一种用于糖尿病氯化钴试纸色差的检测方法与流程

本发明涉及试纸颜色变化分析，具体涉及一种用于糖尿病氯化钴试纸色差的检测方法。

背景技术：

1、糖尿病足是糖尿病患者一种常见的并发症，糖尿病患者都具有高血糖的症状。长期处于高血糖的状态会损害患者的末梢神经，同时会造成体内血液循环减少，导致糖尿病患者的足部汗腺工作能力低，足部泌汗功能存在阻碍，最终会导致糖尿病足，出现干裂、溃疡等症状。而氯化钴试纸可以检测水分，而人体汗液中含有大量水分，因此可以使用氯化钴试纸检测人体汗液排出量。现如今常采用以氯化钴为原料的一种糖尿病足神经病变早期诊断试纸，正常人的足部汗腺功能完好，产生大量的汗液，使用该试纸会发生从蓝色到完全粉红色的颜色变化。而对于足部汗腺功能受损的糖尿病患者，不会或产生很少的汗液，使用该试纸不会发生颜色的变化，或者部分试纸变成粉红色。

2、利用图像处理的方法对正常人使用后的试纸进行色差检测的效果较佳，但是对于糖尿病患者使用后的试纸，由于其足部汗腺功能受损，使用后的试纸可能呈现出部分粉红色，或者几乎不存在粉红色部分，且粉红色区域的边缘部分存在渐变的特征，导致通过采集试纸表面图像提取两种颜色类别对应的区域的准确度较低，进而使得糖尿病氯化钴试纸色差的检测结果的准确度较低。

技术实现思路

1、为了解决糖尿病氯化钴试纸色差的检测结果的准确度较低技术问题，本发明的目的在于提供一种用于糖尿病氯化钴试纸色差的检测方法，所采用的技术方案具体如下：

2、采集糖尿病氯化钴试纸使用后的表面灰度图像，并获取表面灰度图像中的连通域；

3、根据每个连通域内像素波动程度、像素点在局部范围内的纹理信息以及像素点在局部范围内的灰度差异情况，得到每个连通域的区域信息丰富度；

4、根据每个连通域内每个像素点与连通域内的灰度最小值之间的差异，确定连通域内每个像素点的灰度权重；根据像素点的灰度权重和其所在连通域的区域信息丰富度，得到每个像素点的色彩系数表征值；

5、根据每个像素点的色彩系数表征值对表面灰度图像中像素点进行聚类，得到两个类别，根据两个类别内像素点的灰度值和像素点数量、以及未使用的试纸图像，确定氯化钴试纸色差检测结果。

6、优选地，所述根据每个连通域内像素波动程度、像素点在局部范围内的纹理信息以及像素点在局部范围内的灰度差异情况，得到每个连通域的区域信息丰富度，具体包括：

7、对于任意一个连通域，根据连通域内所有像素点的像素值的波动程度得到连通域的第一特征系数；根据连通域内每个像素点在邻域范围内的纹理信息得到连通域的第二特征系数；根据连通域内每个像素点在邻域范围内的灰度差异情况得到连通域的第三特征系数；

8、根据连通域的第一特征系数、第二特征系数和第三特征系数得到连通域的区域信息丰富度；所述第一特征系数、第二特征系数和第三特征系数均与所述区域信息丰富度呈正相关关系。

9、优选地，所述根据连通域内所有像素点的像素值的波动程度得到连通域的第一特征系数具体为：

10、对表面灰度图像进行角点检测，获取每个连通域内角点的数量；

11、计算连通域内所有像素点的灰度值的方差得到第一系数，计算连通域内角点的数量与第一预设值的和值得到第二系数，将第一系数和第二系数的乘积作为连通域的第一特征系数。

12、优选地，所述根据连通域内每个像素点在邻域范围内的纹理信息得到连通域的第二特征系数具体为：

13、将连通域内任意一个像素点记为目标像素点，在以目标像素点为中心、预设尺寸的窗口内，基于窗口内所有像素点的灰度值，构建目标像素点对应的灰度共生矩阵；将目标像素点对应的灰度共生矩阵的对比度和熵的乘积作为目标像素点的纹理信息复杂因子；将连通域内所有像素点的纹理信息复杂因子的均值作为连通域的第二特征系数。

14、优选地，所述根据连通域内每个像素点在邻域范围内的灰度差异情况得到连通域的第三特征系数具体为：

15、将连通域内任意一个像素点记为选定像素点，在以选定像素点为中心、预设尺寸的窗口内，分别获取每行像素点的灰度值的均值记为行特征值，分别获取每列像素点的灰度值的均值记为列特征值；计算每两行的行特征值之间的差异的均值，得到第三系数；计算每两列的列特征值之间的差异的均值，得到第四系数；根据第三系数和第四系数得到选定像素点的局部差异指数；所述第三系数和第四系数均与局部差异指数呈正相关关系；

16、将连通域内所有像素点的局部差异指数的均值作为连通域的第三特征系数。

17、优选地，所述根据像素点的灰度权重和其所在连通域的区域信息丰富度，得到每个像素点的色彩系数表征值，具体包括：

18、将每个像素点的灰度权重和该像素点所在连通域的区域信息丰富度的乘积，作为每个像素点的色彩系数表征值。

19、优选地，所述根据两个类别内像素点的灰度值和像素点数量、以及模板试纸图像，确定氯化钴试纸色差检测结果，具体包括：

20、将每个类别内所有像素点的数量与表面灰度图像中所有像素点的总数量的比值作为每个类别对应的数量权值，利用每个类别的数量权值对每个类别的特征均值进行加权求和，得到表面灰度图像的特征色值；

21、计算未使用的试纸图像中所有像素点的灰度值均值记为试纸图像的特征色值；将表面灰度图像的特征色值与试纸图像的特征色值之间的差值绝对值的归一化值作为色差值；

22、当色差值小于或等于预设的第一色彩阈值时，氯化钴试纸色差检测结果为轻微色差；当色差值大于第一色彩阈值，且小于或等于预设的第二色彩阈值时，氯化钴试纸色差检测结果为中度色差；当色差值大于第二色彩阈值时，氯化钴试纸色差检测结果为重度色差。

23、优选地，所述根据每个连通域内每个像素点与连通域内的灰度最小值之间的差异，确定连通域内每个像素点的灰度权重，具体包括：

24、对于任意一个连通域内任意一个像素点，将该像素点的灰度值与其所在连通域内像素点的灰度值最小值之间的差值绝对值的负相关归一化值，作为该像素点的灰度权重。

25、优选地，所述糖尿病氯化钴试纸的组成部分具体包括：

26、氯化钴试纸、pu膜、pe离型膜、离型隔离纸；其中，氯化钴试纸采用ph原纸，用ph值为6-7.5、氯化钴含量≥12%的氯化钴试剂液均匀浸润ph原纸。

27、本发明实施例至少具有如下有益效果：

28、本发明首先获取糖尿病氯化钴试纸使用后的表面灰度图像中的连通域，以便基于不同的连通域内不同像素点的灰度分布情况进行分析，能够获得试纸较为准确的色彩特征分布。然后，分别对每个连通域内像素波动程度、像素点在局部范围内的纹理信息以及像素点在局部范围内的灰度差异情况进行分析，获得每个连通域的区域信息丰富度，即利用区域信息丰富度从像素波动程度、纹理信息分布情况以及灰度差异情况三个方面反映了连通域内的特征分布。进一步的，再基于每个像素点与其所在的连通域内的灰度最小值之间的差异，对每个像素点赋予一个灰度权重，将分类度量指标量化至像素级，进而基于每个像素点的色彩系数表征值进行聚类，能够获得较为准确的聚类结果，基于分类结果确定氯化钴试纸色差检测结果，使得糖尿病氯化钴试纸色差的检测结果较为准确。