荧光免疫层析检测技术通过分析荧光标记物的激发光谱、荧光光谱等信息对特定的生化检测物进行定量分析。由于该技术具有检测精度高、检测速度快、操作简便、可单人份等特点,因此被广泛用在医学检验、食品安全和环保等领域。目前国内外生产的荧光免疫层析试剂(又称荧光免疫层析试条)定量检测仪都是采用光电检测法进行检测。这种方法需要对试条进行高精度定位,且需要传动装置,定位不精确必然影响检测结果,同时传动装置会引入机械振动噪声也影响定量检测结果。用图像处理法对荧光免疫层析试条进行定量检测,无需精确定位和传动装置。由于FPGA(现场可编程门阵列)继承了 ASIC(集成电路芯片)的优点,且处理速度优于DSP及微处理器,近年来FPGA被广泛应用于各种实时图像处理系统,因此本文采用FPGA作为荧光图像定量检测的处理核心。本文将具体内容分为以下几个方面:(1)介绍荧光免疫层析技术以及荧光免疫层析试条定量检测原理,说明了荧光免疫层析定量检测的数学理论依据,还介绍了本文设计的荧光图像采集装置。(2)在前面所介绍的定量检测原理的基础上,对荧光图像采集装置采集到的荧光图像进行分析,对试条的生化噪声等进行了说明,在此基础上选用适合FPGA执行的算法对荧光图像进行图像对比度增强和预分割,并用平面拟合法去除灰度漂移噪声,最后分割出检测线和控制线并在此基础上选择定量检测算法对图像进行定量检测。(3)在确定了图像处理算法和定量检测算法后,本文根据这些算法的特点以及FPGA的结构特点,在FPGA上设计算法并做了优化,使得这些算法在FPGA上执行速度得到提高,最后设计测试文件并做时序仿真验证该算法的可行性。(4)本文最后对不同的定量检测特征值提取过程做了介绍,并分析了不同的特征值提取法对荧光免疫层析定量检测的重复性和精确度的影响,最后确定特征值拟合曲线,并与德国ESE公司研制的Quant定量侧向层析检测系统(简称Quant)进行全面对比,分析检测效果。实验结果显示用像素点之和做特征值的CV值小于1%,定量检测特征值所拟合出的曲线线性相关系数R2大于99%,并且通过调节相机的曝光时间可以使测量范围比ESE宽。