[发明专利]一种尿检试纸反应色分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尿检试纸反应色分析方法。

背景技术

目前尿液生化分析在医学领域作为疾病诊断、疾病预防和健康状况普查方面的应用越来越广泛。尿液生化分析方法主要有液相色谱法、尿沉渣显微分析法以及干化学法。液相色谱法设备昂贵、操作与数据分析复杂，一般应用于尿液代谢组学分析；尿沉渣显微分析制样流程繁琐、效率低，主要对白细胞、红细胞及尿蛋白结晶等检测项进行专项分析；干化学法是使用吸附于试纸上的干化学试剂与尿液中常规检查项发生反应而发生颜色变化，并根据颜色变化程度来确定尿液中相应化学成分的浓度。干化学法尿液检测速度快、项目多、重复性好、准确性较高，适用于大批量尿标本筛检。

干化学法尿液分析技术是根据尿液和试纸反应后特定波长的反射率进行定量检测，需要光强与光波长恒定的单色光源，然而目前的干化学尿检仪的光源发光强度将随着使用时长而衰减，并且波长也将发生漂移，因此需要定期定标校准来减少误差，此外，尿检仪需要屏蔽环境光的干扰，并且体积大、户外使用不便。

随着智能手机的普及，本领域技术人员开始利用智能手机摄像头拍摄尿液试纸各检测项反应色图像，通过图像识别和颜色分析来确定反应色变化程度，进而得到尿液各检测项浓度。这种尿液检查方式具有方便、廉价、迅速的特点。但由于不同品牌的智能手机,或者同一品牌不同批次、不同型号的智能手机的传感器、镜头参数和图像处理算法有所不同,其颜色输出特性差异大，即拍摄取同一尿液试纸将得到颜色数据不同，目前多采用定标的方式来得到RGB空间向CIE色度系统的转换系数，但智能手机型号数量庞大，传感器、镜头参数和图像处理算法千差万别，导致定标工作非常繁杂，难以覆盖多数用户需求。

此外，用户在利用智能手机拍摄尿液试纸图像进行颜色分析时，即使定标后的智能手机，在不同光照环境中得到的颜色数据也存在大的差异，特别是日光和灯光背景下的试纸颜色有显著差异。拍摄图像的颜色差异将导致尿液颜色分析结果不稳定，影响检查结果的准确性与可靠性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低成本、高准确性、高可靠性的尿检试纸反应色分析方法，在利用摄像装置采集尿检试纸的图像并识别尿液反应色的同时考虑了采集图像时的光照环境和摄像装置光学参数对测量结果的影响，从而获得精确的测量结果。

本发明提供了一种尿检试纸反应色分析方法，包括如下步骤：利用摄像装置获取关于待检尿液试纸的图像；识别检测时的光照环境特征；获取用于检测的摄像装置的颜色特征；提取待检尿液试纸各检测项目区块反应色的颜色特征；根据所述光照环境特征和摄像装置的颜色特征在数据库中匹配已知光照环境特征和摄像装置的颜色特征，获取匹配的光照环境特征和摄像装置的颜色特征；根据匹配的光照环境特征和摄像装置的颜色特征在数据库中匹配与待检尿液试纸各检测项目区块反应色的颜色特征最接近的已知尿液试纸检测项目区块反应色的颜色特征，其中，所述数据库中包含不同已知光照环境特征和不同已知摄像头颜色特征下的尿液试纸已知的各检测项目区块反应色的颜色特征及其对应的检测项目浓度数据；将最接近的已知尿液试纸检测项目区块反应色的颜色特征对应的检测项浓度数据作为相应的检测项的检测结果。

进一步地，所述识别检测时的光照环境特征的步骤包括：提取所述图像中待检尿液试纸空白区域的颜色分量Xi、Yi、Zi；提取图像中不包含尿液试纸区域的背景区域的颜色分量Xj、Yj、Zj；光照环境特征标记为矢量Mi(Xi、Yi、Zi，Xj、Yj、Zj)。

进一步地，所述获取用于检测的摄像装置的颜色特征的步骤包括：提取图像中待检尿液试纸空白区域的颜色分量xi、yi、zi；提取图像背景中不含尿液试纸区域颜色分量xj、yj、zj；摄像装置颜色特征标记为矢量mi＝(xi、yi、zi，xj、yj、zj)。

进一步地，根据所述光照环境特征和摄像装置的颜色特征在数据库中匹配已知光照环境特征和摄像装置的颜色特征的步骤包括：计算所述光照环境特征与所述数据库中的各已知光照环境特征的第一夹角θ1；计算所述摄像装置颜色特征矢量与所述数据库中的各已知摄像装置颜色特征的第二夹角θ2；选取使第一夹角和第二夹角之积最小的已知光照环境特征和摄像装置颜色特征作为匹配的光照环境特征和摄像装置颜色特征。

进一步地，所述方法还包括采集数据库中的不同已知光照环境特征和不同已知摄像头颜色特征下的尿液试纸的各检测项目区块反应色的颜色特征及其对应的检测项浓度数据的步骤。