[發明專利]一種基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統及檢測方法

在審

• 申請號: 202210685652.8
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115100273A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 唐建斌;劉尚
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州墨炬生物科技有限公司
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06T7/90;G06T5/30;G01N33/543
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰

1.一種基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統，其特征在于，包括圖像采集裝置和數據處理裝置，所述圖像采集裝置用于對待測試紙條的圖像進行采集；所述數據處理裝置與圖像采集裝置通訊連接，包括圖像處理模塊、數據分析模塊和人機交互模塊；

所述圖像處理模塊用于接收圖像采集裝置發送的圖像并進行處理，所述圖像處理包括：首先對原圖像進行降噪、裁剪得到包含檢測線和質控線的檢測窗口圖像以及圖像副本；再針對檢測窗口圖像從RGB模式轉換成HSV模式，圖像二值化處理區分出檢測線和質控線顯色區域，得到二值化圖像；然后針對圖像副本轉灰度后進行圖像掩模，輸出對應二值化圖像顯色區域的圖像，尋找檢測線T柱和質控線C柱的圖像輪廓，求質心；最后算出質心的灰度值；

所述數據分析模塊與圖像處理模塊連接，接收其發送的T柱和C柱灰度值數據，取T/C灰度比值作為特征值，并將特征值輸入到對應項目的擬合方程中，計算出待測物的濃度值；所述數據處理模塊存儲有與各檢測項目對應的檢測參數以及經圖像處理后的T/C灰度比值與已知目標檢測物濃度曲線擬合后的擬合方程；

所述人機交互模塊與數據分析模塊連接，用于檢測項目的輸入和檢測結果的輸出。

2.如權利要求1所述的基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統，其特征在于，所述圖像采集裝置包括具有中空結構的殼體，所述殼體上設有與試紙條外殼限位組裝的卡槽，所述卡槽連通殼體內部空腔，殼體內部設有光源以及正對卡槽設置的攝像頭；所述攝像頭通過圖像傳輸元件與圖像處理模塊連接。

3.如權利要求2所述的基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統，其特征在于，所述光源采用白光；所述攝像頭為基于CMOS傳感器技術的攝像頭；所述圖像傳輸元件為藍牙傳感器。

4.如權利要求1所述的基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統，其特征在于，所述圖像處理模塊為內置圖像處理算法的微處理器，其中圖像二值化處理采用inRange()函數；尋找圖像輪廓采用findContours()函數；求質心利用moments()函數和質心坐標計算公式；灰度值計算采用numpy.mean()函數。

5.如權利要求1所述的基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統，其特征在于，在檢測窗口圖像模式轉換之前，對圖像進行高斯模糊；在圖像模式轉換之后，對圖像進行腐蝕；圖像二值化之后進行膨脹。

6.一種如權利要求1-5任一項所述的基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)開啟圖像采集裝置和數據處理裝置，兩者通訊連接；通過人機交互模塊選擇對應的免疫層析檢測項目；

(2)啟動圖像采集裝置對待測試紙條進行圖像采集；

(3)數據處理裝置的圖像處理模塊接收圖像采集裝置發送的圖像并進行處理，所述圖像處理包括：首先對圖像進行降噪、裁剪得到檢測窗口圖像以及圖像副本，再通過模式轉換將檢測窗口圖像從RGB模式轉換成HSV模式，利用取色器函數將檢測線和質控線區域內顯色的像素值設置為白色，其余區域設置為黑色，得到黑白圖像；然后針對圖像副本灰度化處理后進行圖像掩模，輸出對應黑白圖像中白色部分的圖像，尋找檢測線T柱和質控線C柱的圖像輪廓，求兩者的質心；最后算出質心的灰度值；

(4)數據分析模塊接收圖像處理模塊發送的T柱和C柱灰度值，取T/C灰度比值作為特征值，并將特征值輸入到對應項目的擬合方程中，計算出待測物的濃度值，再將計算結果傳輸給人機交互模塊進行顯示輸出。