[发明专利]一种免疫层析试纸卡的快速检测方法

说明书

本发明公开了一种免疫层析试纸卡的快速检测方法，包括以下步骤：(1)获取原图像；(2)将原图像转换成灰度图像并求出灰度图像的直方图，再将直方图归一化；(3)根据归一化后的直方图求取分割阈值并将灰度图像转换为二值图像；(4)根据二值图像数据判定检测结果。本发明提出的免疫层析试纸卡的快速检测方法，能够快速有效的判定试纸卡的检测结果，而且计算量非常小，能够在普通的嵌入式仪器上实现，达到快速自动化判定试纸卡检测结果的目的。

技术领域

本发明属于生物医学检测技术领域，更具体地，涉及一种免疫层析试纸卡的快速检测方法。

背景技术

免疫层析技术是近些年发展起来的一种新型的快速免疫学检测技术，具有简单快速、结果清晰，可通过肉眼判定结果、无需复杂操作技巧和特殊设备、无污染、携带方便等优点。该技术已被广泛应用于应用在检测传染病、环境污染物、毒品、早孕以及兽医等领域。

为了实现对免疫层析试纸卡显色结论的判定，需要使用特定的光学检测设备，通过光源照射试纸卡，利用光敏元件采集反射光信号或者试纸卡的显色图像，获取检测线(T线)和质控线(C线)的信号，再通过免疫层析试纸卡的结果判定方法来判定检测结果。免疫层析试纸卡的结果判定方法按照其抗原抗体反应原理可以分为两种：正相关(夹心法)和负相关(间接法和竞争抑制法)。正相关时，只出现C线，结果为阴性，同时出现C线和T线，结果为阳性，只出现T线或者C线和T线都不出现，结果为无效；负相关时，只出现C线，结果为阳性，同时出现C线和T线，结果为阴性，只出现T线或者T线和C线都不出现，结果为无效。

目前图像处理已应用于免疫层析试纸卡的定量检测。秦树敏(秦树敏.免疫胶体金试纸检测仪的研究[D].中国计量学院,2015:41-47)进行了免疫层析试纸卡的图像处理研究，并将图像分析处理的过程划分成四个主要阶段：试纸信息读取、图像预处理、图像分割、特征值提取。第一个阶段为试纸信息读取阶段，读取CCD采集到的试纸信息并定位读取的色条位置。第二个阶段称为图像预处理阶段，在该阶段使用中值滤波进行图像缺陷和污染的去除，使图像尽量接近原图像。第三个阶段为图像分割阶段，该阶段选择目标区域，将目标图像与背景分离。这里采用阈值法对试纸图像分割，将图像上像素点的灰度值高于这个阈值的设置为同一个灰度值，低于阈值赋予另一个灰度值，处理只后整幅图像只含两种灰度值。这一阶段最重要的是阈值的求取。具体方法为：(1)将选择的试纸显色区域垂直方向上各点累加求和，然后除以垂直方向上点的个数，取其均值作为对应水平方向上各坐标点对应值，由此即可求出水平方向灰度均值分布曲线；(2)找出水平方向灰度均值分布曲线上的最大和最小灰度值Vmax和Vmin，设置初始阈值为V0r＝(Vmax+Vmin)/2；(3)根据阈值Vk r分割图像,分别求出目标平均灰度值VT和背景平均灰度值VB(VT为所有小于阈值Vk r的灰度值乘以其权重系数求和再除以所有对应权重系数之和，VB为所有大于阈值Vk r的灰度值乘以其权重系数求和再除以所有对应权重系数之和)；(4)求出新阈值Vk+1r＝(Vmax+Vmin)/2；(5)如果Vk r＝Vk+1r，则结束，否则令k＝k+1，转第三步；(6)迭代完成后，最终阈值T＝Vkr。第四个阶段提取特征值，在该阶段中进行色条修正，利用两组对照色条将检测结果向真实值作进一步修正。

在专利“一种试纸读取方法和装置”(申请号：201410454068.7)中提出了另一种试纸读取方法：(1)进行图像采集:使用数码相机或者摄像头等电子设备采集图像，将试纸卡的彩色图像与校准灰度条的灰度图像同时捕获；(2)处理捕获的彩色图像:包括将捕获的彩色图像通过同时捕获的标准灰度条的图像进行环境校正，以确定图像中未知颜色的灰度；(3)进行阴性、阳性判定:通过寻找特定位置处是否存在一定的灰度突变来进行判别试纸卡检测结果是阴性，还是阳性。其中步骤(2)是最关键的一步，可分为3个小步骤：(1)灰度转换：灰度转换的计算公式：Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114；(2)边缘检测：边缘检测采用sobel算子提取边缘，公式为:(3)提取分析区域，经过所述边缘检测步骤sobel算子提取边缘处理后，在图像分析区域与背景交界处灰度值相对其他区域灰度值较大，根据灰度变化特点找出待测的分析边界，提取分析区域。