[发明专利]基于机器视觉的粪便形态识别方法

说明书

本发明涉及图像处理技术领域，公开了一种基于机器视觉的粪便形态识别方法。该方法先从粪便样本图像中提取出粪便区域图像，然后逐个像素的与粪便标准色卡进行颜色匹配，最后基于统计学得出粪便样本图像的颜色，由此可以对粪便颜色进行有效识别。同时还可以基于卷积神经网络模型对粪便形状进行有效识别。此外，该方法还具有识别精度高、处理速度快和用户体验好等优点，便于实际应用和推广。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体地，涉及一种基于机器视觉的粪便形态识别方法。

背景技术

颜色识别作为一种新兴的测控技术，虽然其起步时间比较晚，但基于颜色识别技术的实时检测系统和自动化设备却如雨后春笋般地涌现，并逐渐进入人们的日常生活中。例如在医学方面，根据牙齿的颜色判断其健康状况；根据血糖试纸颜色变化情况判断血液中葡萄糖的含量；根据尿液试纸条颜色变化情况分析尿液的成分；利用细胞的颜色对细胞进行分类及状况分析。例如又在农业方面，根据植物的颜色对农作物中的杂草、昆虫等进行识别；根据农作物叶子的颜色判断其成长情况及是否有虫害；根据果实的颜色判断农作物是否成熟等。目前，我国研发的颜色识别系统还处在起步阶段，在识别准确率、灵敏度和效率方面都不如国外的系统。颜色识别系统的使用非常广泛，如车身颜色识别系统、遥感图像颜色识别系统、工业产品及农作物颜色识别系统等已经为我们的生活做出了巨大的贡献。

对于医疗诊断中常接触到的粪便(俗称大便,人或动物的食物残渣排泄物。)检查，也主要是根据粪便形态(包括颜色和形状)来做出病情判断。

对于粪便颜色，根据粪便颜色的测定，初步诊断是否存在便血的可能，以便初步筛查出消化道出血病人——常需结合粪便潜血试验。粪便颜色因食物不同而不同，某些药物可改变颜色。一般正常情况是成人为黄褐色，婴儿为金黄色。异常结果：上消化道出血时粪便呈黑色有光泽即柏油样便，这是由于血液通过肠道时，血红蛋白被分解并形成黑色的硫化铁所致；服用活性碳、铋剂、铁剂、中草药等也有灰黑色便，但无光泽；粪便标本放置过久，表层亦可变为灰黑色，阻塞性黄疸病人粪便中缺乏胆色素，呈白陶土色便；消化道钡餐造影后，粪便为灰白色；乳儿消化不良时，由于肠蠕动过快，粪便中由于含有胆绿素而呈绿色稀便。需要检查人群：疑似上消化道出血病例需要确诊的患者，即有咯血，呕血症状者。

对于粪便形状：粪便形状检查，可帮助诊断各种肠道疾病。由于粪便的四分之三是水分，其余大多是蛋白质、无机物、脂肪、未消化的食物纤维、脱了水的消化液残余、以及从肠道脱落的细胞和死掉的细菌，还有维生素K、维生素B。正常情况为成形软便，异常结果：便秘者粪便呈球状硬块；粥状或水样稀便见于各种原因引起的腹泻；米汤样便见于霍乱及副霍乱患者；血色黑暗或呈柏油状为远血,多属食管、胃及十二指肠出血；大便下血,色鲜红为近血,为病在大肠或痔疮出血；大便溏泄,纳少腹胀者为脾阳虚。需要检查人群：大便异常，排便异常症状者。

到目前为止，对粪便的颜色和形状检测全都是靠肉眼观察，主要关注粪便的形状(硬便、软便、稀便、水样便、稀糊状或稀汁样便、溏便、米泔样便、冻状便、白陶土样便、细条状便)。在颜色识别与命名方面到是存在相关的研究，但是并未有对粪便颜色识别命名进行研究的，粪便形状的自动识别目前还未有自动识别相关研究的。每个人对颜色的感知不一样，因此人眼在对大便颜色命名上会出现比较大的差异。同时由于大便的特殊性，容易给人带来恶心感，因此对于大便颜色和形状的自动识别就显得非常必要了。

发明内容

针对前述现有技术的问题，本发明提供了一种基于机器视觉的粪便形态识别方法，其先从粪便样本图像中提取出粪便区域图像，然后逐个像素的与粪便标准色卡进行颜色匹配，最后基于统计学得出粪便样本图像的颜色，由此可以对粪便颜色进行有效识别。同时还可以基于神经网络模型对粪便形状进行有效识别。此外，该方法还具有识别精度高、处理速度快和用户体验好等优点，便于实际应用和推广。

本发明采用的技术方案,提供了一种基于机器视觉的粪便形态识别方法，针对粪便颜色识别，包括如下步骤：