用于试纸检测设备中光源校准的方法和装置与流程

本发明的实施方式涉及通信与计算机技术领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种用于试纸检测设备中光源校准的方法及装置。

背景技术：

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

金标免疫层析技术是20世纪80年代发展起来的一种以胶体金为标记物的固相标记免疫层析检测技术。因其特异性强、灵敏度高、简便快速，已广泛应用于人类医学、农牧业、食品安全及环境监测等领域。近年来，国内外相继开展了定量金标免疫层析技术的研究，且研制出相关的金标试纸检测设备，其检测方式主要有以下两种：扫描测量和成像测量。其中扫描测量采用机械传动装置带动待测金标试纸进行测量，并采用接收光路收集待测金标试纸反射光，使用光电二极管探测待测金标试纸反射光信号；成像测量主要利用CMOS、CCD等图像传感器采集待测金标试纸图像并进行图像分析。

对于采用扫描测量方式的金标试纸检测设备，由于其在扫描运动过程中对待测金标试纸进行测量，测量时间相对较长，而且运动过程中存在的振动等干扰因素会影响测量结果的重复性。此外，设备中的扫描机构也会增加设备结构的复杂度和出故障的几率。采用成像测量方式的金标试纸检测设备，采用图像传感器对待测金标试纸进行成像，并采用图像处理技术对金标试纸进行定量分析。利用图像处理技术提取待测金标试纸中的被检物信息，能够提高测量结果的稳定性，并且具有速度快、成本低、无复杂机械结构等优点。

采用成像测量方式的金标试纸检测设备，金标试纸的图像质量好坏会直接影响到设备的检测性能，特别是金标试纸上的照明均匀性会对图像质量产生很大的影响，进而对金标试纸的测量结果有较大的影响。因此，良好的照明均匀性能够提升金标试纸检测设备的测量准确性。

在采用成像测量方式的金标试纸分析检测过程中，试纸上的检测线(Test Line，简称T线)的颜色深浅是分析计算被检物的溶液浓度信息的关键。检测线的颜色会随着光源的不同而显示效果不同。因此，光源的稳定性与均匀性直接决定了金标试纸的成像质量，影响试纸检测设备的准确性和分辨率。

为解决光源均匀性的问题，目前市面上的产品多从硬件LED灯的选型与LED灯的结构布局上进行优化，如选用稳定性更佳的大发散角度的多个LED灯作为金标试纸检测设备的光源，以使得多个LED灯发出的光相互重叠来弥补单个LED灯照明的不均匀性。同时，LED灯的布局上亦会根据具体的金标试纸形状进行进一步的细化布局，如无影灯式环形布局。此外，在LED灯前增加均光板，弥补LED灯组照明的不均匀性，进一步提升金标试纸上测量区域的光照均匀性亦是一种方法。

技术实现要素：

但是，从硬件LED灯的选型与LED灯的结构布局上进行优化，虽能在一定程度上改善采用成像测量方式的金标试纸检测设备的光照均匀性，但由于LED灯的性能会随着时间、温度等外界因素的变化而变化，且不同试纸检测设备之间，由于LED灯与均光板的器件之间的差异、安装的误差及结构上的误差等，导致仅从硬件LED灯的选型与LED灯的结构布局上进行改良的金标试纸检测设备的光照均匀性、长期稳定性和重复性都不佳。即尽管市面上的很多产品在光学模块设计时已经考虑了金标试纸上的照明均匀性，如上所述的从硬件LED灯的选型与LED灯的结构布局上进行优化，但实际上照射到金标试纸上的光强仍无法做到完全均匀。

另外，若用户在使用过程中，LED灯组中的一两个LED灯出现了损坏，整台检测设备就必须重新返厂修复校准，维护的时间成本与代价较大。

为此，非常需要一种改进的用于试纸检测设备中光源校准的方法和装置，以解决现有技术中存在的试纸检测设备的光照均匀性较差以及长期稳定性和重复性不佳的缺陷。

在本上下文中，本发明的实施方式期望提供一种用于试纸检测设备中光源校准的方法和装置。

在本发明实施方式的第一方面中，提供了一种用于试纸检测设备中光源校准的方法，所述试纸检测设备包括图像传感器和光源，所述方法包括：

将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；

获取第一校准图像；

对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

在一个实施例中，根据本发明的上述实施例所述的方法，对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，包括：将所述第一校准图像和所述实测图像上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，所述方法还包括：

将第一校准试纸插入所述试纸检测设备，获得所述第一校准试纸的第一校准图像。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，对所述第一校准图像进行处理，包括：

对所述第一校准图像进行图像预处理；

将预处理后的第一校准图像通过预设算法检测所述第一校准试纸的显色窗口区域边缘；

对所述第一校准试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述第一校准试纸的第一校准试纸显色窗口区图片。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，所述预设算法包括直线段检测算法和交点匹配算法。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，所述方法还包括：

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，将所述第一校准试纸显色窗口区图片上传至云端服务器进行存储。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，对所述实测图像进行处理，包括：

对所述实测图像进行图像预处理；

将预处理后的实测图像通过所述预设算法进行所述实测试纸的显色窗口区域边缘检测；

对所述实测试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述实测试纸的实测试纸显色窗口区图片。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值，包括：

将所述第一校准试纸显色窗口区图片和所述实测试纸显色窗口区图片上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，所述方法还包括：

将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，获取所述第二校准试纸的第二校准图像；

利用所述第二校准图像替换所述第一校准图像。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，所述方法还包括：

对所述第二校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，所述实测试纸和所述第一校准试纸包括利用相同材料和相同工艺制成的试纸，所述第一校准试纸的显色窗口区域为纯色的。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，其中所述第一校准试纸与所述实测试纸均为与所述试纸检测设备相配套的试纸。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的方法，所述方法还包括：

根据所述相对灰度值和/或相对通道颜色值提取所述实测试纸的T线和C线；

根据所述实测试纸的T线获得滴入所述实测试纸内的待检物的浓度值。

在本发明实施方式的第二方面中，提供了一种用于试纸检测设备中光源校准的装置，所述试纸检测设备包括图像传感器和光源，所述装置包括：

实测图像获取模块，用于将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；

第一校准图像获取模块，用于获取第一校准图像；

校准模块，用于对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

在一个实施例中，根据本发明的上述实施例所述的装置，所述校准模块包括第一计算单元，其中：

所述第一计算单元，用于将所述第一校准图像和所述实测图像上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的装置，所述第一校准图像获取模块包括第一校准图像获取单元，其中：

所述第一校准图像获取单元，用于将第一校准试纸插入所述试纸检测设备，获得所述第一校准试纸的第一校准图像。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的装置，所述校准模块包括图像预处理单元、边缘检测单元和图像裁剪单元，其中：

所述图像预处理单元，用于对所述第一校准图像进行图像预处理；

所述边缘检测单元，用于将预处理后的第一校准图像通过预设算法检测所述第一校准试纸的显色窗口区域边缘；

所述图像裁剪单元，用于对所述第一校准试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述第一校准试纸的第一校准试纸显色窗口区图片。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的装置，其中：

所述图像预处理单元，还用于对所述实测图像进行图像预处理；

所述边缘检测单元，还用于将预处理后的实测图像通过所述预设算法进行所述实测试纸的显色窗口区域边缘检测；

所述图像裁剪单元，还用于对所述实测试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述实测试纸的实测试纸显色窗口区图片。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的装置，所述校准模块还包括第二计算单元，其中：

所述第二计算单元，用于将所述第一校准试纸显色窗口区图片和所述实测试纸显色窗口区图片上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

在一些实施例中，根据本发明的上述任一实施例所述的装置，所述装置还包括：

第二校准图像获取模块，用于将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，获取所述第二校准试纸的第二校准图像；

替换模块，利用所述第二校准图像替换所述第一校准图像。

根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法和装置：将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；获取第一校准图像；对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值，在该方案中，能够彻底消除试纸上的光源照明不均匀性，从而能够提高测量结果的准确度，因此，解决了现有技术中存在的试纸检测设备的光照均匀性较差的缺陷。

另外，根据一些实施例，由于可以将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，获取所述第二校准试纸的第二校准图像，并利用所述第二校准图像替换所述第一校准图像，故用户在使用过程中，可根据需要，随时随地利用空白的校准试纸自主的校准试纸检测设备，克服检测设备因老化等原因造成的部分光源损坏/光源环境变化引起的检测不准确的缺陷，不需专门返厂进行校准，因此，进一步降低了维修成本和返修时间、提高了测量效率，并解决了现有技术中存在的试纸检测设备的长期稳定性和重复性不佳的缺陷。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法的示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法的一种流程图；

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法的另一种流程图；

图4示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法的再一种流程图；

图5示意性地示出了根据本发明实施例的用于试纸检测设备中光源校准的装置的一种示意图；

图6示意性地示出了根据本发明实施例的用于试纸检测设备中光源校准的装置的另一种示意图；

图7示意性地示出了根据本发明实施例的计算机可读存储介质的示例性示意图；

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

根据本发明的实施方式，提出了一种用于试纸检测设备中光源校准的方法及装置。

在本文中，要理解的是，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

下面对本发明中用到的用于试纸检测设备中光源校准的方法的原理进行说明。

为了彻底消除试纸由于光源在不同位置的照明不均匀性对测量结果的影响，本发明实施方式利用一张空白的试纸作为校准对象，使实测试纸图像数据与空白试纸图像数据做商，得到相对图像灰度值和/或RGB某一通道的颜色值，进而来消除试纸的照明不均匀性。

在不考虑试纸检测设备的老化以及光源光强随时间漂移的情况下，同一台试纸检测设备内部的光源环境是稳定、一致且可重复的，即每次照射在试纸检测设备测量区域内某一固定点的光强是基本恒定的。

利用试纸检测设备中的图像传感器捕捉到的试纸图像信息，图像中试纸区域每一像素点的灰度值与该像素点所对应的试纸表面的亮度即试纸表面反射出来的光通量成正比。试纸表面的亮度与光源的照度之间的转换关系如下公式(1)所示：

L＝R×E (1)

上述公式(1)中，L为试纸表面的亮度，R为试纸表面的反射系数，E为照射到试纸表面的照度(其与光源的光强成正比)。

由上述公式(1)可以看出，对于利用同样材料和工业技艺制成的空白试纸，其试纸表面的反射系数是基本一致的，那么试纸表面的亮度L与照射到试纸表面的照度E是成正比的，同时试纸表面的亮度L与图像传感器成像的试纸图像的灰度值/某一通道的颜色值成正比，而试纸表面的照度E与光源的光强成正比，故可以推论出：试纸图像中某一点的灰度值/某一通道的颜色值与照射到该点的光源的光强成正比的结论。

利用以上结论假设，假设通过同一试纸检测设备得到了两张空白试纸的图像，如图1所示，将1号空白试纸和2号空白试纸置于该试纸检测设备的照明光源中心下方得到1号空白试纸图像和2号空白试纸图像。

分别选取1号空白试纸和2号空白试纸的显色窗口区域表面上的两组点A1、A2与A3、A4，其中A1点与A3点处于1号和2号空白试纸图像上的同一位置，A2点与A4点处于1号和2号空白试纸图像上的同一位置。假设A1点上的亮度为L1＝R1×E1，R1为A1点的反射系数，E1为光源照射到A1点表面的照度；同理A2点上的亮度为L2＝R2×E2，A3点上的亮度为L3＝R3×E3，A4点上的亮度为L4＝R4×E4。由于这四点均是出自空白试纸表面上的一点，这四点的反射系数是一样的，即：R1＝R2＝R3＝R4。

在照度一致的情况下，这四点的灰度值(亮度)本应是一样的。但由于LED灯与均光板的器件间差异、安装的误差及结构上的误差等，照射到试纸显色窗口区的光源无法做到完全均匀，那么就会导致，对于一张空白试纸来说，从其图像上来看，在其显色窗口区域内其灰度值本应一致，但却出现了一定的差异波动。具体表现为照度E1≠E2，E3≠E4，从而导致亮度L1≠L2，L3≠L4，即同一张空白试纸的不同位置显现了不同的灰度值。

但是，由于A1点与A3点、A2点与A4分别点处于1号和2号空白试纸图像上的同一位置，即A1点与A3点所接收的光源的照度是一致的、A2点与A4点所接收的光源的照度是一致的，即：照度E1＝E3，E2＝E4，故亮度L1＝L3，L2＝L4。这时，若以1号空白试纸作为校准试纸(A1，A2作为校准值)，2号空白试纸作为实测试纸(A3，A4作为实测值)，将校准试纸图像数据与实测试纸图像数据做商得到2号实测试纸的相对亮度，即：

L3’＝L1/L3＝(R1×E1)/(R3×E3) (2)

L4’＝L2/L4＝(R2×E2)/(R4×E4) (3)

由于E1＝E3，E2＝E4，R1＝R2＝R3＝R4，因此，可以得到：

L3’＝L4’ (4)

由上述的推导可以得出，通过与校准试纸图像数据做商的处理，排除了光源照明不均匀对实测试纸的亮度造成的影响，得到了实测试纸的真实灰度值(亮度)关系。

在本文中，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

发明概述

本发明人发现，在用于试纸检测设备中光源校准的时候，可以采用如下方式：将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；获取第一校准图像；对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值，在该方案中，能够彻底消除试纸上的光源照明不均匀性，从而能够提高测量结果的准确度，因此，解决了现有技术中存在的试纸检测设备的光照均匀性较差的缺陷。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

应用场景总览

本发明实施例中，试纸可以包括金标试纸、荧光试纸等任意类型的试纸；试纸检测设备可以为金标试纸检测设备，但本公开不限定于此；试纸检测设备中的光源可以选择与相应的试纸类型匹配的特定波长的光源例如为稳定性较佳的、大发散角度的单个LED灯或者多个LED灯组成的LED灯组、激光器等；试纸检测设备中的图像传感器可以为CMOS、CCD等。

本发明实施例中，试纸检测设备可以包括图像采集传感器、光源和避光黑盒，图像采集传感器和光源被固定在避光黑盒盒顶的内侧面，避光黑盒底部可以设置试纸托盘，试纸托盘的中心位置正对图像采集传感器。采集试纸图像时，将试纸放置在试纸托盘的中心位置，此位置正对图像采集传感器，这样可以提高图像的对称性和稳定性。所述光源为均匀分布的多个发光二极管，发光二极管下可以设置均光板。当发光二极管外加PWM波形之后发光，原本强烈的多束光线将被均光板过滤为柔和平行的光源。与单个发光二极管照射的点光源相比，该光源可以有效减少图像的阴影和反光，并且削弱电压频率、位置移动和外界温度对光源的影响。上述所有元件，都放置在避光黑盒中。所述避光黑盒外部涂有黑色哑光涂层，能够屏蔽外界光线的矩形盒，它为光学装置提供稳定的图像采集环境，避光黑盒就可以有效的屏蔽外界环境的干扰，从而保证了系统测试的稳定。

所述试纸检测设备还可以包括光源调节器，所述光源调节器包括PWM波形输出引脚，该引脚电连接至所述光源，从而可以由光源调节器直接控制光强大小。通过改变PWM波形的幅值大小和占空比影响输入到发光二极管的功率，最终实现光源强度的调节。

所述试纸检测设备可以通过USB接口或者无线通信方式与电脑/服务器连接，利用安装在电脑/服务器上的分析软件/程序对摄取的试纸图像进行数字处理及分析，能在分析区间自动寻找试条上的两条或多条反应线，对线的宽度及色深进行定量分析。和/或所述试纸检测设备可以内置处理器，在该处理器中运行定量分析软件，分析结果可由所述试纸检测设备直接输出并显示。

本领域技术人员可以理解，上面所说的试纸、光源、图像传感器和试纸检测设备仅是本发明的实施方式可以在其中得以实现的一个示例。本发明实施方式的适用范围不受任何限制。

示例性方法

下面结合上述应用场景，参考图2来描述根据本发明示例性实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本发明的精神和原理而示出，本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法10的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括步骤S100、S110以及S120。

该方法始于步骤S100，其中将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像。

本发明实施例中，步骤S100中的以成像测量方式的试纸检测设备作为基础，利用高分辨率、高性能的图像传感器(例如，CMOS)作为光电转换的核心器件，获取得到待测量的实测试纸的整体图像信息，并将所述实测试纸的实测图像传输至所述试纸检测设备内置的处理器或者与其通信连接的外部电脑或者服务器。其中，所述实测试纸可以是任意的手持试纸条或塑料卡盒试纸。

在执行完步骤S100之后，还可以执行步骤S110，其中获取第一校准图像。

本发明实施例中，获取第一校准图像，可以采用如下方式：

将第一校准试纸插入所述试纸检测设备，获得所述第一校准试纸的第一校准图像。

本发明实施例中，所述第一校准试纸可以是试纸检测设备购买时配套的专用的校准试纸。例如，可以在该专门预备的校准试纸上预置一用于标识其为校准对象的ID(可以是二维码、条形码等)，这样，只要进行试纸图像数据分析时识别到当前的试纸为校准试纸，即可知道开始了光源照明均匀性的校准工作。在另一发明实施例中，所述第一校准试纸可以是任意一条正常的还没使用过的空白试纸。故用户在使用过程中，可根据需要，随时随地利用空白试纸自主的校准试纸检测设备，不需专门返厂进行校准。

在一些实施例中，所述第一校准试纸的第一校准图像可以由所述试纸检测设备的生产厂商预先存储于一存储设备中，当需要对实测试纸进行照明均匀性校准时，直接从该存储设备中读取相应的的所述试纸检测设备的第一校准图像即可。在另一些实施例中，进行光源均匀性校准时，用户可以首先将一张校准试纸或一张未使用的空白试纸作为所述第一校准试纸插入所述试纸检测设备，利用所述试纸检测设备获取得到该第一校准试纸的整体图像信息。本发明对所述第一校准图像的获取方式不作限定。

本发明实施例中，所述实测试纸和所述第一校准试纸包括利用相同材料和相同工艺制成的试纸，这样可以保证实测试纸和第一校准试纸表面的反射系数是基本一致的，从而可以进一步提高校准的精确度。

本发明实施例中，所述第一校准试纸的显色窗口区域为纯色的，即整个显色窗口区域为单一颜色，这样可以保证第一校准试纸整个显色窗口区域内任意一像素点的反射系数是相同的，从而可以保证校准工作的准确度，并简化计算。在另一些实施例中，所述第一校准试纸的显色窗口区域是浅颜色的，例如整个显色窗口区域均为白色或者浅灰色等。

本发明实施例中，其中所述第一校准试纸与所述实测试纸均为与所述试纸检测设备相配套的试纸。

在执行完步骤S110之后，还可以执行步骤S120，其中对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

本发明实施例中，对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理时，可以采用如下方式：

将所述第一校准图像和所述实测图像上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算。

例如，可以将所述第一校准图像和所述实测图像的整体图像上的处于所述第一校准试纸和所述实测试纸上同一位置的像素点的灰度值分别进行做商运算，得到所述实测图像上所有像素点的相对灰度值。再例如，还可以将所述第一校准图像和所述实测图像的整体图像上的处于所述第一校准试纸和所述实测试纸上同一位置的像素点的RGB任意一通道的颜色值分别进行做商运算，得到所述实测图像上所有像素点的相对通道像素值。之后，可以根据得到的所述实测图像的整体图像上的相对灰度值和/或相对通道颜色值提取到所述实测试纸上的C线(Control Line)、T线，并根据T线上的相对灰度值和/或相对通道颜色值换算得到待检物的浓度值。

本发明实施例中，对所述第一校准图像进行处理，还可以采用如下方式：

对所述第一校准图像进行图像预处理；

将预处理后的第一校准图像通过预设算法检测所述第一校准试纸的显色窗口区域边缘；

对所述第一校准试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述第一校准试纸的第一校准试纸显色窗口区图片。

本发明实施例中，对所述实测图像进行处理，还可以采用如下方式：

对所述实测图像进行图像预处理；

将预处理后的实测图像通过所述预设算法进行所述实测试纸的显色窗口区域边缘检测；

对所述实测试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述实测试纸的实测试纸显色窗口区图片。

本发明实施例中，对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值，还可以采用如下方式：

将所述第一校准试纸显色窗口区图片和所述实测试纸显色窗口区图片上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。详细的描述可参考下述的图3。

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法20的流程示意图。如图3所示，该方法可以包括步骤S200、S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270以及S280。

该方法始于步骤S200，其中将第一校准试纸插入所述试纸检测设备，获得所述第一校准试纸的第一校准图像。

在执行完步骤S200之后，还可以执行步骤S210，其中对所述第一校准图像进行图像预处理。

本发明实施例中，所述图像预处理可以包括滤波去噪、图像裁剪等，用于剔除所述第一校准图像中的毛刺和瑕疵，大致的提取出所述第一校准试纸的显色窗口区域。

在执行完步骤S210之后，还可以执行步骤S220，其中将预处理后的第一校准图像通过预设算法检测所述第一校准试纸的显色窗口区域边缘。

本发明实施例中，所述预设算法包括直线段检测(LSD)算法和交点匹配算法。LSD是一种局部提取直线的算法，速度比Hough要快。LSD算法和交点匹配算法可以具体参考现有技术中的说明，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明并不局限于采用上述LSD和交点匹配算法检测所述第一校准试纸的显色窗口区域边缘，其可以采用任意一种可以用于进行图像边缘检测的算法。

在执行完步骤S220之后，还可以执行步骤S230，其中对所述第一校准试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述第一校准试纸的第一校准试纸显色窗口区图片。

本发明实施例中，预处理后的第一校准图像，通过所述预设算法进行第一校准试纸显色窗口区域的边缘检测，确定出第一校准试纸的显色窗口区域，并将此显色窗口区域裁剪出来，例如可以设置该区域的大小为100*400pixels，但本公开对此不作限定，可以根据具体的试纸的显色窗口区域的大小进行调整。

本发明实施例中，所述方法还可能包括如下操作：

将所述第一校准试纸显色窗口区图片上传至云端服务器进行存储。

裁剪出来的所述第一校准试纸的第一校准试纸显色窗口区图片可以作为后续的光源校准图片，可以通过所述试纸检测设备上传至云端服务器。其中，所述云端服务器可以包括一数据库，该数据库一一对应存储了每一台试纸检测设备的光源校准图片。不同的试纸检测设备，由于光源例如LED灯的器件差异、安装误差等原因，光源校准图片可能是不一样的，具体表现为光源校准图片上每一个像素点的灰度值/通道颜色值不一样。

本发明实施例中，一方面，通过将所述第一校准试纸显色窗口区图片上传至云端服务器进行存储，可以方便后续任意时刻的光源照明均匀性校准工作的进行，直接从云端服务器的数据库中进行调取即可。另一方面，通过将所述第一校准图像进行处理获得第一校准试纸的第一校准试纸显色窗口区图片，相当于压缩了第一校准图像，降低了图片的存储量，更利于快速检索。同时，由于存储的直接是显色窗口区域对应的图片，后续进行校准时，可以更快速的定位到显色窗口区域内的C线、T线，因此，提高了校准效率。

需要说明的是，也可以将每台试纸检测设备的第一校准图像和/或第一校准试纸显色窗口区图片存储于本地或者其他存储设备。

在执行完步骤S230之后，还可以执行步骤S240，其中将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像。

在执行完步骤S240之后，还可以执行步骤S250，其中对所述实测图像进行图像预处理。

在执行完步骤S250之后，还可以执行步骤S260，其中将预处理后的实测图像通过所述预设算法进行所述实测试纸的显色窗口区域边缘检测。

在执行完步骤S260之后，还可以执行步骤S270，其中对所述实测试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述实测试纸的实测试纸显色窗口区图片。

上述步骤S240-270的操作过程类似于上述步骤S200-230，在此不再详述。预处理后的实测试纸的实测图像，通过所述预设算法进行实测试纸显色窗口区域的边缘检测，确定出实测试纸的显色窗口区域，并将此区域提取出来。其中，所述实测试纸的显色窗口区域像素尺寸大小与光源校准图片大小一致，或者进行图像处理后两者大小一致。

在执行完步骤S270之后，还可以执行步骤S280，其中将所述第一校准试纸显色窗口区图片和所述实测试纸显色窗口区图片上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

本发明实施例中，从云端服务器上获取到该台试纸检测设备预存的第一校准试纸显色窗口区图片，将实测试纸显色窗口区图片上的像素点的灰度值和/或RGB某一通道的颜色值与第一校准试纸显色窗口区图片上对应像素点的灰度值和/或RGB某一通道的颜色值进行一一做商运算，得到实测试纸显色窗口区图片的相对灰度值和/或RGB某一通道的相对通道颜色值，即：实测试纸显色窗口区图片的相对灰度值和/或RGB某一通道的相对通道颜色值＝(实测试纸显色窗口区图片灰度值和/或RGB某一通道的颜色值)/(第一校准试纸显色窗口区图片灰度值和/或RGB某一通道的颜色值)。

图4示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法30的流程示意图。如图4所示，该方法可以包括步骤S300、S310以及S320。

该方法始于步骤S300，其中将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，获取所述第二校准试纸的第二校准图像。

在执行完步骤S300之后，还可以执行步骤S310，其中利用所述第二校准图像替换所述第一校准图像。

在执行完步骤S310之后，还可以执行步骤S320，其中对所述第二校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

本发明实施例中，由于试纸检测设备长期使用，光源可能出现老化，或设备部分光源出现了损坏(如多个环形灯中坏了一个或者几个)，此时需重新生成新的光源校准图片时，用户可自行在家利用试纸检测设备配套的校准试纸或一张未使用的空白试纸作为第二校准试纸生成的新的光源校准图片，并可以将该新的光源校准图片上传至云端服务器端替换掉旧的光源校准图片。

例如，将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，启动校准功能，然后按一下试纸检测设备上的拍照按钮，试纸检测设备拍照得到第二校准图像并将照片上传至云端服务器，云端服务器调用校准算法处理第二校准图像，生成第二校准试纸显色窗口区图片并返回给云端服务器，云端服务器存储第二校准试纸显色窗口区图片。这样用户在下次使用时，将会利用最新的第二校准试纸显色窗口区图片对实测试纸图像的照明均匀性进行校准。启动校准功能可通过检测设备识别校准试纸上的标识图案来实现，或通过用户对检测设备的信息输入来实现，或也可通过用户对与检测设备进行通讯的其他电子设备的信息输入来实现，在此不作限定。

本发明实施例中，所述方法还可能包括如下操作：

根据所述相对灰度值和/或相对通道颜色值提取所述实测试纸的T线和C线；

根据所述实测试纸的T线获得滴入所述实测试纸内的待检物的浓度值。

之后，利用换算后的实测图片的相对灰度值进行后续的C，T线的提取、计算与转换为生理量的步骤。

例如，所述实测试纸可以为胶体金试纸，胶体金技术确定了例如HCG、尿液、胆固醇、血糖或者pH值等待检物的浓度值与试纸显色反应的显色程度之间的对应关系。通过对实测试纸图像中的亮度信息进行分析，并根据上述对应关系，推测得到待检物的浓度值。

本发明实施例中，提出一种用于试纸检测设备中光源校准的方法：将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；获取第一校准图像；对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值，在该方案中，能够彻底消除试纸上的光源照明不均匀性，从而能够提高测量结果的准确度，因此，解决了现有技术中存在的试纸检测设备的光照均匀性较差的缺陷。

同时，由于可以将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，获取所述第二校准试纸的第二校准图像，并利用所述第二校准图像替换所述第一校准图像，故用户在使用过程中，可根据需要，随时随地利用空白的校准试纸自主的校准试纸检测设备，克服检测设备因老化等原因造成的部分光源损坏/光源环境变化引起的检测不准确的缺陷，不需专门返厂进行校准，因此，进一步降低了维修成本和返修时间、提高了测量效率，并解决了现有技术中存在的试纸检测设备的长期稳定性和重复性不佳的缺陷。

示例性设备

在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图5对本发明示例性实施方式的、用于试纸检测设备中光源校准的装置进行说明。

图5示意性地示出了根据本发明实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的装置40的示意图。如图5所示，该装置40可以包括：

实测图像获取模块400，可以用于将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；

第一校准图像获取模块410，可以用于获取第一校准图像；

校准模块420，可以用于对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

本发明实施例中，所述第一校准图像获取模块410可能包括第一校准图像获取单元，其中：

所述第一校准图像获取单元，可以用于将第一校准试纸插入所述试纸检测设备，获得所述第一校准试纸的第一校准图像。

需要说明的是，所述校准模块420可能包括第一计算单元，其中：

所述第一计算单元，可以用于将所述第一校准图像和所述实测图像上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算。

本发明实施例中，可选地，所述校准模块420包括图像预处理单元420A、边缘检测单元420B、图像裁剪单元420C和第二计算单元420D，其中：

所述图像预处理单元420A，可以用于对所述第一校准图像进行图像预处理；

所述图像预处理单元420A还可以用于，对所述实测图像进行图像预处理；

所述边缘检测单元420B，可以用于将预处理后的第一校准图像通过预设算法检测所述第一校准试纸的显色窗口区域边缘；

所述图像预处理单元420B还可以用于，将预处理后的实测图像通过所述预设算法进行所述实测试纸的显色窗口区域边缘检测；

所述图像裁剪单元420C，可以用于对所述第一校准试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述第一校准试纸的第一校准试纸显色窗口区图片；

所述图像预处理单元420C还可以用于，对所述实测试纸的显色窗口区域进行图像裁剪，获取所述实测试纸的实测试纸显色窗口区图片；

所述第二计算单元420D，可以用于将所述第一校准试纸显色窗口区图片和所述实测试纸显色窗口区图片上对应像素点的灰度值和/或通道颜色值进行做商运算，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

本发明实施例中，所述装置还包括第二校准图像获取模块430，用于将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，获取所述第二校准试纸的第二校准图像。

本发明实施例中，所述装置还包括替换模块440，用于利用所述第二校准图像替换所述第一校准图像。

本发明实施例中，提出一种用于试纸检测设备中光源校准的装置：将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；获取第一校准图像；对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值，在该方案中，能够彻底消除试纸上的光源照明不均匀性，从而能够提高测量结果的准确度，因此，解决了现有技术中存在的试纸检测设备的光照均匀性较差的缺陷。

同时，由于可以将第二校准试纸插入所述试纸检测设备，获取所述第二校准试纸的第二校准图像，并利用所述第二校准图像替换所述第一校准图像，故用户在使用过程中，可根据需要，随时随地利用空白的校准试纸自主的校准试纸检测设备，克服检测设备因老化等原因造成的部分光源损坏/光源环境变化引起的检测不准确的缺陷，不需专门返厂进行校准，因此，进一步降低了维修成本和返修时间、提高了测量效率，并解决了现有技术中存在的试纸检测设备的长期稳定性和重复性不佳的缺陷。

示例性设备

在介绍了本发明示例性实施方式的方法和装置之后，接下来，介绍根据本发明的另一示例性实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的装置。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

在一些可能的实施方式中，根据本发明的用于试纸检测设备中光源校准的装置可以至少包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元。其中，所述存储单元存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的用于保持数据一致性方法中的步骤。例如，所述处理单元可以执行如图2中所示的步骤S100：将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；步骤S110：获取第一校准图像；步骤S120：对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

下面参照图6来描述根据本发明的这种实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的装置50。图6显示的用于试纸检测设备中光源校准的装置50仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，用于试纸检测设备中光源校准的装置50以通用计算设备的形式表现。用于试纸检测设备中光源校准的装置50的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元500、上述至少一个存储单元510、连接不同系统组件(包括存储单元510和处理单元500)的总线530。

总线530表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、图形加速端口、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

存储单元510可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)512和/或高速缓存存储器514，还可以进一步只读存储器(ROM)516。

存储单元510还可以包括具有一组(至少一个)程序模块5182的程序/实用工具518，这样的程序模块5182包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

用于试纸检测设备中光源校准的装置50也可以与一个或多个外部设备560(例如试纸检测设备、键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该用于试纸检测设备中光源校准的装置50交互的设备通信，和/或与使得该用于试纸检测设备中光源校准的装置50能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口520进行。并且，用于试纸检测设备中光源校准的装置50还可以通过网络适配器550与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器550通过总线530与用于试纸检测设备中光源校准的装置50的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合用于试纸检测设备中光源校准的装置50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

示例性程序产品

在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的方法中的步骤，例如，所述终端设备可以执行如图2中所示的步骤S100：将实测试纸插入所述试纸检测设备，获取所述实测试纸的实测图像；步骤S110：获取第一校准图像；步骤S120：对所述第一校准图像和所述实测图像进行处理，获得所述实测图像预设区域内像素点的相对灰度值和/或相对通道颜色值。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

如图7所示，描述了根据本发明的实施方式的用于试纸检测设备中光源校准的程序产品60，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于试纸检测设备中光源校准的装置的若干模块或单元，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。