[发明专利]一种试纸读取方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种试纸读取方法和装置，用于读取干化学试纸条、胶体金免疫层析试纸条或试纸卡以及酶抑制法的农药残留速测卡。

背景技术

试纸法作为一种快速的现场检测方法，其特点是操作简单、携带方便、价格便宜，并具有一定的选择性，准确性和灵敏度。试纸法包括干化学试纸、生物试纸等，由于具有携带方便、操作简单、测定速度快等特点，越来越受到人们的关注，并且在现场的快速检测中发挥越来越大的作用。干化学试纸、农药残留试纸、胶体金试纸条等已广泛应用于食品、水质、空气、医疗卫生等各个领域。但长期以来试纸的检测主要依靠目测，即用人眼观测试纸上的显色或检测线的颜色深浅，只能做到定性的判断，且人为因素对检测结果的判定影响较大，遇到被测对象含量很低，显色很浅的时候，往往依靠肉眼判定结果很难，很容易造成误判，产生错误的检测结果，并且每一次检测后原始的检测结果都无法保留存档，不利于结果的追溯跟踪。随着试纸的不断发展，与其相配套的微型检测仪器也相应出现，如：德国默克公司生产的一种与试纸联用的光反射仪，大小只有19cm×8cm×2cm。反射仪侧面有一个供插入试纸条的小门，其中有一个由金属弹簧控制的，可以让光线通过的小窗口。仪器一般采用电池做能源，光电二极管作为光源。光线照射到试纸条上后，一部分光线被试纸条吸收，另一部分被反射到一个cds光电池，通过微安计来检测电流量，转化为浓度单位后直接显示在显示屏上。仪器本身有一个计时器和一个蜂鸣器，保证每次测定有相同的反应时间。反射仪的出现，不仅极大地提高了测定结果的精确度，而且使试纸法由原来只能进行定性、半定量分析，发展为可根据需要直接进行定量检测的分析方法。国内也有一些基于CCD的胶体金试纸条光电检测仪器设计及实验研究，如天津大学精密仪器与光电子工程学院的硕士论文《胶体金试纸条的光电检测仪器研制》，CN101598599B提供了一种多通道便携式胶体金试纸条速测装置，CN101769925A提供了一种智能化识别和读取免疫层析试纸条的方法和系统及其应用，上述几个都是专门检测胶体金试纸条的速测仪器，并不能检测干化学试纸，也不能检测基于酶抑制法的农药残留速测卡。CN201773067U提供的是用于机器视觉的手持式试纸读取装置，便于在野外环境使用，只能检测化学试纸条。目前还没有可以读取基于酶抑制法的农药残留速测卡的方法或设备，而且现有的试纸读取方法或设备，具有一定的检测成本，不适合个人、家庭的大众化推广应用。随着电子产品的广泛应用，现在的家庭或个人用户一般都有数码相机或配备有摄像头的手机或者电脑。但是，这些获取图像捕获装置的颜色捕获特性会根据装置不同而明显不同，因此精确的图像捕获几乎是不可能的。市场上有可获得精确测量色彩的专业分光光度计装置，但这些都超出了大多数家庭或个人消费者的承受能力。因此研究更加方便快捷的计算方法对试纸条或试纸卡进行结果判读是本领域有待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供了一种试纸读取方法和读取装置，适用于读取干化学试纸条、胶体金免疫层析试纸条或试纸卡以及酶抑制法的农药残留速测卡，操作简单易行，只需通过电脑或手机等电子设备获取相应的显色图片，即可直接读取被测物的浓度，测试精度可靠，特别适合个人、家庭的大众化推广使用。

本发明的技术方案是：

1.一种试纸读取方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.进行图像采集，所述的图像采集包括使用数码相机或者摄像头等移动电子设备，将试纸卡/条的彩色图像与校准灰度条的灰度图像同时捕获；所述试纸/条包括干化学试纸条、胶体金免疫层析试纸条/试纸卡或农药残留速测卡；所述的彩色图像是指显色后的试纸卡/条显示的具有一定颜色的显色图像；所述校准灰度条的图像是预先设置好灰度值的用于环境校正的标准图像；

B.处理捕获的彩色图像，包括将捕获的彩色图像通过同时捕获的校准灰度条的图像进行环境校正，以确定图像中未知颜色的灰度；

C.进行阴性、阳性判别，所述的阴性阳性判别是寻找特定位置处是否存在一定的灰度突变，若有则判别为阳性，进入下一步计算；若无则判别为阴性，直接输出阴性结果；

D.将步骤C中判别为阳性的样本通过浓度－灰度的关系式进行浓度计算，即得到待测试纸卡/条的浓度值，输出结果。

2.所述步骤B中，处理捕获的彩色图像，按照(1)灰度转换(2)边缘检测(3)提取分析区域的步骤进行；

(1)灰度转换，所述灰度转换采用以下彩色转灰度的计算公式：

Gray＝R×0.299+G×0.587+B×0.114