業攝像機的鏡頭上，光源選擇白色漫反射環形光源，并設置有專用光源控制器；所述CRP試劑條通過L形定位塊固定于待測平臺上；

主要包括如下步驟：

CRP試劑條自動識別及圖像處理：

1)彩色工業攝像機采集到待測平臺上CRP試劑條的RGB三通道圖像，并轉化為三幅單通道圖像，提取待檢測反應區的補色通道，即G通道圖像Iamge_S；

2)為提高系統效率、減少后續算子運算時間，按預先設定坐標選取出Iamge_S的有效ROI區域Iamge_ROI，作為灰度值計算和數據庫查詢的圖像源，并自動儲存在數據庫中；Iamge_ROI應包含完整的CRP試劑條層析膜區，此處理可減少在邊緣無關區域上占用的分析和計算時間；

3)將Iamge_ROI等比例、減小畫質壓縮到70％，得到壓縮圖像Iamge_ROI_C，作為自動識別待檢測區算法分析和主界面顯示的圖像源；這樣既減少運算涉及像素點總數又減少圖像反復讀取所花費的時間，Iamge_ROI_C在完成該試劑條檢測后自動釋放內存并刪除；

4)對最小處理區Iamge_ROI_C做算術平均灰度值計算，所得平均灰度值減去10作為全局灰度閾值對基礎區域二值化處理得到二值圖像；

5)處理所得的二值圖像以3x3矩形為結構元素進行腐蝕，刪除目標邊界無關區域，提取出相對完整的待檢測區域內CRP試劑條層析膜圖像Iamge_ROI_D1；

6)為去除圖像傳輸過程中產生的噪聲，對圖像Iamge_ROI_D1進行高斯濾波去噪，將每一個像素點與高斯內核卷積，將卷積和當作該像素點的輸出像素值，像素點的鄰域取不同的權值，且該像素點所在位置的權值最大，此步處理得到圖像Iamge_ROI_D_Gauss；

7)將圖像Iamge_ROI_D_Gauss進行繼續膨脹處理，以3x3矩形為結構元素對圖像Iamge_ROI_D_Gauss進行膨脹，配合上述第5步的腐蝕將全局灰度閾值或后續處理中產生的離散點、線或毛刺濾除，輸出完整CRP試劑條層析膜區域圖像Iamge_ROI_D2；

8)對完整CRP試劑條層析膜區域圖像Iamge_ROI_D2采用局部自適應閾值二值化處理，得到相對完整的Iamge_test和Iamge_control兩個檢測預估區圖像；

9)對Iamge_test和Iamge_control兩個檢測預估區圖像再次重復第5步和第7步的腐蝕、膨脹處理；

10)對第9步處理后的兩個檢測預估區圖像計算面積特征，分截取出在Iamge_test和Iamge-control內面積最大的矩形區域，記作test和control，作為實際test和control待檢測區，并在主界面中標示；

11)將test和control分別與Iamge_ROI取交集，得到Iamge_ROI相對于test和control兩個矩形的圖像作為色度計算需要的源圖像，記作T區和C區；

區域色度計算：

12)算術平均灰度值算法：以第11步得到的T區和C區的圖像作為色度計算需要的源圖像；以單個像素點(pixel)為單位，遍歷CRP試劑條的寬度為M，高度為N的圖像區域T區，每個像素點灰度值g(m，n)∈[0，255]；用T區的像素點灰度值之和G除以T區的有效像素點個數s，得到T區的算術平均灰度值如下式所示：

x‾=Σm=1,n=1M,Ng(m,n)s]]>

其中，s∈(0，m×n]，

同理，計算C區的算術平均灰度值；

13)加權平均灰度值算法：以第11步得到的T區和C區的圖像作為色度計算需要的源圖像；將CRP試劑條的T區等面積劃分成4行4列共16個全等矩陣，將T區的算術平均灰度值乘以經驗權重系數后再取平均值，即可得到加權平均灰度值如下式所示：

X‾=116Σi=1,j=14(xij‾·Kij)]]>

其中，K_ij為權重系數且K_ij∈(0，2]，CRP檢測中K_n1＝1.3，K_n2＝1，K_n3＝1，K_n4＝1.15，n＝1，2，3，4

同理，計算C區的加權平均灰度值；

連接數據庫處理數據：

14)通過Access數據庫將第2步得到的有效ROI區域Iamge_ROI和相對應試劑條的T區、C區的加權平均灰度值關聯和保存，并根據數據庫中的存儲的標準樣本灰度值，匹配出最為合理的CRP含量參考值輸出。

2.根據權利要求1所述的一種C反應蛋白色度自動檢測方法，其特征在于：所述彩色工業攝像機采用500萬像素，可輸出2592x1944分辨率數字圖像的彩色工業攝像機；所述彩色工業攝像機的鏡頭前可安裝增距環縮小視場。