基于颜色识别的POCT检测仪设计与实现

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体外诊断(In Vitro Diagnosis,IVD)是指在人体之外,通过对人体血液、体液、组织等进行检测获取临床诊断信息,进而判断疾病或机体功能的产品和服务。即时检测(Point of Care Testing,POCT)仪器,因携带方便、操作便捷、检测快速、成本较低等优点,成为体外诊断产品的一个重要分支。针对市面上现有POCT检测仪产品存在检测种类单一、检测精度不高等问题,论文采用基于颜色识别的方法,设计一款适应多种项目种类检测、低浓度检测、支持清洁度检测的POCT检测仪,具有较高的实用价值。论文对当前的POCT检测仪进行了研究,完成了POCT检测仪系统的设计。论文通过设计图像采集程序,完成图像的扫描和传输,实现快速检测功能、实现多种项目种类检测功能,利用改进的二值化算法,实现清洁度检测,并完成了软件界面设计,实现人机交互。论文主要贡献有:(1)针对检测浓度不够低的问题,论文根据试纸颜色和结构特性,设计了一种基于二值化算法结合颜色信息数据的浓度检测算法,有效克服了光照导致的图像颜色差异的影响,同时提升了检测的最低浓度。(2)针对检测项目种类单一的问题,论文设计了学习训练模型建立新项目浓度特征与试纸反应颜色之间的映射关系,使得系统通过训练可以用于新增项目的检测,从而扩大了检测项目种类。(3)针对光照因素导致卡槽中污渍范围不易判断的问题,论文根据污渍检测原理,分析比较了分块计算均方差算法、边缘检测算法以及二值化算法,对二值化算法进行改进,设计了一种克服光照影响的自适应二值化算法,能有效检测卡槽中的污渍区域。本系统与市面上现有产品比较,最低浓度由0.5ng/ml提升到0.3ng/ml,并增加了多种项目检测功能,系统人机交互界面友好,具有一定的扩展性和自适应性,整体运行流畅,达到了预期的目标,具有较好的实用价值。
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