CN110161234A - 一种胶体金试纸检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及胶体金检测领域，具体公开了一种胶体金试纸检测方法，所述方法包括：获取与待测样本反应后的胶体金试纸的检测图像，提取所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域各自区域的多个灰度特征值；从所述各自区域中提取的多个所述灰度特征值中分别得到所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的灰度特征值中位数；分别根据所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的所述灰度特征值的中位数，得到所述待测样本的检测数据。通过优化图像分析处理算法，使测试结果的精度提高，误差减小。

Description

一种胶体金试纸检测方法

【技术领域】

本发明涉及胶体金检测的技术领域，尤其涉及一种胶体金试纸检测方 法。

【背景技术】

免疫胶体金层析试纸具备诸多优点，如快速检测、结果可靠、无需特 殊设备和复杂操作技巧等，被普遍应用于生物学、医学的许多领域，以及 化学制剂、食品药品检验检疫等方面。胶体金免疫层析法是将特异性的抗 原或抗体以条带状固定在膜上，胶体金标记试剂(抗体或单克隆抗体)吸 附在结合垫上，当待检样本加到试纸条一端的样本垫上后，通过毛细作用 向前移动，溶解结合垫上的胶体金标记试剂后相互反应，再移动至固定的 抗原或抗体的区域时，待检物与金标试剂的结合物又与之发生特异性结合 而被截留，聚集在检测带上，可通过肉眼观察到显色结果。该法现已发展 成为检测试纸条，使用十分方便。

然而，发明人在实现本发明的过程中，发现相关技术存在以下问题： 目前图像分析处理算法简单，测试结果的精度较低，误差较大。

【发明内容】

本申请实施例提供一种胶体金试纸检测方法，能够解决目前图像分析 处理算法简单，测试结果的精度较低，误差较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种胶体金试纸检测方法，应用于胶 体金试纸检测装置，所述方法包括：获取与待测样本反应后的胶体金试纸 的检测图像，所述胶体金试纸的检测图像包括测试线区域、参考线区域和 背景区域；

提取所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域各自区域的多 个灰度特征值；

从所述各自区域中提取的多个所述灰度特征值中分别得到所述测试线 区域、所述参考线区域和所述背景区域的灰度特征值中位数；

分别根据所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的所述灰 度特征值的中位数，得到所述待测样本的检测数据。

可选地，所述获取与待测样本反应后的胶体金试纸的检测图像包括：

获取胶体金试纸原始图像，并对所述胶体金试纸原始图像进行预处理 得到所述胶体金试纸的检测图像；

所述获取胶体金试纸原始图像，包括：

对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光；

采集所述红绿光线下显示的所述胶体金试纸原始图像。

可选地，所述对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光，包括：

采用多个打光单元对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光，多个所 述打光单元组成一个对称方形阵列结构。

可选地，所述对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光，包括：

所述打光单元包括多个绿光LED和多个红色LED，多个所述绿光LED 和多个所述红色LED交替并行排列。

可选地，对所述胶体金试纸原始图像进行图像剪裁；

对剪裁后的所述胶体金试纸原始图像进行区域分割。

可选地，寻找所述胶体金试纸原始图像的中心区域；

寻找所述胶体金试纸原始图像的中心区域；

对所述中心区域进行上下扫描，获取第一边界坐标和第二边界坐标；

对所述中心区域进行左右扫描，获取第三边界坐标和第四边界坐标；

以所述第一边界坐标、所述第二边界坐标、所述第三边界坐标和所述 第四边界坐标为图像剪裁的四个坐标点，对所述胶体金试纸原始图像进线 图像剪裁。

可选地，对剪裁后的所述胶体金试纸原始图像进行纵向单列遍历扫描， 得到峰值检测数据；

根据峰值检测数据，获得第一纵向中心点坐标和第二纵向中心点坐标；

根据第一纵向中心点坐标和第二纵向中心点坐标，计算得到第三纵向 中心点坐标、第四纵向中心点坐标和第五纵向中心点坐标；

根据所述第一纵向中心点坐标、所述第二纵向中心点坐标、所述第三 纵向中心点坐标、所述第四纵向中心点坐标和所述第五纵向中心点将所述 胶体金试纸原始图像分割为所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景 区域。

可选地，以各所述中心点为各部分数据采集的基点，进行数据的分区 域部分扫描；

得到各部分的有效灰度数据，并计算出各部分的平均灰度值。

可选地，采用加权递推平均滤波算法对胶体金试纸的检测图像进行滤 波处理。

第二方面，本申请实施例提供一种胶体金试纸检测装置，包括：

检测图像获取模块，用于获取与待测样本反应后的胶体金试纸的检测 图像，所述胶体金试纸的检测图像包括测试线区域、参考线区域和背景区 域；

特征值提取模块，用于提取所述测试线区域、所述参考线区域和所述 背景区域各自区域的多个灰度特征值；

特征值处理模块，用于从所述各自区域中提取的多个所述灰度特征值 中分别得到所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的灰度特征 值中位数；

检测数据获取模块，用于分别根据所述测试线区域、所述参考线区域 和所述背景区域的所述灰度特征值的中位数，得到所述待测样本的检测数 据。

可选地，原始图像获取模块，用于获取胶体金试纸原始图像，并对所 述胶体金试纸原始图像进行预处理得到所述胶体金试纸的检测图像；

所述原始图像获取模块包括打光单元和采集单元；

所述打光单元用于对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光；

所述采集单元用于采集所述红绿光线下显示的所述胶体金试纸原始图 像。

第三方面，本申请实施例提供一种胶体金试纸检测设备，其特征在于， 包括处理器、存储器和输入输出接口，所述处理器和所述存储器、所述输 入输出接口通过线路互联；其中，所述存储器存储有程序指令，所述程序 指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行如第一方面所述的相应的方 法。

第四方面，本申请实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，包括 所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可 执行指令用于使管理服务器执行如第一方面所述的方法。

区别于现有技术的情况，本申请实施例的有益效果在于：本申请实施 例提供的胶体金试纸检测方法，通过对所述胶体金试纸原始图像进行预处 理，得到胶体金试纸检测图像，进而对胶体金试纸检测图像的测试线区域、 参考线区域和背景区域进行特征值提取，得到所述特征值的中位数；最后 根据所述特征值的中位数，得到待测样本的检测数据，优化了图像分析处 理算法，测试结果的精度提高，误差减小。

【附图说明】

图1本申请实施例提供的胶体金试纸检测方法的其中一种应用环境的 示意图；

图2是本申请实施例提供的一种胶体金试纸检测方法的流程示意图， 该方法应用于胶体金试纸检测装置；

图3是图2中S20的流程示意图；

图4是图1胶体金试纸检测图像的测试线区域、参考线区域和背景区 域的结构示意图；

图5a至5c是图1胶体金试纸检测图像的剪裁具体过程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种胶体金试纸检测装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供一种检测服务器的电路原理框图。

【具体实施方式】

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互结 合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能 模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同 于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者， 本申请所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行 限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

本发明实施例提供的胶体金试纸检测方法可以基于本发明实施例提供 的一种胶体金试纸检测***100(包括：胶体金试纸检测装置30、云端服 务器10和人机交互终端20)实现，是一种通过人机交互终端20对胶体金 试纸检测装置30进行操作，利用胶体金试纸检测装置30高灵敏度的感光 耦合照相装置，还有独特的LED光学装置同时结合图像分析算法解析胶体 金试纸原始图像得到检测数据，并将检测数据上传至云端服务器10的方法， 提高了检测精度，降低了误差。

其中，在本发明实施例中，所述胶体金试纸40包括检测带，所述检测 带的数量可以为一个，也可以为多个，不同的检测带用于检测不同的生物 标志物(Biomarker)，即一个检测带只检测一种生物标志物，所述生物标志 物可以为艾滋病毒的HIV抗原、乙肝病毒的HBV抗原等。所述检测带上设 置有白色或无色的硝酸纤维膜，用于检测所述生物标志物的含量浓度。

具体地，下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

其中，应当理解的是，本发明提供的下述实施例之间，只要不冲突， 均可相互结合以形成新的实施方式。

图1是本发明实施例提供的一种胶体金试纸检测***100的结构示意 图，该胶体金试纸检测***100为本发明实施例提供的胶体金试纸检测方 法的运行环境，用于对待检测的胶体金试纸40进行检测。

具体地，请参阅图1，在该胶体金试纸检测***100中，包括：云端服 务器10、人机交互终端20和胶体金试纸检测装置30，胶体金试纸检测装 置30分别与云端服务器10和人机交互终端20通信连接。

人机交互终端20可对胶体金试纸检测装置30进行操控，并显示胶体 金试纸检测装置30的检测数据。

胶体金试纸检测装置30可分别对不同种类的胶体金试纸40进行检测， 例如，胶体金试纸检测装置30可以对生物标志物可以为艾滋病毒的HIV抗 原的胶体金试纸40进行检测，也可以对生物标志物为乙肝病毒的HBV抗 原的胶体金试纸40进行检测。

云端服务器10可以对胶体金试纸检测装置30的检测数据进行周期性 的记录，并通过分析处理后，提供合理化的建议。

其中，云端服务器10为用于提供计算服务的硬件设备或硬件组件。在 本实施例中，云端服务器10包括控制器及与控制器连接的产品服务器，产 品服务器用于为控制器提供服务。具体地，控制器具有逻辑处理能力，主 要用于为胶体金试纸40检测的数据进行分析处理后，提供合理化的建议， 并做周期性的记录，也即可以将控制器理解为云端服务的处理器；产品服 务器主要用于数据存取，也即可以将产品服务器理解为具有存储数据功能的存储器。当云端服务器10与胶体金试纸检测装置30进行通信连接后， 胶体金试纸检测装置30便可实现将对胶体金试纸40检测的数据上传至云 端服务器10。

其中，人机交互终端20可以为任何合适类型的，具有一定逻辑运算能 力，提供一个或者多个能够满足用户意图的功能的电子设备。例如，个人 电脑、平板电脑、智能手机、检测机器人等。用户(比如，医生、病人等) 可以通过任何合适的类型的，一种或者多种用户交互设备(比如鼠标、键 盘、遥控器、触摸屏、体感摄像头以及音频采集装置等)与人机交互终端 20进行交互，输入指令或者控制人机交互终端20执行一种或者多种操作。 此外，该人机交互终端20可以通过任意类型的通信接口与胶体金试纸检测 装置30进行通信连接，并且，能够基于该通信连接，读取胶体金试纸检测 装置30的检测数据。再者，该人机交互终端20上还可以安装有任意类型 的客户端软件，比如，检测APP，通过该客户端软件与胶体金试纸检测装 置30进行通信连接，从而实现向胶体金试纸检测装置30发送请求消息和 命令，以及，接收胶体金试纸检测装置30所反馈的内容的目的。相应地， 胶体金试纸检测装置30可以针对人机交互终端20发送的请求消息或者命 令进行处理以及向相应的人机交互终端20下发检测数据。

其中，胶体金试纸检测装置30中运行有能够对某种胶体金试纸40进 行检测的检测软件，通过该检测软件可以对相应的胶体金试纸40的原始图 像进行分析和检测。其中，胶体金试纸检测装置30可以通过有线或者无线 网络与人机交互终端20进行通信连接，从而，人机交互终端20可以实时 操作胶体金试纸检测装置30。此外，每个胶体金试纸检测装置30都配置有 一个唯一的地址信息(比如，IP地址)，人机交互终端20可以通过某地址 信息与对应的胶体金试纸检测装置30建立通信连接。

基于上述胶体金试纸检测***100，在实际应用中，当需要对某种胶体 金试纸40进行检测时，用户(医生或者病人)可以首先通过合适的通信接 口建立胶体金试纸检测装置30与人机交互终端20间通信连接，然后，用 户可以与人机交互终端20进行交互，登陆用于与胶体金试纸检测装置30 进行通信的客户端软件，并指示人机交互终端20向胶体金试纸检测装置30 发送连接请求消息，胶体金试纸检测装置30在接收到该连接请求消息后，将胶体金试纸检测装置30的地址信息发送至人机交互终端20。进而，人机 交互终端20可以根据胶体金试纸检测装置30针对该连接请求消息反馈的 地址信息，与胶体金试纸检测装置30建立通信连接。接着，用户可以向人 机交互终端20输入操作指令，人机交互终端20则在接收到该操作指令时， 将所述操作指令发送至胶体金试纸检测装置30；而胶体金试纸检测装置30 在接收到该操作指令时，响应所述操作指令。在完成对胶体金试纸40的检 测之后，可以断开人机交互终端20与胶体金试纸检测装置30之间的通信 连接。

同理，当需要对胶体金试纸40进行检测时，用户也可以通过合适的通 信接口建立胶体金试纸检测装置30与云端服务器10之间通信连接，然后， 胶体金试纸检测装置30与云端服务器10进行交互，胶体金试纸检测装置 30向云端服务器10发送连接请求消息，该连接请求消息用于请求与该对应 的云端服务器10的地址信息。而胶体金试纸检测装置30在接收到该连接 请求消息后，可以根据该连接请求消息，与云端服务器10建立通信连接。 进而云端服务器10可以对胶体金试纸检测装置30的检测数据进行周期性 的记录，并通过分析处理后，提供合理化的建议。

其中，需要说明的是，本发明实施例提供的胶体金试纸40的检测方法 和相关装置还可以进一步的拓展到其他合适的实施环境中，而不限于图1 中所示的实施环境。虽然图1中仅显示了1个人机交互终端20、1个云端 服务器10和1个胶体金试纸检测装置30，但本领域技术人员可以理解的是， 在实际应用过程中，该应用环境还可以包括更多或者更少的人机交互终端 20、云端服务器10和胶体金试纸检测装置30。并且，为了提升使用效率， 同一胶体金试纸检测装置30中可以运行多种不同的检测软件，或者，多个 不同的胶体金试纸检测装置30中也可以运行有相同的检测软件，本发明实 施例对此均不作具体限定。

图2是本申请实施例提供的一种胶体金试纸检测方法的流程示意图， 该方法可以由图1中的胶体金试纸检测装置30执行。

具体地，请参阅图2，该方法可以包括但不限于如下步骤：

S20：获取与待测样本反应后的胶体金试纸的检测图像，所述胶体金试 纸的检测图像包括测试线区域、参考线区域和背景区域；

具体地，请参阅图3，步骤20包括：

S201:获取胶体金试纸原始图像，其中所述胶体金试纸上覆有待测样本。

在本实施例中，为解决密闭空间内摄像头的图像采集问题，本发明采 用OV5640摄像头，该摄像头采用DVP接口、SCCB总线、DCMI数据传 输方式，并具有自动对焦功能，带有四个高亮的红绿色LED补光灯。

其中，OV5640摄像头为高灵敏度的感光耦合照相器件，将其作为图像 的采集传感器，通过SCCB总线控制，可以输出整帧、子采样、缩放和取 窗口等方式的各种分辨率8/10位影像数据。可以完全控制图像质量、数据 格式和传输方式。所有图像处理功能过程包括伽玛曲线、白平衡、对比度、 色度等都可以通过SCCB接口编程。OmmiVision图像传感器应用独有的传 感器技术，通过减少或消除光学或电子缺陷如固定图案噪声、拖尾、浮散 等，提高获取到的胶体金试纸原始图像的质量，得到清晰稳定的彩色胶体 金试纸原始图像。

S202：对所述胶体金试纸原始图像进行预处理得到所述胶体金试纸的 检测图像。

具体地，在获得胶体金试纸原始图像之后，对所述胶体金试纸原始图 像进行分析处理之前，需要对胶体金试纸原始图像进行预处理来降低后续 图像分析处理的复杂度。图像预处理包括RGB转换、图像灰度化、图像二 值化、图像剪裁、图像分割、滤波处理等。

S21：提取所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域各自区域 的多个灰度特征值。

S22：从所述各自区域中提取的多个所述灰度特征值中分别得到所述测 试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的灰度特征值中位数。

请参阅图4，首先分别对胶体金试纸检测图像的所述测试线区域T、所 述参考线区域C和所述背景区域B1、B2和B3进行多个灰度特征值提取， 然后分别从所述测试线区域T、所述参考线区域C和所述背景区域B1、B2 和B3的多个所述灰度特征值中得到的灰度特征值中位数。

S23：分别根据所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的所 述灰度特征值的中位数，得到所述待测样本的检测数据。所述检测数据包 括待测样本中特定蛋白对应的所述参考线区域和所述测试线区域的灰度特 征值、灰度特征值比值或灰度特征值差值。

其中，测试线区域T和参考线区域C的所述灰度特征值的中位数可以 代表该区域的灰度特征值，所述测试线区域和所述参考线区域的所述灰度 特征值的灰度比值对应蛋白实际的测试线区域和参考线区域的浓度比值， 该比值与标准比值进行分析比较就可以得到最终分析结果。由于待测样品 在胶体金试纸上是单向扩散，为了排除背景区域可能会产生的相对误差， 将单一的T与C的比值结合背景区域的数值得到如下公式:

T1＝2T/(B2+B3)；

C1＝2C/(B1+B2)；

T/C＝T1/C1。

在本实施例中，经过对比测试发现，在正常使用过程中，通过使用 OV5640摄像头作为图像采集器件准确的对试纸上的原始图像进行采集，同 时采用上述对所述胶体金试纸原始图像进行的预处理过程，使测试结果更 加准确，且可以识别多种胶体金试纸，只需更换胶体金试纸即可。

在一些实施例中，获取胶体金试纸原始图像的方式有多种，例如，通 过CMOS传感器对金标试纸反应后胶体金的显色进行图像采集，通过非封 闭式环境对图像采集。在本实施例中，S201包括：

首先对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光。

然后采集所述红绿光线下显示的所述胶体金试纸原始图像。

其中，采用多个打光单元对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光， 多个所述打光单元组成一个对称方形阵列结构。

所述打光单元包括多个绿光LED和多个红色LED，多个所述绿光LED 和多个所述红色LED交替并行排列。

在本实施例中，所述打光单元为4个，4个所述打光单元组成一个对称 方形阵列结构，每个所述打光单元包括一个波长为528mm的绿色LED和1 个波长625nm的红色LED。每个所述打光单元中的所述绿色LED和红色 LED并行排列。

通过对胶体金试纸40进行红绿光线交替打光，并分别采集红绿两种光 线下胶体金试纸40灰度条显示的原始图像可使色阶会更明确，避免单色光 源的误测高的问题。同时能够提供稳定的光源，增加了检测的稳定性。

在一些实施例中，对所述胶体金试纸原始图像进行预处理的方式有多 种，例如RGB转换、图像灰度化、图像二值化、图像剪裁、图像分割、滤 波处理等，在本实施例中，S202包括：

首先对所述胶体金试纸原始图像进行图像剪裁。

其中，首先对胶体金试纸原始图像中心区域上下扫描获取特征图像， 获得第一边界坐标和第二边界坐标。

具体地，以胶体金试纸原始图像的中心点(x，120)为原点进行上下 扫描，由于边界灰度色差较大，利于边界判断。当扫描数据出现突变时， 即为第一区域边界。记录扫描的像素点个数，向上为position_up个，向下 为position_down个，胶体金试纸原始图像的中心区域由上至下像素点数为 135左右，则可以确定胶体金试纸原始图像的中心区域最上方边界坐标为 (x，120-position_up)，所述最上方边界坐标为第一边界坐标，胶体金试 纸原始图像的中心区域最下方边界坐标为(x，120-position_down)，所述 最下方边界坐标为第二边界坐标。

其中，对所述中心区域进行左右扫描，获取第三边界坐标和第四边界 坐标。

具体地，以胶体金试纸原始图像的中心点(x，120)为原点进行上下 扫描，由于边界灰度色差较大，利于边界判断。当扫描数据出现突变时， 即为第二区域边界。记录扫描的像素点个数，向左为position_left个，向右 为position_right个，胶体金试纸原始图像的中心区域由左至右像素点数为 50，则可以确定胶体金试纸原始图像的中心区域最左方边界坐标为 (120-position_left，x)，所述最左方边界坐标为第三边界坐标，胶体金试 纸原始图像的中心区域最右方边界坐标为(120-position_right，x)，所述 最右方边界坐标为第四边界坐标。

以所述第一边界坐标、所述第二边界坐标、所述第三边界坐标和所述第 四边界坐标为图像剪裁的四个坐标点，对所述胶体金试纸原始图像进线图 像剪裁，有效的避免了因试纸条移动而出现数据采集位置不准确的现象。

请一并参阅图5a至图5c，对所述胶体金试纸原始图像进行图像剪裁的 具体过程描述为：

O点是胶体金试纸原始图像中心点，即摄像头获取胶体金试纸原始图 像的中心点，以该点建立二维笛卡尔坐标系，O1点是特征图像的中心点， 即胶体金试纸40热区图像中心点，O1点跟O点存在由***误差所导致的 偏移量。采用中心点上下扫描，并消除偏移量，得到图5b中消除y轴偏移 量之后的图像数据，再采用中心点左右扫描，并消除偏移量，得到图5c中 消除x轴偏移量之后的图像数据，最终使得O2点与O点重合，获得胶体 金试纸40热区图像的中心点和热区图像数据。

然后对剪裁后的图像进行区域分割。

其中，对剪裁后的所述胶体金试纸原始图像进行纵向单列遍历扫描， 得到峰值检测数据；

根据峰值检测数据，获得第一纵向中心点坐标和第二纵向中心点坐标；

根据第一纵向中心点坐标和第二纵向中心点坐标，计算得到第三纵向 中心点坐标、第四纵向中心点坐标和第五纵向中心点坐标；

根据所述第一纵向中心点坐标、所述第二纵向中心点坐标、所述第三 纵向中心点坐标、所述第四纵向中心点坐标和所述第五纵向中心点将所述 胶体金试纸原始图像分割为所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景 区域。

具体地，对剪裁后的所述胶体金试纸原始图像进行由上至下遍历扫描， 以剪裁后的中心点(position_left+25，135)为坐标原点进行上下扫描，将 扫描到的135个数据存储到数组中，将数组分为上下两个部分分别找出两 个部分的最小值，即测试线区域T、参考线区域C的中心点，通过测试线 区域T、参考线区域C的中心点可以计算出其他三个背景区域B1、B2或 B3的中心点。

在一些实施例中，S20还包括对胶体金试纸原始图像的进行滤波处理。

其中，本发明使用加权递推平均滤波算法进行胶体金试纸原始图像的 滤波处理。加权递推平均滤波算法时对递推平均滤波算法的改进，即不同 时刻的数据加以不同的权值，通常的情况时，越接近现时刻的数据，其权 值越大，给予新采样值的权值系数越大，则灵敏度越高。在一些实施例中， 可根据需要采用其他多种图像滤波处理方法，例如中位值滤波法、算术平 均滤波法、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)、限幅平均滤波法、一阶滞后滤波法、消 抖滤波法、限幅消抖滤波法等。

在一些实施例中，S20还包括对胶体金试纸原始图像的进行色彩模式转 换。

其中，RGB色彩模式使用RGB模型为图像中胶体金试纸原始图像的每 个像素的RGB分量分配一个0～255范围内的强度值。RGB图像仅仅使用 三种颜色，R(red)、G(green)、B(blue)，就能够使它们依照不同的比例混合， 在屏幕上呈现16777216(256*256*256)种颜色。R、G、B分量计算公式如 下：

R＝(pixel&RGB_R)>>8；

G＝(pixel&RGB_G)>>3；

B＝(pixel&RGB_B)<<3。

在一些实施例中，S20还包括对胶体金试纸原始图像进行图像灰度化。

其中，图像灰度化为在RGB模型中，假设R＝G＝B时，则彩色表示一 种灰度颜色，当中R＝G＝B的值叫灰度值，因此，灰度图像每一个像素仅仅 需一个字节存放灰度值(又称强度值、亮度值)，灰度范围为0-255。灰度 计算公式如下：

Gray＝(R*77+G*150+B*29+128)>>8。

在一些实施例中，S20还包括对胶体金试纸原始图像进行阈值分割。

其中，图像阈值分割使用迭代算法进行图像切割，迭代算法是首先猜 测一个初始阈值，然后再通过对图像的多次计算对阈值进行改进的过程。 重复地对图像进行阈值操作，将图像分割为对象类和背景类，然后来利用 每一个类中的灰阶级别对阈值进行改进。

具体地，1.为全局阈值选择一个初始估计值T(图像的平均灰度)。

2.用T分割图像。产生两组像素：G1由灰度值大于T的像素 组成，G2由小于等于T的像素组成。

3.计算G1和G2像素的平均灰度值m1和m2；

4.计算一个新的阈值:T＝(m1+m2)/2；

5.重复步骤2和4，直到连续迭代中的T值间的差小于一个预 定义参数为止。

在一些实施例中，S20还包括对胶体金试纸原始图像进行图像二值化。

其中，图像二值化为胶体金试纸原始图像包含目标图像、背景还有噪 声，要想从多值的数字图像中直接提取出目标物体，本实施例采用的方法 就是设定一个全局的阈值T，用T将图像的数据分成两部分：大于T的像 素群和小于T的像素群。将大于T的像素群的像素值设定为白色(或者黑 色)，小于T的像素群的像素值设定为黑色(或者白色)。

图7是本申请实施例提供的一种胶体金试纸检测装置30结构示意图， 以使胶体金试纸检测装置30能够实现上述实施例提供的胶体金试纸检测方 法。

具体地，请参阅图6，该装置可以包括但不限于：检测图像获取模块 31、特征值提取模块32、特征值处理模块33以及检测数据获取模块34。

具体地，检测图像获取模块31用于用于获取与待测样本反应后的胶体 金试纸的检测图像，所述胶体金试纸的检测图像包括测试线区域、参考线 区域和背景区域。

其中，为解决密闭空间内摄像头的图像采集问题，本发明采用OV5640 摄像头，该摄像头采用DVP接口、SCCB总线、DCMI数据传输方式，并 具有自动对焦功能，带有四个高亮的红绿色LED补光灯。

在本实施例中，采用4颗波长为528mm的绿色LED和4颗波长625nm 的红色LED组成的对称方形阵列对所述胶体金试纸40进行红绿光线交替 打光，并分别采集红绿两种光线下胶体金试纸40灰度条显示的原始图像。

具体地，特征值提取模块32用于提取所述测试线区域、所述参考线区 域和所述背景区域各自区域的多个灰度特征值。

其中，在获得胶体金试纸原始图像之后，对所述胶体金试纸原始图像 进行分析处理之前，需要对胶体金试纸原始图像进行预处理来降低后续图 像分析处理的复杂度。

具体地，特征值处理模块33用于从所述各自区域中提取的多个所述灰 度特征值中分别得到所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的 灰度特征值中位数。

其中，首先分别对胶体金试纸检测图像的所述测试线区域T、所述参考 线区域C和所述背景区域B1、B2和B3进行多个灰度特征值提取，然后分 别从所述测试线区域T、所述参考线区域C和所述背景区域B1、B2和B3 的多个所述灰度特征值中得到的灰度特征值中位数。

具体地，检测数据获取模块34用于分别根据所述测试线区域、所述参 考线区域和所述背景区域的所述灰度特征值的中位数，得到所述待测样本 的检测数据。

其中，所述检测数据包括待测样本中特定蛋白对应的所述参考线区域 和所述测试线区域的灰度特征值、灰度特征值比值或灰度特征值差值。

其中，测试线区域T和参考线区域C的所述灰度特征值的中位数可以 代表该区域的灰度特征值，所述测试线区域和所述参考线区域的所述灰度 特征值的灰度比值对应蛋白实际的测试线区域和参考线区域的浓度比值， 该比值与标准比值进行分析比较就可以得到最终分析结果。

在一些实施例中，该装置还可以包括原始图像获取模块，用于获取胶 体金试纸原始图像，并对所述胶体金试纸原始图像进行预处理得到所述胶 体金试纸的检测图像。

所述原始图像获取模块包括打光单元和采集单元。

所述打光单元用于对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光。

所述采集单元用于采集所述红绿光线下显示的所述胶体金试纸原始图 像。

需要说明的是，由于所述胶体金试纸检测装置30与上述方法实施例中 的胶体金试纸检测方法基于相同的发明构思，因此，上述方法实施例的相 应内容以及有益效果同样适用于本装置实施例，此处不再详述。

图7是本申请实施例提供的一种检测服务器800的结构示意图，该检 测服务器800可以是任意类型的服务器，能够执行上述相应的方法实施例 提供的胶体金试纸检测方法，或者，运行上述相应的装置实施例提供的胶 体金试纸检测装置。

具体地，请参阅图7，该检测服务器800包括：

一个或多个处理器801以及与该至少一个处理器801通信连接的存储 器802，图7中以一个处理器801为例。

处理器801和存储器802可以通过总线或者其他方式连接，图7中以 通过总线连接为例。

存储器802作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态 软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中对应 的胶体金试纸检测方法对应的程序指令/模块(例如，附图7所示的检测图 像获取模块31、特征值提取模块32、特征值处理模块33以及检测数据获 取模块34)。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序、指令以 及模块，从而执行胶体金试纸检测装置的各种功能应用以及数据处理，即 实现上述对应的任一方法实施例所述的胶体金试纸检测方法。

存储器802可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可 存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据 胶体金试纸检测装置的使用所创建的数据等。此外，存储器802可以包括 高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储 器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器 可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络 连接至客户人机交互终端设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企 业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器802中，当被所述一个或者 多个处理器执行时，执行上述对应的方法实施例中的胶体金试纸检测方法， 例如，执行以上描述的图2中的方法步骤20至23，实现图7中的单元71-74 的功能。

检测服务器800可执行上述对应的方法实施例中的胶体金试纸检测方 法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。检测服务器800实施例中 详尽描述的技术细节，可参见上述对应的方法实施例中的胶体金试纸检测 方法。

本申请实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态 计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用 于使计算机执行上述方法实施例中的胶体金试纸检测方法。例如，该计算 机可执行指令被一个或多个处理器执行，如被图7中的一个处理器801执 行，可使得上述一个或多个处理器执行上述对应的方法实施例中的胶体金 试纸检测方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤20至23，实现图7中的单元71-74的功能。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、 或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施 例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个 或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不 限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程 序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现 流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图 中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、 专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一 个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令 产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个 方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备 上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机 实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现 在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的 功能的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胶体金试纸检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取与待测样本反应后的胶体金试纸的检测图像，所述胶体金试纸的检测图像包括测试线区域、参考线区域和背景区域；

提取所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域各自区域的多个灰度特征值；

从所述各自区域中提取的多个所述灰度特征值中分别得到所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的灰度特征值中位数；

分别根据所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的所述灰度特征值的中位数，得到所述待测样本的检测数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与待测样本反应后的胶体金试纸的检测图像包括：

获取胶体金试纸原始图像，并对所述胶体金试纸原始图像进行预处理得到所述胶体金试纸的检测图像；

所述获取胶体金试纸原始图像，包括：

对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光；

采集所述红绿光线下显示的所述胶体金试纸原始图像。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光，包括：

采用多个打光单元对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光，多个所述打光单元组成一个对称方形阵列结构。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述胶体金试纸进行红绿光线交替打光，包括：

所述打光单元包括多个绿光LED和多个红色LED，多个所述绿光LED和多个所述红色LED交替并行排列。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述胶体金试纸原始图像进行预处理，包括：

对所述胶体金试纸原始图像进行图像剪裁；

对剪裁后的所述胶体金试纸原始图像进行区域分割。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述胶体金试纸原始图像进行图像剪裁，包括：

寻找所述胶体金试纸原始图像的中心区域；

对所述中心区域进行上下扫描，获取第一边界坐标和第二边界坐标；

对所述中心区域进行左右扫描，获取第三边界坐标和第四边界坐标；

以所述第一边界坐标、所述第二边界坐标、所述第三边界坐标和所述第四边界坐标为图像剪裁的四个坐标点，对所述胶体金试纸原始图像进行图像剪裁。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对剪裁后的所述胶体金试纸原始图像进行区域分割，包括：

对剪裁后的所述胶体金试纸原始图像进行纵向单列遍历扫描，得到峰值检测数据；

根据峰值检测数据，获得第一纵向中心点坐标和第二纵向中心点坐标；

根据第一纵向中心点坐标和第二纵向中心点坐标，计算得到第三纵向中心点坐标、第四纵向中心点坐标和第五纵向中心点坐标；

根据所述第一纵向中心点坐标、所述第二纵向中心点坐标、所述第三纵向中心点坐标、所述第四纵向中心点坐标和所述第五纵向中心点将所述胶体金试纸原始图像分割为所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域。

8.一种胶体金试纸检测装置，其特征在于，包括：

检测图像获取模块，用于获取与待测样本反应后的胶体金试纸的检测图像，所述胶体金试纸的检测图像包括测试线区域、参考线区域和背景区域；

特征值提取模块，用于提取所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域各自区域的多个灰度特征值；

特征值处理模块，用于从所述各自区域中提取的多个所述灰度特征值中分别得到所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的灰度特征值中位数；

检测数据获取模块，用于分别根据所述测试线区域、所述参考线区域和所述背景区域的所述灰度特征值的中位数，得到所述待测样本的检测数据。

9.一种胶体金试纸检测设备，其特征在于，包括处理器、存储器和输入输出接口，所述处理器和所述存储器、所述输入输出接口通过线路互联；其中，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使管理服务器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。