[發明專利]一種尿檢試紙反應色分析方法

在審

• 申請號: 201710505384.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107315003A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 佩京帕特里克
• 申請（專利權）人: 深圳市掌醫科技有限公司
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78;G01N21/01;G06T7/90
• 代理公司: 深圳卓正專利代理事務所(普通合伙)44388
• 代理人: 萬正平

技術領域

本發明涉及一種尿檢試紙反應色分析方法。

背景技術

目前尿液生化分析在醫學領域作為疾病診斷、疾病預防和健康狀況普查方面的應用越來越廣泛。尿液生化分析方法主要有液相色譜法、尿沉渣顯微分析法以及干化學法。液相色譜法設備昂貴、操作與數據分析復雜，一般應用于尿液代謝組學分析；尿沉渣顯微分析制樣流程繁瑣、效率低，主要對白細胞、紅細胞及尿蛋白結晶等檢測項進行專項分析；干化學法是使用吸附于試紙上的干化學試劑與尿液中常規檢查項發生反應而發生顏色變化，并根據顏色變化程度來確定尿液中相應化學成分的濃度。干化學法尿液檢測速度快、項目多、重復性好、準確性較高，適用于大批量尿標本篩檢。

干化學法尿液分析技術是根據尿液和試紙反應后特定波長的反射率進行定量檢測，需要光強與光波長恒定的單色光源，然而目前的干化學尿檢儀的光源發光強度將隨著使用時長而衰減，并且波長也將發生漂移，因此需要定期定標校準來減少誤差，此外，尿檢儀需要屏蔽環境光的干擾，并且體積大、戶外使用不便。

隨著智能手機的普及，本領域技術人員開始利用智能手機攝像頭拍攝尿液試紙各檢測項反應色圖像，通過圖像識別和顏色分析來確定反應色變化程度，進而得到尿液各檢測項濃度。這種尿液檢查方式具有方便、廉價、迅速的特點。但由于不同品牌的智能手機,或者同一品牌不同批次、不同型號的智能手機的傳感器、鏡頭參數和圖像處理算法有所不同,其顏色輸出特性差異大，即拍攝取同一尿液試紙將得到顏色數據不同，目前多采用定標的方式來得到RGB空間向CIE色度系統的轉換系數，但智能手機型號數量龐大，傳感器、鏡頭參數和圖像處理算法千差萬別，導致定標工作非常繁雜，難以覆蓋多數用戶需求。

此外，用戶在利用智能手機拍攝尿液試紙圖像進行顏色分析時，即使定標后的智能手機，在不同光照環境中得到的顏色數據也存在大的差異，特別是日光和燈光背景下的試紙顏色有顯著差異。拍攝圖像的顏色差異將導致尿液顏色分析結果不穩定，影響檢查結果的準確性與可靠性。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種低成本、高準確性、高可靠性的尿檢試紙反應色分析方法，在利用攝像裝置采集尿檢試紙的圖像并識別尿液反應色的同時考慮了采集圖像時的光照環境和攝像裝置光學參數對測量結果的影響，從而獲得精確的測量結果。

本發明提供了一種尿檢試紙反應色分析方法，包括如下步驟：利用攝像裝置獲取關于待檢尿液試紙的圖像；識別檢測時的光照環境特征；獲取用于檢測的攝像裝置的顏色特征；提取待檢尿液試紙各檢測項目區塊反應色的顏色特征；根據所述光照環境特征和攝像裝置的顏色特征在數據庫中匹配已知光照環境特征和攝像裝置的顏色特征，獲取匹配的光照環境特征和攝像裝置的顏色特征；根據匹配的光照環境特征和攝像裝置的顏色特征在數據庫中匹配與待檢尿液試紙各檢測項目區塊反應色的顏色特征最接近的已知尿液試紙檢測項目區塊反應色的顏色特征，其中，所述數據庫中包含不同已知光照環境特征和不同已知攝像頭顏色特征下的尿液試紙已知的各檢測項目區塊反應色的顏色特征及其對應的檢測項目濃度數據；將最接近的已知尿液試紙檢測項目區塊反應色的顏色特征對應的檢測項濃度數據作為相應的檢測項的檢測結果。

進一步地，所述識別檢測時的光照環境特征的步驟包括：提取所述圖像中待檢尿液試紙空白區域的顏色分量Xi、Yi、Zi；提取圖像中不包含尿液試紙區域的背景區域的顏色分量Xj、Yj、Zj；光照環境特征標記為矢量Mi(Xi、Yi、Zi，Xj、Yj、Zj)。

進一步地，所述獲取用于檢測的攝像裝置的顏色特征的步驟包括：提取圖像中待檢尿液試紙空白區域的顏色分量xi、yi、zi；提取圖像背景中不含尿液試紙區域顏色分量xj、yj、zj；攝像裝置顏色特征標記為矢量mi＝(xi、yi、zi，xj、yj、zj)。

進一步地，根據所述光照環境特征和攝像裝置的顏色特征在數據庫中匹配已知光照環境特征和攝像裝置的顏色特征的步驟包括：計算所述光照環境特征與所述數據庫中的各已知光照環境特征的第一夾角θ1；計算所述攝像裝置顏色特征矢量與所述數據庫中的各已知攝像裝置顏色特征的第二夾角θ2；選取使第一夾角和第二夾角之積最小的已知光照環境特征和攝像裝置顏色特征作為匹配的光照環境特征和攝像裝置顏色特征。

進一步地，所述方法還包括采集數據庫中的不同已知光照環境特征和不同已知攝像頭顏色特征下的尿液試紙的各檢測項目區塊反應色的顏色特征及其對應的檢測項濃度數據的步驟。