本文公开了用于基于从容器的数字图像提取的数据来确定容器中液位的系统和方法。图像捕获装置捕获用于存储液体试剂的容器的图像，该试剂由分析仪器使用以测试患者样本。控制器接收所捕获的图像，并基于容器类型提取分析区域，并对该分析区域应用梯度过滤器。基于所提取的分析区域中的液体的空气‑液体边界，最小梯度值的定位(即行索引)可以被确定。体积模块通过将行索引除以梯度列向量的长度来计算分析区域的液位，并且比较所确定的液位与针对容器类型的阈值区域分数以确定是否输出警报。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液位确定相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月3日提交的申请号为62/774,529的美国临时申请的权益，该申请通过引用并入本文。
技术介绍
自动分析仪器或分析仪被用于测试患者样品(如血液或液体)以确定患者是否患有疾病。分析仪在容器中存储试剂(如缓冲液)。容器中的液位被确定以确保用于完成测试的足够量的试剂供应。在一些情况下，容器中不足的液体会损坏分析仪部件。一种评估容器中的液体的体积的方法是通过人工操作者的人工视觉检查，这种方法可能不准且耗时。电容和压力法使用与容器内的液体接触的探针以确定液位。然而这种方法可能导致对容器中的液体的污染。
技术实现思路
本文所述的系统和方法用于确定容器中的液位。本公开内容提供了在不接触和污染液体的情况下确定容器中的液位的系统和方法。该系统和方法可被用于自动分析仪器(如自动血液分析仪)。附图说明图1是图示了根据实施例的用于确定一个或多个容器中的液位的系统的框图。图2是图示了根据实施例的由图像捕获装置的图像传感器所看到的图1中所示的容器的示意性侧视图。图3是图示了根据实施例的适合于在图1的系统中使用的控制器的框图。图4是图示了根据实施例的确定容器中的液位的方法的流程图。图5是图示了根据实施例的确定容器中的液位的方法的序列图。图6A-6E示出了根据实施例的计算分析区域的梯度的步骤。为了清楚起见，在图6B-6E中没有示出所有的行和列像素。图7示出了根据实施例的被绘制为行索引的函数的示例平均强度和梯度向量，其中数字图像的初始分析区域低于x轴。曲线图示出了阐明空气-液体边界或弯液面的定位的最小梯度点。图8示出了根据实施例的具有分析区域的原始数字图像以及被覆盖在数字图像上的液位测量的结果。图9示出了根据实施例的针对缺失容器的分析区域的示例梯度向量曲线图。由于来自图10中所示的容器支架的边缘，该梯度具有强正峰。图10示出了根据实施例的一组容器的原始数字图像，在图像中缺少一个容器。分析区域和液位测量的结果被覆盖在该数字图像上。图11示出了缺少容器时白色条块被放置在分析区域的背景中的数字图像。图12示出了示例梯度向量曲线图，其中梯度具有与白色条块在分析区域内的定位对应的强峰。图13是图示了根据实施例的用作系统的部分或全部的计算机的示例部件的框图。具体实施方式现在将参考若干实施例，其示例在附图中示出。应注意到，在任何可行的地方，类似或相似的附图标记被用来在图中指示类似或相似的功能性。本领域的技术人员从以下描述中将容易地认识到，在不脱离所述的原理的情况下，可采用结构和方法的备选实施例。作为示例，公开了用于使用图像捕获装置和控制器来确定容器中液位的系统和方法。转向图1，其图示了系统100的实施例，系统100用于确定装有未知量的液体的一个或多个容器102中的液位。在图1所示的实施例中，系统100包括图像捕获装置104、控制器106和显示器107。在其他实施例中，系统100包含不同的和/或附加的元件。此外，功能可以按照与所描述的方式不同的方式而分布在元件之间。容器102用于存储液体试剂，这些液体试剂可以被分析仪器或分析仪用来测试患者样本，例如血液或其他液体。在一个实施例中，容器102由如聚丙烯、高密度聚乙烯或聚氯乙烯的半透明塑料材料形成。图像捕获装置104被配置为捕获一个或多个容器102的数字图像并传输被捕获的图像到控制器106以供分析。在一个实施例中，图像捕获装置104包括图像传感器，该图像传感器包括固态电子设备，该固态电子设备捕获穿过镜头而传输的光以形成图像。示例传感器类型包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)。图像捕获装置104不需要是复杂的或昂贵的。可以使用早期智能手机中所使用的更简单的数码相机。用于图像捕获装置104的照明取决于图像传感器，但通常可类似于实验室或办公室工作空间的环境日间照明(如可见光)。如下文参考图5所详述的，控制器106从图像捕获装置104接收一个或多个容器102的数字图像、从该图像提取分析区域、对该分析区域应用梯度过滤器、确定分析区域中的最小梯度值的定位、以及基于所确定的最小梯度值来确定容器中的液位。显示器107接收关于系统100和一个或多个容器102中所确定的液位的信息，并且输出所接收的信息以向用户显示。在一个实施例中，显示器107是用于测试如血液或其他液体的患者样本的分析仪(未示出)的(与图像捕获装置104和控制器106一起的)部件。在一些实施例中，显示器107远离系统100，并且经由网络117与控制器106通信。远离系统100的示例显示器107包括智能手机、平板电脑、膝上型计算机或台式计算机。系统100通过有线或无线连接与网络117连接。网络117通常是因特网，但可为任何网络，包括但不限于LAN、MAN、WAN、移动网络、有线或无线网络、电信网络、专用网、或虚拟专用网及其任何组合。如果在房间或建筑物内使用无线通信，则网络117可以使用蓝牙、近场通信、wifi技术或类似的通信方法。图2是根据实施例的由图像捕获装置104的图像传感器捕获的图1中所示的容器102的示意侧视图。图2还示出了视场118，其是由图像捕获装置104可检测的区域。在视场118内的是一个或多个分析区域110，其由控制器106使用以确定容器102中的液位。在一个实施例中，如图2所示，数字图像的视场118延伸超过容器102的顶部和底部。图3是控制器106的实施例的高级框图。在各种实施例中，控制器106被实施为嵌入式终端用户应用的部分，或被实施为在计算机(如服务器类计算机)上执行的程序，该计算机包括CPU、存储器、网络接口和外围接口(如显示器、键盘)，该计算机诸如图13所示的计算机。该计算机可以运行在具有高性能CPU、4GB或以上的存储器、以及32GB或以上的磁盘存储的开源操作系统(如Linux)上。其它类型的计算机可以被使用，并且可以预期随着更强大的计算机在未来被开发，它们可以根据本文的教导而被配置。由元件中的任何元件实施的功能可以从计算机程序产品提供或在硬件和/或固件中被等同实现，这些计算机程序产品被存储在非暂态有形计算机可访问存储介质(如闪存、RAM、硬盘或光/磁介质)中。通过基于在容器的数字图像中被捕获的分析区域中的最小梯度值来确定容器中的液位，处理器106处理来自图像捕获装置104的数字图像。在图3所示的实施例中，控制器106包括提取模块108、图像处理器112、体积模块114和数据存储装置116。提取模块108被配置为从容器102的数字图像提取分析区域110。图像处理器112被配置为从数字图像处理分析区域110。体积模块114被配置为计算容器102中的液体的体积分数和/或体积。这些模块的功能将参考图5在下文详述。数据存储装置116包括一个或多个非暂态计算机可读介质，其被配置为用于存储容器102的数字图像以及关于容器102的信息，如容器102的类型、针对容器102的分析区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定容器中的液位的系统，所述系统包括：/n图像捕获装置；以及/n控制器，被配置为：/n从所述图像捕获装置接收容器的数字图像，所述容器包含未知量的液体；/n从所述数字图像提取分析区域；/n计算针对所述分析区域中的不同位置的梯度值；/n标识所述梯度值中的最小梯度值；以及/n基于所述最小梯度值在所述分析区域中的位置，确定所述容器中的液位。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181203 US 62/774,5291.一种用于确定容器中的液位的系统，所述系统包括：
图像捕获装置；以及
控制器，被配置为：
从所述图像捕获装置接收容器的数字图像，所述容器包含未知量的液体；
从所述数字图像提取分析区域；
计算针对所述分析区域中的不同位置的梯度值；
标识所述梯度值中的最小梯度值；以及
基于所述最小梯度值在所述分析区域中的位置，确定所述容器中的液位。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述数字图像是彩色图像，并且其中所述控制器还被配置为将所述彩色图像转换为灰度图。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为从所述数字图像提取分析区域包括：所述控制器被配置为：
在所述数字图像中标识一个或多个可见标记；
针对与所标识的所述可见标记相关联的容器类型，查询数据存储；以及
基于所述容器类型，在所述数字图像中标识所述分析区域的定位。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为计算针对所述分析区域中的不同位置的梯度值包括：所述控制器被配置为：
对所述分析区域中的多个行式像素强度求和；以及
计算所述分析区域中的像素强度的列式平均值。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为计算针对所述分析区域中的不同位置的梯度值包括：所述控制器被配置为：
沿所述分析区域的y轴对像素应用索贝尔过滤器，以提取索贝尔梯度；以及
沿所述分析区域的x轴，对所提取的所述索贝尔梯度求和。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述分析区域具有一个像素的宽度，并且其中所述控制器被配置为计算梯度值包括：所述控制器被配置为沿所述分析区域的y轴计算像素的行式强度梯度。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为确定所述容器中的液位包括：所述控制器被配置为通过将行索引除以所述分析区域中的梯度列向量的长度，计算所述分析区域中的液体的分数。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：
将所确定的所述液位和与容器类型相关联的阈值水平进行比较；以及
响应于确定所述液位低于与所述容器类型相关联的所述阈值水平，向显示设备输出警报。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：基于所述液位和被存储的所述容器的截面容积，确定所述容器中的液体的体积。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：
将所确定...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·P·林斯，G·L·普赖斯，R·A·伊奥万尼，
申请(专利权)人：比奥拉德实验室公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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