本發(fā)明屬于圖像識(shí)別范疇，特別涉及一種基于云平臺(tái)的尿檢試紙生理指標(biāo)量化識(shí)別方法，可用于醫(yī)院急診，篩選早慢性腎病及糖尿病等患者。

背景技術(shù)：

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，疾病的診斷通常需要對(duì)多種參數(shù)進(jìn)行衡量，這些參數(shù)大多來自對(duì)樣本的檢測結(jié)果，利用試紙檢測是應(yīng)用比較廣泛的檢測方法。而在眾多檢測中，尿液分析是很多疾病檢測的重要手段，在臨床診斷中意義重大。目前，很多電子設(shè)備已進(jìn)入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尿液分析儀也相繼出現(xiàn)。尿液分析儀一般都有專用的試劑帶，試劑帶行包含若干個(gè)試劑塊，等距分布在試紙上。試紙塊上涂有專門用來檢測對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的化學(xué)試劑，試劑塊的數(shù)目決定了檢測項(xiàng)目的多少。試劑塊上涂有測量相應(yīng)項(xiàng)目的化學(xué)物質(zhì)，與尿液接觸會(huì)發(fā)生顏色反應(yīng)。根據(jù)試劑塊的顏色變化程度，可以判斷出尿液中相應(yīng)物質(zhì)的濃度并獲得檢測結(jié)果。

尿液分析在泌尿系統(tǒng)疾病診斷、療效觀察及預(yù)后、代謝系統(tǒng)疾病的診斷等方面被廣泛應(yīng)用。采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行尿液檢查，過程復(fù)雜且周期較長。雖然尿液分析儀可以快速準(zhǔn)確的測量尿液的各項(xiàng)指標(biāo)，但大多數(shù)尿液分析儀過于昂貴且檢測范圍有限，必須采用配套的試紙進(jìn)行檢測。而傳統(tǒng)的人眼對(duì)比識(shí)別的方法效率低，并且容易受到工作人員主觀因素的影響，為了解決這些問題，提出了一種基于云平臺(tái)的尿檢試紙圖像識(shí)別方法，在移動(dòng)設(shè)備上就可進(jìn)行尿常規(guī)檢測，幫助用戶在家進(jìn)行尿液自檢，采用了尿液干化學(xué)分析的方法，使用移動(dòng)設(shè)備攝像頭掃描試紙及比色卡即可得到半定量的測量結(jié)果，具有成本低廉，檢測快捷、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于提供一種基于云平臺(tái)的尿檢試紙生理指標(biāo)量化識(shí)別方法，成本低廉，簡單直觀，縮短了檢測時(shí)間，具有較高的準(zhǔn)確率。

本發(fā)明在于提供一種基于云平臺(tái)的尿檢試紙生理指標(biāo)量化識(shí)別方法，包括以下步驟：步驟1、獲取尿檢試紙圖像；步驟2、harris角點(diǎn)檢測標(biāo)定圖像；步驟3、將圖像空間從rgb轉(zhuǎn)到cielab，計(jì)算尿檢圖像與標(biāo)準(zhǔn)色卡的色差；步驟4、利用knn最近鄰算法將試紙顏色分類到比色卡對(duì)應(yīng)的類別，自動(dòng)解析指標(biāo)濃度。

所述的尿檢試紙含有二維碼部分、標(biāo)準(zhǔn)色卡部分、檢測試紙部分，其中，通過掃描二維碼可以打開該試紙的鏈接網(wǎng)址，查看使用說明、廠商、標(biāo)準(zhǔn)色譜、示例等，服務(wù)于拍照識(shí)別各指標(biāo)反應(yīng)后的顏色。

所述的尿檢試紙圖像識(shí)別方法可以識(shí)別不同廠家、不同型號(hào)、不同檢測項(xiàng)目的試紙塊顏色及其濃度。

附圖說明

圖1是該尿檢試紙的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是基于云平臺(tái)的尿檢試紙圖像識(shí)別方法的流程圖。

圖3是harris角點(diǎn)檢測的流程圖。

圖4是cielab空間色差計(jì)算流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所給出基于云平臺(tái)的尿檢試紙圖像識(shí)別方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為該尿檢試紙結(jié)構(gòu)示意圖，包括三部分：二維碼部分(1)、標(biāo)準(zhǔn)色卡部分(2)、檢測試紙部分(3)。通過掃描二維碼部分(1)可獲得試紙的型號(hào)、使用說明、廠商、標(biāo)準(zhǔn)色譜、示例等；標(biāo)準(zhǔn)色卡部分(2)用于檢測時(shí)判斷檢測試紙(2)與標(biāo)準(zhǔn)色卡的顏色相似度；檢測試紙部分用來與待檢尿液發(fā)生顏色反應(yīng)。

使用時(shí)先將尿液滴在試紙上，待反應(yīng)完全后，首先通過人眼對(duì)試紙顏色進(jìn)行測定，確定其在標(biāo)準(zhǔn)色卡中的參考值。

圖2為基于云平臺(tái)的尿檢試紙圖像識(shí)別方法的流程圖，包括以下步驟：步驟1、獲取尿檢試紙和標(biāo)準(zhǔn)色卡的圖像(4)；步驟2、harris角點(diǎn)檢測標(biāo)定圖像(5)；步驟3、將圖像空間從rgb轉(zhuǎn)到cielab(6)，計(jì)算尿檢圖像與標(biāo)準(zhǔn)色卡的色差(7)；步驟4、利用knn最近鄰算法將試紙顏色分類到比色卡對(duì)應(yīng)的類別(8)，自動(dòng)解析指標(biāo)濃度。

所述獲取尿檢試紙和標(biāo)準(zhǔn)色卡的圖像(4)是指采用移動(dòng)設(shè)備的攝像頭采集反應(yīng)后的試紙和標(biāo)準(zhǔn)色卡圖像，為避免環(huán)境光線干擾，攝像頭應(yīng)同時(shí)采集尿檢試紙及比色卡圖像，相機(jī)采集原始圖像后，先將原始圖像壓縮，同時(shí)新的像素是原來周圍均值的均值，起到均值濾波的效果。

圖3是harris角點(diǎn)檢測的流程圖，所述harris角點(diǎn)檢測標(biāo)定圖像(5)，用于消除拍攝過程中的抖動(dòng)對(duì)圖像采集結(jié)果的影響，harris角點(diǎn)檢測的基本數(shù)學(xué)公式為：，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟一：表示移動(dòng)窗口，根據(jù)其計(jì)算圖像x軸與y軸上的一階高斯偏導(dǎo)數(shù)ix及iy；

步驟二：根據(jù)第一步結(jié)果得到ix^2,iy^2與ix*iy值；

步驟三：高斯模糊第二步三個(gè)值得到sxx,syy,sxy；

步驟四：根據(jù)像素的harris矩陣，計(jì)算矩陣特征值；

其中harris矩陣為：

步驟五：計(jì)算出每個(gè)像素的r值；

其公式為：，，

步驟六：使用3*3或5*5的窗口，實(shí)現(xiàn)非最大值壓制；

步驟七：根據(jù)角點(diǎn)檢測結(jié)果，在提取到的角點(diǎn)中找到色塊矩陣匹配點(diǎn)，進(jìn)行自適應(yīng)采樣；

圖像標(biāo)定后需要將標(biāo)定后的圖像上傳到服務(wù)器，服務(wù)器段在接受到客戶端上傳的圖片數(shù)據(jù)后，根據(jù)圖像中的顏色矯正色卡色彩數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)色卡數(shù)據(jù)生成顏色矯正模型，對(duì)上傳的圖片進(jìn)行亮度調(diào)整和色彩矯正，進(jìn)行準(zhǔn)確的色彩還原。色彩矯正方面采用了iccs(theimagecolorcorrectionsystem)進(jìn)行色彩還原，即圖4描述的具體流程。

圖4是cielab空間色差計(jì)算流程圖，所述將圖像空間從rgb轉(zhuǎn)到cielab(6)，由于通過攝像頭采集的原始圖像數(shù)據(jù)是以rgb格式存儲(chǔ)的，而計(jì)算cielab空間色差需要將rgb顏色數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到cielab色彩空間，但rgb色彩空間無法直接轉(zhuǎn)換成cielab色彩空間，需要先轉(zhuǎn)換成ciexyz色彩空間再轉(zhuǎn)換成cielab色彩空間，即：rgb—xyz—lab，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟一：計(jì)算r,g,b像素通道具體值，并用gamma函數(shù)對(duì)顏色進(jìn)行非線性色調(diào)編輯提高圖像對(duì)比度；

r，g，b像素通道的取值范圍均為[0,255]，計(jì)算r，g，b像素值公式如下：

其中

步驟二：將rgb色彩空間轉(zhuǎn)換到色彩空間，色彩空間轉(zhuǎn)ciexyz色彩空間的公式如下：

其中m=[0.4124,0.3576,0.1805,0.2126,0.7152,0.0722,0.0193,0.1192,0.9505]

步驟三：將ciexyz色彩空間轉(zhuǎn)cielab色彩空間，其公式如下：

步驟四：采用歐幾里得空間距離來評(píng)價(jià)cielab空間色差顏色相似度，對(duì)應(yīng)所述計(jì)算尿檢圖像與標(biāo)準(zhǔn)色卡的色差(7)，其公式如下：

所述knn最近鄰算法將試紙顏色分類到比色卡對(duì)應(yīng)的類別(8)，在cielab色彩空間中將采樣的試紙顏色分類到比色卡樣本類別中，先選取cielab色彩空間中比色卡樣本顏色，并根據(jù)knn最近鄰算法將待測試紙樣本分類到選取的最鄰近顏色對(duì)應(yīng)的顏色類別中，從而完成試紙指標(biāo)數(shù)據(jù)解析。