基于圖像處理的智能金標(biāo)定量分析儀器的研究.pdf

1、膠體金能與生物大分子結(jié)合的發(fā)現(xiàn)是金標(biāo)試紙快速檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的起源。金標(biāo)試紙檢測(cè)技術(shù)有操作簡(jiǎn)單、成本低、方便快捷等諸多優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在如食品安全檢測(cè),環(huán)境污染檢測(cè)和臨床疾病診斷等領(lǐng)域。但是傳統(tǒng)的目測(cè)會(huì)給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)較大的誤差,因此相關(guān)的金標(biāo)定量分析儀器的研究成為近幾年研究的熱點(diǎn)。
　　目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的金標(biāo)定量分析儀器主要有三種設(shè)計(jì)方案,分別基于光敏電阻、反射光纖和圖像處理。其中圖像處理方案主要是基于光電機(jī)理對(duì)采集的金標(biāo)試紙圖像提取檢

2、測(cè)區(qū)域的灰度值特征值,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物質(zhì)濃度的定量分析。但是在將采集到的試紙彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像時(shí),其檢測(cè)區(qū)域的顏色信息數(shù)據(jù)沒(méi)有得到充分的利用。
　　本課題設(shè)計(jì)的金標(biāo)定量分析儀器充分利用檢測(cè)線(xiàn)和質(zhì)控線(xiàn)的色彩信息數(shù)據(jù),在CIEXYZ、CIELab和HSV三種顏色空間中對(duì)其建立云模型得到特征向量的夾角,求取特征向量夾角與待測(cè)物質(zhì)溶液濃度之間的函數(shù)關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)待測(cè)物質(zhì)濃度的定量分析。系統(tǒng)硬件部分與軟件部分如下:
　　硬件部分采

3、用 STM32F207IGT6芯片作為主控芯片。主控芯片對(duì)硬件電路實(shí)現(xiàn)控制;設(shè)計(jì)了5V和3.3V兩種穩(wěn)壓模塊來(lái)是實(shí)現(xiàn)對(duì)照明光源LED、圖像采集模塊中的相機(jī)、打印機(jī)模塊等硬件組成部分的供電;同時(shí)為了保證與 PC機(jī)的信號(hào)通信,設(shè)計(jì)了USB通信接口。
　　軟件部分核心部分是圖像的采集存儲(chǔ),圖像處理中的目標(biāo)區(qū)域分割,特征向量夾角的求取計(jì)算和待測(cè)樣本溶液的函數(shù)擬合。通過(guò)此部分的設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物質(zhì)溶液的定量分析。