[發(fā)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(tǒng)及檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210685652.8
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115100273A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐建斌;劉尚
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);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(chǎn)權(quán)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(tǒng)，其特征在于，包括圖像采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述圖像采集裝置用于對待測試紙條的圖像進(jìn)行采集；所述數(shù)據(jù)處理裝置與圖像采集裝置通訊連接，包括圖像處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和人機(jī)交互模塊；

所述圖像處理模塊用于接收圖像采集裝置發(fā)送的圖像并進(jìn)行處理，所述圖像處理包括：首先對原圖像進(jìn)行降噪、裁剪得到包含檢測線和質(zhì)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(zhuǎn)換成HSV模式，圖像二值化處理區(qū)分出檢測線和質(zhì)控線顯色區(qū)域，得到二值化圖像；然后針對圖像副本轉(zhuǎn)灰度后進(jìn)行圖像掩模，輸出對應(yīng)二值化圖像顯色區(qū)域的圖像，尋找檢測線T柱和質(zhì)控線C柱的圖像輪廓，求質(zhì)心；最后算出質(zhì)心的灰度值；

所述數(shù)據(jù)分析模塊與圖像處理模塊連接，接收其發(fā)送的T柱和C柱灰度值數(shù)據(jù)，取T/C灰度比值作為特征值，并將特征值輸入到對應(yīng)項(xiàng)目的擬合方程中，計(jì)算出待測物的濃度值；所述數(shù)據(jù)處理模塊存儲有與各檢測項(xiàng)目對應(yīng)的檢測參數(shù)以及經(jīng)圖像處理后的T/C灰度比值與已知目標(biāo)檢測物濃度曲線擬合后的擬合方程；

所述人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)分析模塊連接，用于檢測項(xiàng)目的輸入和檢測結(jié)果的輸出。

2.如權(quán)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(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置包括具有中空結(jié)構(gòu)的殼體，所述殼體上設(shè)有與試紙條外殼限位組裝的卡槽，所述卡槽連通殼體內(nèi)部空腔，殼體內(nèi)部設(shè)有光源以及正對卡槽設(shè)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(quán)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(tǒng)，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(shù)的攝像頭；所述圖像傳輸元件為藍(lán)牙傳感器。

4.如權(quán)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(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理模塊為內(nèi)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(shù)；尋找圖像輪廓采用findContours()函數(shù)；求質(zhì)心利用moments()函數(shù)和質(zhì)心坐標(biāo)計(jì)算公式；灰度值計(jì)算采用numpy.mean()函數(shù)。

5.如權(quán)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(tǒng)，其特征在于，在檢測窗口圖像模式轉(zhuǎn)換之前，對圖像進(jìn)行高斯模糊；在圖像模式轉(zhuǎn)換之后，對圖像進(jìn)行腐蝕；圖像二值化之后進(jìn)行膨脹。

6.一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于圖像處理的免疫層析試紙條定量分析系統(tǒng)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(shù)據(jù)處理裝置，兩者通訊連接；通過人機(jī)交互模塊選擇對應(yīng)的免疫層析檢測項(xiàng)目；

(2)啟動圖像采集裝置對待測試紙條進(jìn)行圖像采集；

(3)數(shù)據(jù)處理裝置的圖像處理模塊接收圖像采集裝置發(fā)送的圖像并進(jìn)行處理，所述圖像處理包括：首先對圖像進(jìn)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(zhuǎn)換將檢測窗口圖像從RGB模式轉(zhuǎn)換成HSV模式，利用取色器函數(shù)將檢測線和質(zhì)控線區(qū)域內(nèi)顯色的像素值設(shè)置為白色，其余區(qū)域設(shè)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(jìn)行圖像掩模，輸出對應(yīng)黑白圖像中白色部分的圖像，尋找檢測線T柱和質(zhì)控線C柱的圖像輪廓，求兩者的質(zhì)心；最后算出質(zhì)心的灰度值；

(4)數(shù)據(jù)分析模塊接收圖像處理模塊發(fā)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(yīng)項(xiàng)目的擬合方程中，計(jì)算出待測物的濃度值，再將計(jì)算結(jié)果傳輸給人機(jī)交互模塊進(jìn)行顯示輸出。