>【附图说明】
[0020]附图1为本发明“利用智能移动终端的照相功能进行尿液成分分析的系统”的结构示意图。
[0021 ] 附图2为试纸槽示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]1.获得待测尿液成分的浓度和尿液与试纸反应后颜色变化的关系:
[0024]而本发明算法的设计，并非利用反射光的反射率进行尿液成分浓度识别，而是利用了标准比色卡上尿液成分浓度与颜色的关系。试剂垫经过反应后所显示的颜色，可以通过红(R)、绿(G)、监(B)三原色组合而成，每一分量值均在0到255之间。本发明通过设计关于RGB三分量的公式，并利用最小二乘法拟合尿液成分关于相应公式的线性方程，使两者之间的相关系数尽可能的高。这些线性方程将用于代入插值得到检测反应颜色下的成分浓度范围。最小二乘法意味着已知两个变量及其数据的情况下，在平面直角坐标系下使各数据一一对应的坐标点到某一直线的距离平方和最小，而这一直线，即利用最小二乘法拟合出的直线。
[0025]2.专用试纸槽的设计:
[0026]试纸槽为折叠式设计，其折叠后尺寸约为llcm*5cm，近似于智能手机的大小，携带方便，同时在展开后内部标记又适用于照相的范围限制。使用者首先需要用晨起尿液浸润试纸，等待反应1分钟时，启动应用程序，在窗前自然光照条件下进行拍摄。另外，在对试纸进行拍摄时，需要打开折叠式试纸槽，将试纸嵌入到专门的带有试纸辅助识别标记的试纸槽中，并使镜头的视野边界在试纸槽边界之内。试纸槽通过特定标定物的设计，可以帮助程序利用相应图像分割算法确定试纸条在整张图片中的位置以及各反应垫色块中心像素点的位置。
[0027]3.反应垫色块图像处理与计算:
[0028]拍照后，应用程序会自动进行运算。
[0029]首先，结合试纸槽上的标记，综合运用阈值分割和边缘分割的方法对试纸进行定位并识别照片中试纸上各试剂垫色块中心像素点的坐标位置。
[0030]得到坐标后，对各色块中心点进行HSV空间上的滤波降噪，HSV颜色空间的三个变量分别代表色调、饱和度和亮度，在HSV空间上进行滤波相比于在RGB(红、绿、蓝)颜色空间上的滤波而言误差更小。这一过程包括对SV变量的中值滤波以及光照补偿。中值滤波的目的在于降低手机照相时的环境噪声带来的误差。而光照补偿假设前提为照片各像素点所受到的光照均匀，从而能够对每一点做相同的差值补偿。
[0031]最后，读取各色块中心像素点的RGB值，并带入各自的线性函数插值计算得到成分浓度范围。
[0032]4.编程:
[0033]本发明根据以上思路和方法进行编程，该程序包括登录、测试、查询、报告、分享、有线及无线数据传输，以及二维码，链接端口，数据库和远程通用讯等功能。其中，通过注册登录，使用者可以登录自己的账户，进行自己的账户设置。在测试功能程序中，程序将调用智能移动终端的相机功能，对放置在试纸槽的晨起尿液浸润试纸进行拍照，待照片被使用者确认后，程序将自动进行以上所述的色块定位、图像处理和插值计算步骤，并显示出本次检测的报告，报告中会给出检测浓度的范围和严重程度，并为使用者是否需要进一步前往医院进行正规检查给出建议。除此之外，使用者还可以查看以往的测试记录，并看到一段时间内的各指标变化趋势，依据此作为尿液监测和就医的参考。
[0034]5.使用的便利性与低成本化:
[0035]本发明软硬件配合设计，使用户携带方便、使用成本低。其一，移动应用可以在任何一款当前市面常见的智能手机、智能相机和平板电脑中按使用，流程自动化，使用者操作简便。其二，试纸槽为折叠式设计，其折叠后尺寸约为1 lcm*5cm，近似于智能手机的大小，携带方便，同时在展开后内部标记又适用于照相的范围限制。其三，应用可以记录使用者每一次检测结果，根据使用者一段时间以来的检测情况给出是否需要调节饮食及生活状态，是否去医院做进一步正规检测的建议。
[0036]6.将本发明应用于社区、医疗机构、健康管理服务平台、数据库和云平台、移动互联运营商、体检中心等作为其用户下载使用进行尿液成分自我监测的应用，也作为第三方服务提供商或授权方进行推广、发展和数据管理。
[0037]以上所述仅为本发明的一个实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一个配合使用试纸槽(1)，利用智能移动终端的照相功能对尿液检测试纸拍照(2)，并经过图像处理(3)和数学建模计算(4)得到尿液成分分析结果的应用系统(5)。2.根据权利要求1所述的试纸槽(1)，其特征在于其上有十字形黑色标记。3.根据权利要求1所述的试纸槽(1)，其在系统中功能在于辅助程序对图片中试纸及试剂垫色块进行定位。4.根据权利要求1所述的对尿液检测试纸拍照(2)，其在系统中为实现尿液检测的必要条件。5.根据权利要求1所述的图像处理(3)方法，其主要应用了HSV空间上的中值滤波和光照补偿进行降噪。6.根据权利要求1所述的图像处理(3)方法，其主要应用了阈值和边缘图像分割算法识别试纸和试剂垫色块位置。7.根据权利要求1所述的数学建模计算(4)，其主要通过设计公式和最小二乘法线性拟合，来得到尿液成分浓度关于色块颜色RGB值的线性拟合函数。8.根据权利要求1所述的应用系统(5)，其特征之一在于综合运用试纸槽和在上述方法基础上编程得到的移动应用程序，得到尿液分析结果。9.根据权利要求1所述的应用系统(5)，其特征之二在于通过移动网络和智能终端设备，将尿液数据进行远程传输、分享、收集和分析。
【专利摘要】本发明为一种用智能移动设备的照相功能进行尿液分析的应用系统，主要包括基于智能移动终端的应用系统以及配套使用的试纸槽。为了实现移动医疗和健康管理所要求得便携性和低成本，本发明通过综合使用专用试纸槽和移动应用进行对尿液分析试纸进行拍照，并利用最小二乘拟合建模的方式得到尿液成分关于试纸上试剂垫颜色RGB值得关系，从而插值得到检测浓度范围。过程中，为了识别试剂垫在图像中的位置并降低环境噪声，本发明利用了图像处理中的图像分割技术，结合专门设计的试纸槽，来对照片中试纸的位置、各试剂垫色块的位置进行定位并进行了HSV空间上的滤波降噪以及光照补偿的方法。本发明可作为日常居家尿液健康监控和就诊指导。
【IPC分类】G06F21/57
【公开号】CN105335658
【申请号】CN201410406071
【发明人】张钰昕
【申请人】张钰昕, 张晓昆
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2014年8月15日