关键词：
尿液分析
嵌入式处理
图像采集
图像处理
摘要：
尿液分析是检验人身体健康状况的重要指标,因此尿液分析仪已成为临床医学生化分析中的重要医疗仪器,成为检测人体尿液化学成分的重要医疗工具,为医生正确的诊断病人的泌尿疾病提供了方便快捷的检测手段。尿液分析系统能够给出病人尿样中的PH值、亚硝酸盐、葡萄糖、蛋白质、隐血、酮体、胆红素、尿胆原、尿比重、白细胞、维生素C等成分含量,它们可以辅助医生对多种疾病的诊断。目前常见的尿液分析仪大多体积较大,不适于携带,多用于医疗服务机构,并且仍然有一部分尿液分析仪不能够独立处理数据,仍需要借助计算机等工具对数据进行分析处理。本文就是在分析了市面上现有的尿液分析仪的优缺点的基础上,研发出一款基于图像的新型尿液分析仪,该仪器可以实现对尿液中的PH值、亚硝酸盐、葡萄糖、蛋白质、隐血、酮体、胆红素、尿胆原、尿比重、白细胞、维生素C等成分含量做出快速分析,且该仪器体积小易于携带,能够对数据进行独立处理,本文主要研究内容如下:在主控芯片的选择上,相较于以往的51单片机本设计选用的是STM32F4xx系列嵌入式芯片,该芯片主频高,可以快速处理大量图像数据,且该芯片增设多种外设接口使得电路的复杂度降低。在图像获取的元器件上,本设计选用的是200万像素OV2640摄像头,通过此摄像头可以直接获取试纸条上所有试剂块的像素值,无须步进电机进行传动采集,使运行速率有了显著提升。在照明光源的选择上,本设计选用的是环形光源,实现了光源的稳定照射同时降低了光源对测试结果的影响。在结果显示的模块选择方面,使用了触摸式液晶屏,既可以实现触摸按键功能,又可以进行结果显示,省去了上位机的操作界面,实现了一体化的功能。在图像处理方面,通过顶点法实现了试纸条边框检测,通过中值滤波法实现了图像的滤波去噪,完成了测试项试剂块位置检测,通过对图像R、G、B值进行数据补偿减少了信息的缺失,并通过反射率法对图像数据进行处理等。最后对整机进行了结果校验及实验标定,使得该仪器能够达到相应要求,测试结果准确,运行稳定。针对以往的电机带动试纸条运动的设计,本文采用嵌入式芯片驱动摄像头进行图像采集的方法,缩短了测试时间,降低了电路复杂度,使得整个系统的运行速率及性能均有所提升,同时保证了运行的稳定性及测试准确性,液晶屏的使用使仪器实现了一体化的操作,整体性能更加完善。
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