一种用于尿液检测仪的异常情形预警方法技术

本发明专利技术公开了一种用于尿液检测仪的异常情形预警方法，它包含如下步骤：一、将浸泡尿液后的试纸条插入尿液检测仪，拍摄图像；二、彩色图像灰度处理：三、设定试纸条检测二值化经验阈值；四、对灰度图像进行二值化，得到前景图像；五、设定面积最低阈值；六、纸条外框定位，得到试纸条感兴趣区域图；七、试纸条定位与插入方向是否偏斜判断；本发明专利技术通过对摄像头拍摄的试纸图像进行分析，可以帮助尿液检测仪自动检测出多种异常情况，然后提醒用户改进或者重新检测，可以防止出现错误的检测结果，以免影响后期分析。

An Early Warning Method for Abnormal Situation of Urine Detector

【技术实现步骤摘要】
一种用于尿液检测仪的异常情形预警方法
本专利技术涉及医疗
，具体涉及一种用于尿液检测仪的异常情形预警方法。
技术介绍
随着经济社会的发展和健康意识的提高，人们对于健康和疾病预防的需求日益增长；而随着饮食结构的变化和生活方式的改变，各类慢性非传染性疾病也呈现出快速增长的态势，这使得人们对于健康预防的需求不断加大；疾病预防是健康管理的重要内容，而定期对身体各项指标进行检查可以及时掌握身体健康状况，对疾病进行及时的预防和管理。目前，健康检测的技术和手段丰富多样，包括血检、心电、超声、放射、尿检等，其中尿液检查由于具有无创、方便、快捷、简单、高效、低成本等优点，越来越成为人们日常健康检测的趋势性选择；一般情况下，尿液检测主要还是到医院进行尿常规检测，由于这一选择耗费时间长、检测成本高、检测环节多、结果获取慢、效率较低，所以越来越多的人选择利用便携式尿液检测仪在家进行尿液检测；用户在使用尿液检测仪的过程中，可能出现的异常情况包括：1、试纸条未插入的情形：用户忘记将试纸条放入插槽之中，就触发了软件的检测过程；2、试纸条插入不充分：试纸条没有触及到插槽底部，或者是插槽也没有触及到检测仪底部，导致摄像头只能拍摄到试纸条的一部分，引起部分检测项的检测结果出错；3、试纸条偏斜，或者是超出插槽：用户在使用尿检仪时，在插入试纸条的过程中操作不当，导致试纸条超出插槽的正确位置，出现试纸条偏斜，或者是试纸条超出插槽范围的现象；4、试纸条型号不对：每一个检测仪，每一个检测任务，都有对应的试纸条；一旦型号弄错了，将无法得到正确的结果。5、试纸条插入方向弄反：由于用户的粗心，或者是不知道正确的使用方式，在插入试纸条时，错误的将手柄一端朝向内侧插入检测仪。当前已有的尿液检测仪主要分为两类：基于摄像头的尿液检测仪和基于颜色传感器的尿液检测仪。这些尿检仪都无法进行异常检测。上述异常情况，都是很有可能发生的。如果尿液检测仪不能对这些异常情形进行自动预警、提醒用户加以改进，而是寄希望于用户能够自己保证使用的完全正确性，则势必增加学习成本，降低用户体验度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于尿液检测仪的异常情形预警方法，通过对摄像头拍摄的试纸图像进行分析，可以帮助尿液检测仪自动检测出多种异常情况，然后提醒用户改进或者重新检测，可以防止出现错误的检测结果，以免影响后期分析。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：它包含如下步骤：一、将试纸条浸泡尿液中1-3秒，然后将试纸条插入尿液检测仪；尿液检测仪顶部的摄像头拍摄图像；二、将彩色图像img_color转化为灰度图像img_gray；三、设定试纸条检测二值化经验阈值Th_strip；四、对灰度图像img_gray进行二值化，得到前景图像img_fore；五、设定面积最低阈值Th_area_bound：正确插入试纸条，拍摄图像；测量视野中试纸条的高度和宽度；面积最低阈值Th_area_bound为试纸条面积的0.7倍；六、试纸条外框定位，得到试纸条感兴趣区域图img_ROI；七、试纸条定位与插入方向是否偏斜判断，具体步骤如下：(1)将步骤六中得到的试纸条外框的轮廓点序列改为稠密轮廓点；(2)设置轮廓点序列的顺序，保证其是按照试纸条外框的逆时针方向进行设置；(3)由于试纸条是从外部插入的，因此在插入口一侧，轮廓序列与图像边界一定存在重叠；去掉轮廓序列中该部分重叠轮廓点；具体方法如下：a、沿着图像边界从左往右扫描，找到第一个到图像边界的距离小于5个像素的轮廓点，记为Pt1；b、同样沿着图像边界从右往左扫描，得到第一个到图像边界的距离小于5个像素的轮廓点，记为Pt2；c、将试纸条外框轮廓序列中位于点Pt1与点Pt2之间的与图像边界重叠部分的轮廓点都去掉；d、重新整理试纸轮廓序列，使其顺序为逆时针方向，并且保证起点为Pt2，重点为Pt1；(4)从点Pt2开始，按照逆时针顺序遍历每一个轮廓点Pti，计算轮廓点的角度ci，具体方法如下：a、设定间距N；b、按照逆时针方向，找到顺序在轮廓点Pti之后第N个像素，记为Pt_next；c、找到顺序在轮廓点Pti之前的第N个像素，记为Pt_pre；d、将Pti与Pt_next连接起来，得到直线L1；e、将Pti与Pt_pre连接起来，得到直线L2；f、计算L1与L2之间的夹角，得到夹角ci；g、轮廓点序列长度为Len；如果轮廓点Pti的序号小于N，或者大于Len_N，则直接将轮廓点Pti的角度值记录为180°；(5)找到所有轮廓点中，角度值最小的两个轮廓点，分别记为轮廓点Corner1、轮廓点Corner2.将这两个轮廓点作为试纸条的左上角和右上角；(6)利用轮廓点Corner1、轮廓点Corner2、点Pt1、点Pt2，将试纸条轮廓分成三段；它们分别是左边界Line_left、上边界Line_top、右边界Line_right；(7)针对三条边界，分析其直线度：三条边界，只要其中有一条的直线度V_line小于阈值，则说明试纸条有问题，预警；直线度的计算方法为：a、连接边界的首尾两点，构成直线L0；b、统计边界轮廓点中，到直线的距离小于阈值的点的数目，记为N_near_line；c、边界的轮廓数目为N_contour；d、直线度(8)如果左边界、右边界分别与垂直方向的夹角大于5°，则说明试纸条插入方向倾斜，需要预警；(9)如果上边界与水平线的夹角大于5°，则说明试纸条插入方向倾斜，需要预警；(10)如果左边界与右边界构成的夹角，小于阈值Th_Angle，说明左右边界平行；否则，认为不平行，说明试纸条异常，需要预警；(11)计算左上角的角度值，以及右上角的角度值；如果它们之中有任何一个小于85°，或者大于95°，则说明该角不是直角，试纸条异常，需要预警。进一步地，步骤一中尿液检测仪顶部的摄像头安装在试纸条正中心上方，即位于图像正中心；试纸条左右边界处于图像的垂直方向；摄像头图像的分辨率为30-1000万像素；进一步地，步骤二将彩色图像img_color转化为灰度图像img_gray的方法为：对RGB三个通道计算平均值得到灰度值；或利用加权公式：Gray＝R*0.299+G*0.587+B*0.114计算得灰度值；或将RGB三个值中的最大值作为灰度值；进一步地，步骤三试纸条检测二值化经验阈值Th_strip为50-100；进一步地，步骤四对灰度图像img_gray进行二值化，得到前景图像img_fore的具体步骤如下：(1)前景图像img_fore与灰度图像img_gray同尺寸；(2)前景图像img_fore中的每一个像素的亮度值，设置为0；(3)遍历灰度图像img_gray中的每一个像素点，如果该像素点的亮度值大于阈值Th_strip，则设置前景图像img_fore对应位置的像素的亮度值为255，否则，设置为0；进一步地，步骤六试纸条外框定位，得到试纸条感兴趣区域图img_ROI，具体步骤如下：(1)对前景图像img_fore进行连通域分析；经过连通域检测之后，可以得到每一个连通域的外部轮廓、连通域内部像素标号；(2)如果不存在连通域，说明图像视野内根本就没有试纸条，尿液检测仪算法停止，然后提醒用户进行检查，或重新进行检测；(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于尿液检测仪的异常情形预警方法，其特征在于它包含如下步骤：一、将试纸条浸泡尿液中1‑3秒，然后将试纸条插入尿液检测仪；尿液检测仪顶部的摄像头拍摄图像；二、将彩色图像img_color转化为灰度图像img_gray；三、设定试纸条检测二值化经验阈值Th_strip；四、对灰度图像img_gray进行二值化，得到前景图像img_fore；五、设定面积最低阈值Th_area_bound：正确插入试纸条，拍摄图像；测量视野中试纸条的高度和宽度；面积最低阈值Th_area_bound为试纸条面积的0.7倍；六、试纸条外框定位，得到试纸条感兴趣区域图img_ROI；七、试纸条定位与插入方向是否偏斜判断，具体步骤如下：(1)将步骤六中得到的试纸条外框的轮廓点序列改为稠密轮廓点；(2)设置轮廓点序列的顺序，保证其是按照试纸条外框的逆时针方向进行设置；(3)由于试纸条是从外部插入的，因此在插入口一侧，轮廓序列与图像边界一定存在重叠；去掉轮廓序列中该部分重叠轮廓点；具体方法如下：a、沿着图像边界从左往右扫描，找到第一个到图像边界的距离小于5个像素的轮廓点，记为Pt1；b、同样沿着图像边界从右往左扫描，得到第一个到图像边界的距离小于5个像素的轮廓点，记为Pt2；c、将试纸条外框轮廓序列中位于点Pt1与点Pt2之间的与图像边界重叠部分的轮廓点都去掉；d、重新整理试纸轮廓序列，使其顺序为逆时针方向，并且保证起点为Pt2，重点为Pt1；(4)从点Pt2开始，按照逆时针顺序遍历每一个轮廓点Pti，计算轮廓点的角度ci，具体方法如下：a、设定间距N；b、按照逆时针方向，找到顺序在轮廓点Pti之后第N个像素，记为Pt_next；c、找到顺序在轮廓点Pti之前的第N个像素，记为Pt_pre；d、将Pti与Pt_next连接起来，得到直线L1；e、将Pti与Pt_pre连接起来，得到直线L2；f、计算L1与L2之间的夹角，得到夹角ci；g、轮廓点序列长度为Len；如果轮廓点Pti的序号小于N，或者大于Len_N，则直接将轮廓点Pti的角度值记录为180°；(5)找到所有轮廓点中，角度值最小的两个轮廓点，分别记为轮廓点Corner1、轮廓点Corner2.将这两个轮廓点作为试纸条的左上角和右上角；(6)利用轮廓点Corner1、轮廓点Corner2、点Pt1、点Pt2，将试纸条轮廓分成三段；它们分别是左边界Line_left、上边界Line_top、右边界Line_right；(7)针对三条边界，分析其直线度：三条边界，只要其中有一条的直线度V_line小于阈值，则说明试纸条有问题，预警；直线度的计算方法为：a、连接边界的首尾两点，构成直线L0；b、统计边界轮廓点中，到直线的距离小于阈值的点的数目，记为N_near_line；c、边界的轮廓数目为N_contour；d、直线度...

【技术特征摘要】
1.一种用于尿液检测仪的异常情形预警方法，其特征在于它包含如下步骤：一、将试纸条浸泡尿液中1-3秒，然后将试纸条插入尿液检测仪；尿液检测仪顶部的摄像头拍摄图像；二、将彩色图像img_color转化为灰度图像img_gray；三、设定试纸条检测二值化经验阈值Th_strip；四、对灰度图像img_gray进行二值化，得到前景图像img_fore；五、设定面积最低阈值Th_area_bound：正确插入试纸条，拍摄图像；测量视野中试纸条的高度和宽度；面积最低阈值Th_area_bound为试纸条面积的0.7倍；六、试纸条外框定位，得到试纸条感兴趣区域图img_ROI；七、试纸条定位与插入方向是否偏斜判断，具体步骤如下：(1)将步骤六中得到的试纸条外框的轮廓点序列改为稠密轮廓点；(2)设置轮廓点序列的顺序，保证其是按照试纸条外框的逆时针方向进行设置；(3)由于试纸条是从外部插入的，因此在插入口一侧，轮廓序列与图像边界一定存在重叠；去掉轮廓序列中该部分重叠轮廓点；具体方法如下：a、沿着图像边界从左往右扫描，找到第一个到图像边界的距离小于5个像素的轮廓点，记为Pt1；b、同样沿着图像边界从右往左扫描，得到第一个到图像边界的距离小于5个像素的轮廓点，记为Pt2；c、将试纸条外框轮廓序列中位于点Pt1与点Pt2之间的与图像边界重叠部分的轮廓点都去掉；d、重新整理试纸轮廓序列，使其顺序为逆时针方向，并且保证起点为Pt2，重点为Pt1；(4)从点Pt2开始，按照逆时针顺序遍历每一个轮廓点Pti，计算轮廓点的角度ci，具体方法如下：a、设定间距N；b、按照逆时针方向，找到顺序在轮廓点Pti之后第N个像素，记为Pt_next；c、找到顺序在轮廓点Pti之前的第N个像素，记为Pt_pre；d、将Pti与Pt_next连接起来，得到直线L1；e、将Pti与Pt_pre连接起来，得到直线L2；f、计算L1与L2之间的夹角，得到夹角ci；g、轮廓点序列长度为Len；如果轮廓点Pti的序号小于N，或者大于Len_N，则直接将轮廓点Pti的角度值记录为180°；(5)找到所有轮廓点中，角度值最小的两个轮廓点，分别记为轮廓点Corner1、轮廓点Corner2.将这两个轮廓点作为试纸条的左上角和右上角；(6)利用轮廓点Corner1、轮廓点Corner2、点Pt1、点Pt2，将试纸条轮廓分成三段；它们分别是左边界Line_left、上边界Line_top、右边界Line_right；(7)针对三条边界，分析其直线度：三条边界，只要其中有一条的直线度V_line小于阈值，则说明试纸条有问题，预警；直线度的计算方法为：a、连接边界的首尾两点，构成直线L0；b、统计边界轮廓点中，到直线的距离小于阈值的点的数目，记为N_near_line；c、边界的轮廓数目为N_contour；d、直线度(8)如果左边界、右边界分别与垂直方向的夹角大于5°，则说明试纸条插入方向倾斜，需要预警；(9)如果上边界与水平线的夹角大于5°，则说明试纸条插入方向倾斜，需要预警...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓宏平，陈波，杜伟杰，刘婷，方占，
申请(专利权)人：深圳市象形字科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44