一种基于图像处理的胶体金检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图像处理的胶体金检测方法及系统，其通过对胶体金检测卡的检测图像的待识别区域进行灰度处理和计算灰度积分曲线，查找所述灰度积分曲线的所有波谷点，并计算各个波谷点的半峰宽、峰中心点、有效积分面积；根据最大波谷点的半峰宽进行判断所述胶体金检测卡的有效性，并根据所述最大波谷点的峰中心点的位置进行判断和查找C线位置和T线位置，从而实现胶体金检测卡的定性分析，对获取的图像限定条件少，C线、T线的定位识别分析准确，兼容性好，适用范围广；还进一步计算所述T线位置与所述C线位置的灰度积分值的比值，并将该比值与标准比值进行比对，得到待测样品的浓度值，从而实现胶体金检测卡的定量分析，检测精度高。

Colloidal gold detection method and system based on image processing

The invention discloses a colloidal gold detection method and system based on image processing, based on the colloidal gold detection card to identify regional image gray processing and calculating the gray integral curve, all trough point searching the gray integral curve, and calculate the half peak width and peak valley point of each center point effective integral area; according to the half peak width trough points to determine the effectiveness of the colloidal gold detection card, and to judge and find C line and T line position according to the position of the center point of maximum peak trough point the position, so as to realize the colloidal gold detection card qualitative analysis, less restrictive conditions for the image analysis, recognition C line, T line accuracy, good compatibility, wide application range; the ratio of gray level integration is further calculated by the T line and the C line position and value. The ratio is compared with the standard ratio to obtain the concentration value of the sample to be tested so as to realize quantitative analysis of the colloidal gold detection card and have high detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的胶体金检测方法及系统
本专利技术涉及胶体金免疫层析
，特别是一种基于图像处理的胶体金检测方法及其应用该方法的系统。
技术介绍
在食品安全现场及流通的快速检测领域，胶体金免疫层析技术以其操作简单、判读方便的优点，已经广泛应用于组织、尿液、血液中的药物残留检测，例如：克伦特罗、莱克多巴胺、四环素等。其原理是将特异的抗体先固定于硝酸纤维素膜的某一区带，当该干燥的硝酸纤维素一端浸入样品后，样品将沿着该膜向前移动，当移动至固定有抗体的区域时，样品中相应的抗原即与该抗体发生特异性结合，采用免疫胶体金标记抗原抗体，使该区域显色一定的颜色，从而实现特异性的免疫诊断。检测结果是观察反应板的C线、T线的颜色深浅，T线/C线的颜色比值越小，则待测物质浓度越高，目前，大多数仅靠肉眼目测进行判读，主观性较大，致使其适用范围受到较大限制。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于图像处理的胶体金检测方法及系统，兼容性好、适用范围广、检测精度高。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于图像处理的胶体金检测方法，其包括以下步骤：(10)获取胶体金检测卡的检测图像，并对该检测图像的待识别区域进行灰度处理，得到灰度图像；(20)计算所述灰度图像的灰度积分曲线；(30)查找所述灰度积分曲线的所有波谷点，并计算各个波谷点的半峰宽、峰中心点、有效积分面积；(40)查找有效积分面积最大的波谷点，得到最大波谷点；(50)若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之外，则判断该最大波谷点为无效点，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡；若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之内，则判断该最大波谷点为有效点，并认定为所述胶体金检测卡为有效卡，然后执行步骤(60)；(60)根据所述最大波谷点的峰中心点的位置进行判断该最大波谷点为C线位置或者T线位置；若判断为C线位置，则向T线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为T线位置，若找不到其他有效波谷点则认定为无T线；若判断为T线位置，则向C线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为C线位置；若找不到其他有效波谷点则认定为无C线，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡。优选的，所述的步骤(10)中，还进一步将所述检测图像拉伸或压缩至反应板的长度，并根据所述反应板的检测区域对所述检测图像进行裁剪得到所述检测图像的待识别区域。优选的，对所述检测图像进行裁剪得到所述检测图像的待识别区域，是指以所述反应板为中心，保留横向M*L、纵向M*L*0.3的像素区域作为所述待识别区域；其中，M为校准系数，L为所述反应板的长度；所述M的值的范围为：0.75～0.95。优选的，所述的步骤(20)中计算所述灰度图像的灰度积分曲线，进一步包括：(21)获取所述灰度图像的灰度值[X，Y，Z]，其中，X为所述反应板的长边的像素坐标，Y为所述反应板的短边的像素坐标，Z为坐标位置(X,Y)处的灰度值；(22)以X坐标作为横坐标，以Y坐标为纵坐标，对Y坐标进行灰度积分求和，得到灰度积分曲线[X，Zsum]；(23)对所述灰度积分曲线进行滤波处理。优选的，所述的步骤(30)中，所述半峰宽、峰中心点、有效积分面积的计算方法如下：(31)计算峰中心点：以波谷点为中心，分别向两侧寻找拐点，计算拐点与波谷点纵坐标差值Z1、Z2，并根据该纵坐标差值寻找横坐标差值X1、X2，取X1、X2的中心点即为峰中心点；(32)计算半峰宽：以X1、X2做直线，波谷点到直线的距离即为峰高，并根据峰高计算半峰宽；(33)计算有效积分面积：计算X1、X2之间所有点的峰高的总和，即为波谷点的有效积分面积。优选的，所述的步骤(31)中进行计算峰中心点，还进一步对所述纵坐标差值Z1、Z2进行校准，即，校准后的纵坐标差值为N*Z1、N*Z2，并根据校准后的纵坐标差值N*Z1、N*Z2进行寻找横坐标差值X1、X2；其中，N为校准系数，且N的值的范围为：0.75～0.95。优选的，还进一步对所述半峰宽进行校准，即，校准后的半峰宽的预设范围为P/V和P*V之间，所述半峰宽在P/V和P*V范围之内则判定所述最大波谷点为有效点，所述半峰宽在P/V和P*V范围之外则判定所述最大波谷点为无效点；其中，P为半峰宽预设值，V为半峰宽变动系数；所述V的值的范围为：1.1～1.8。优选的，还进一步包括步骤(70)，根据所述T线位置和所述C线位置进行计算所述胶体金检测卡中的检测样品的浓度值；具体包括以下步骤：(71)根据所述灰度积分曲线中的所述T线位置计算该T线位置的灰度积分值，其中，认定为无T线时，则T线的灰度积分值以零计；(72)根据所述灰度积分曲线中的所述C线位置计算该C线位置的灰度积分值；(73)计算所述T线位置与所述C线位置的灰度积分值的比值R；(74)将所述比值R与标准比值Rs进行比对，得到待测样品浓度值。优选的，所述的步骤(74)，是通过测定一定范围内的系列浓度的标准样品的标准比值Rs，每一个标准比值Rs对应一个唯一的标准样品浓度值，从而得到标准曲线或者标准比对表；然后根据所述比值R进行查找对应的标准比值Rs,并将该标准比值Rs对应的标准样品浓度值作为所述待测样品浓度值。相应的，本专利技术还提供一种基于图像处理的胶体金检测系统，其包括：图像预处理模块，其获取胶体金检测卡的检测图像，并对该检测图像的待识别区域进行灰度处理，得到灰度图像；曲线处理模块，用于计算所述灰度图像的灰度积分曲线；并查找所述灰度积分曲线的所有波谷点，并计算各个波谷点的半峰宽、峰中心点、有效积分面积；以及查找有效积分面积最大的波谷点，得到最大波谷点；有效性判断模块，若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之外，则判断该最大波谷点为无效点，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡；若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之内，则判断该最大波谷点为有效点，并认定为所述胶体金检测卡为有效卡；CT线定位模块，其根据所述最大波谷点的峰中心点的位置进行判断该最大波谷点为C线位置或者T线位置；若判断为C线位置，则向T线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为T线位置，若找不到其他有效波谷点则认定为无T线；若判断为T线位置，则向C线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为C线位置；若找不到其他有效波谷点则认定为无C线，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡。优选的，所述曲线处理模块进一步包括曲线生成单元和曲线计算单元，其中：所述曲线生成单元通过获取所述灰度图像的灰度值[X，Y，Z]，X为反应板的长边的像素坐标，Y为反应板的短边的像素坐标，Z为坐标位置(X,Y)处的灰度值；以X坐标作为横坐标，以Y坐标为纵坐标，对Y坐标进行灰度积分求和，得到灰度积分曲线[X，Zsum]；并进一步对所述灰度积分曲线进行滤波处理；所述曲线计算单元进行计算所述波谷点的半峰宽、峰中心点、有效积分面积，具体的：计算峰中心点：是通过以波谷点为中心，分别向两侧寻找拐点，计算拐点与波谷点纵坐标差值Z1、Z2，并根据该纵坐标差值寻找横坐标差值X1、X2，取X1、X2的中心点即为峰中心点；计算半峰宽：是通过以X1、X2做直线，波谷点到直线的距离即为峰高，并根据峰高计算半峰宽；计算有效积分面积：是通过计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(10)获取胶体金检测卡的检测图像，并对该检测图像的待识别区域进行灰度处理，得到灰度图像；(20)计算所述灰度图像的灰度积分曲线；(30)查找所述灰度积分曲线的所有波谷点，并计算各个波谷点的半峰宽、峰中心点、有效积分面积；(40)查找有效积分面积最大的波谷点，得到最大波谷点；(50)若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之外，则判断该最大波谷点为无效点，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡；若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之内，则判断该最大波谷点为有效点，并认定为所述胶体金检测卡为有效卡，然后执行步骤(60)；(60)根据所述最大波谷点的峰中心点的位置进行判断该最大波谷点为C线位置或者T线位置；若判断为C线位置，则向T线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为T线位置，若找不到其他有效波谷点则认定为无T线；若判断为T线位置，则向C线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为C线位置；若找不到其他有效波谷点则认定为无C线，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(10)获取胶体金检测卡的检测图像，并对该检测图像的待识别区域进行灰度处理，得到灰度图像；(20)计算所述灰度图像的灰度积分曲线；(30)查找所述灰度积分曲线的所有波谷点，并计算各个波谷点的半峰宽、峰中心点、有效积分面积；(40)查找有效积分面积最大的波谷点，得到最大波谷点；(50)若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之外，则判断该最大波谷点为无效点，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡；若所述最大波谷点的半峰宽在预设范围之内，则判断该最大波谷点为有效点，并认定为所述胶体金检测卡为有效卡，然后执行步骤(60)；(60)根据所述最大波谷点的峰中心点的位置进行判断该最大波谷点为C线位置或者T线位置；若判断为C线位置，则向T线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为T线位置，若找不到其他有效波谷点则认定为无T线；若判断为T线位置，则向C线方向寻找其他有效波谷点，若找到其他有效波谷点则将该波谷点认定为C线位置；若找不到其他有效波谷点则认定为无C线，并认定为所述胶体金检测卡为无效卡。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于：所述的步骤(10)中，还进一步将所述检测图像拉伸或压缩至反应板的长度，并根据所述反应板的检测区域对所述检测图像进行裁剪得到所述检测图像的待识别区域。3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于：对所述检测图像进行裁剪得到所述检测图像的待识别区域，是指以所述反应板为中心，保留横向M*L、纵向M*L*0.3的像素区域作为所述待识别区域；其中，M为校准系数，L为所述反应板的长度；所述M的值的范围为：0.75～0.95。4.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于：所述的步骤(20)中计算所述灰度图像的灰度积分曲线，进一步包括：(21)获取所述灰度图像的灰度值[X，Y，Z]，其中，X为所述反应板的长边的像素坐标，Y为所述反应板的短边的像素坐标，Z为坐标位置(X,Y)处的灰度值；(22)以X坐标作为横坐标，以Y坐标为纵坐标，对Y坐标进行灰度积分求和，得到灰度积分曲线[X，Zsum]；(23)对所述灰度积分曲线进行滤波处理。5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于：所述的步骤(30)中，所述半峰宽、峰中心点、有效积分面积的计算方法如下：(31)计算峰中心点：以波谷点为中心，分别向两侧寻找拐点，计算拐点与波谷点纵坐标差值Z1、Z2，并根据该纵坐标差值寻找横坐标差值X1、X2，取X1、X2的中心点即为峰中心点；(32)计算半峰宽：以X1、X2做直线，波谷点到直线的距离即为峰高，并根据峰高计算半峰宽；(33)计算有效积分面积：计算X1、X2之间所有点的峰高的总和，即为波谷点的有效积分面积。6.根据权利要求5所述的一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于：所述的步骤(31)中进行计算峰中心点，还进一步对所述纵坐标差值Z1、Z2进行校准，即，校准后的纵坐标差值为N*Z1、N*Z2，并根据校准后的纵坐标差值N*Z1、N*Z2进行寻找横坐标差值X1、X2；其中，N为校准系数，且N的值的范围为：0.75～0.95。7.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于：还进一步对所述半峰宽进行校准，即，校准后的半峰宽的预设范围为P/V和P*V之间，所述半峰宽在P/V和P*V范围之内则判定所述最大波谷点为有效点，所述半峰宽在P/V和P*V范围之外则判定所述最大波谷点为无效点；其中，P为半峰宽预设值，V为半峰宽变动系数；所述V的值的范围为：1.1～1.8。8.根据权利要求1至7任一项所述的一种基于图像处理的胶体金检测方法，其特征在于：还进一步包括步骤(70)，根据所述T线位置和所述C线位置进行计算所述胶体金检测卡中的检测样品的浓度值；具体包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡庆国，黄赋山，郑朝雄，孙红旗，江秋菊，樊晓星，杨彬，杨德辉，
申请(专利权)人：厦门海荭兴仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35