本文關(guān)鍵詞：基于圖像處理技術(shù)的尿液分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：尿液分析是檢驗(yàn)人身體健康狀況的重要指標(biāo),因此尿液分析儀已成為臨床醫(yī)學(xué)生化分析中的重要醫(yī)療儀器,成為檢測人體尿液化學(xué)成分的重要醫(yī)療工具,為醫(yī)生正確的診斷病人的泌尿疾病提供了方便快捷的檢測手段。尿液分析系統(tǒng)能夠給出病人尿樣中的PH值、亞硝酸鹽、葡萄糖、蛋白質(zhì)、隱血、酮體、膽紅素、尿膽原、尿比重、白細(xì)胞、維生素C等成分含量,它們可以輔助醫(yī)生對多種疾病的診斷。目前常見的尿液分析儀大多體積較大,不適于攜帶,多用于醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu),并且仍然有一部分尿液分析儀不能夠獨(dú)立處理數(shù)據(jù),仍需要借助計(jì)算機(jī)等工具對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。本文就是在分析了市面上現(xiàn)有的尿液分析儀的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,研發(fā)出一款基于圖像的新型尿液分析儀,該儀器可以實(shí)現(xiàn)對尿液中的PH值、亞硝酸鹽、葡萄糖、蛋白質(zhì)、隱血、酮體、膽紅素、尿膽原、尿比重、白細(xì)胞、維生素C等成分含量做出快速分析,且該儀器體積小易于攜帶,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立處理,本文主要研究內(nèi)容如下:在主控芯片的選擇上,相較于以往的51單片機(jī)本設(shè)計(jì)選用的是STM32F4xx系列嵌入式芯片,該芯片主頻高,可以快速處理大量圖像數(shù)據(jù),且該芯片增設(shè)多種外設(shè)接口使得電路的復(fù)雜度降低。在圖像獲取的元器件上,本設(shè)計(jì)選用的是200萬像素OV2640攝像頭,通過此攝像頭可以直接獲取試紙條上所有試劑塊的像素值,無須步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)采集,使運(yùn)行速率有了顯著提升。在照明光源的選擇上,本設(shè)計(jì)選用的是環(huán)形光源,實(shí)現(xiàn)了光源的穩(wěn)定照射同時(shí)降低了光源對測試結(jié)果的影響。在結(jié)果顯示的模塊選擇方面,使用了觸摸式液晶屏,既可以實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵功能,又可以進(jìn)行結(jié)果顯示,省去了上位機(jī)的操作界面,實(shí)現(xiàn)了一體化的功能。在圖像處理方面,通過頂點(diǎn)法實(shí)現(xiàn)了試紙條邊框檢測,通過中值濾波法實(shí)現(xiàn)了圖像的濾波去噪,完成了測試項(xiàng)試劑塊位置檢測,通過對圖像R、G、B值進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)償減少了信息的缺失,并通過反射率法對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理等。最后對整機(jī)進(jìn)行了結(jié)果校驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)標(biāo)定,使得該儀器能夠達(dá)到相應(yīng)要求,測試結(jié)果準(zhǔn)確,運(yùn)行穩(wěn)定。針對以往的電機(jī)帶動(dòng)試紙條運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì),本文采用嵌入式芯片驅(qū)動(dòng)攝像頭進(jìn)行圖像采集的方法,縮短了測試時(shí)間,降低了電路復(fù)雜度,使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速率及性能均有所提升,同時(shí)保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性及測試準(zhǔn)確性,液晶屏的使用使儀器實(shí)現(xiàn)了一體化的操作,整體性能更加完善。
【關(guān)鍵詞】：尿液分析 嵌入式處理 圖像采集 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;R446.12
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及研究意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 尿液分析儀通常的檢測項(xiàng)目14-15
• 1.4 本文的研究內(nèi)容以及章節(jié)安排15-17
• 第二章 尿液分析檢測原理17-21
• 2.1 尿液分析的基本反應(yīng)原理17
• 2.2 本設(shè)計(jì)所用尿液檢測算法原理17-18
• 2.3 RGB圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化18-20
• 2.3.1 RGB顏色18-19
• 2.3.2 不同的RGB格式19
• 2.3.3 RGB565格式轉(zhuǎn)換為RGB24格式19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 試紙條圖像處理方法及分析原理21-27
• 3.1 圖像的濾波去噪21-25
• 3.2 圖像的試紙條邊框檢測25-26
• 3.3 圖像試劑塊檢測26
• 3.4 本章小結(jié)26-27
• 第四章 尿液分析儀硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-33
• 4.1 儀器的工作流程28
• 4.2 系統(tǒng)主控芯片及接口概述28-32
• 4.2.1 STM32F4xx系列芯片內(nèi)核概述28-29
• 4.2.2 I2C接口29-30
• 4.2.3 DCMI數(shù)字?jǐn)z像頭接口30-31
• 4.2.4 DMA傳輸接口31-32
• 4.3 本章小結(jié)32-33
• 第五章 尿液分析儀的硬件模塊及電路設(shè)計(jì)33-41
• 5.1 圖像信號采集模塊33-35
• 5.2 液晶屏模塊35-37
• 5.3 JTAG口電路37-38
• 5.4 復(fù)位電路38
• 5.5 部分電源電路38-39
• 5.6 照明光源模塊39-40
• 5.7 本章小結(jié)40-41
• 第六章 基于圖像的尿液分析儀的軟件設(shè)計(jì)41-55
• 6.1 開發(fā)平臺(tái)介紹41-44
• 6.1.1 軟件總體概述43
• 6.1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)43-44
• 6.2 軟件程序組成部分44-52
• 6.2.1 圖像數(shù)據(jù)采集子程序44-46
• 6.2.2 圖像邊框檢測子程序46-48
• 6.2.3 圖像去噪子程序48-50
• 6.2.4 各小試劑塊數(shù)據(jù)處理子程序50-52
• 6.3 觸摸屏按鍵子程序52
• 6.4 LCD液晶屏結(jié)果顯示子程序52-54
• 6.5 本章小結(jié)54-55
• 第七章 整機(jī)調(diào)試與結(jié)果分析55-61
• 7.1 引言55
• 7.2 儀器測試結(jié)果分析方法55-56
• 7.3 整機(jī)的調(diào)試與標(biāo)定56-58
• 7.4 尿液分析儀測試結(jié)果分析58-59
• 7.4.1 測試結(jié)果穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度分析58
• 7.4.2 與已有尿液分析儀的對比結(jié)果分析58-59
• 7.5 測試系統(tǒng)誤差分析59-60
• 7.6 本章小結(jié)60-61
• 第八章 總結(jié)與展望61-63
• 8.1 總結(jié)61
• 8.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 作者簡介67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：330325