一种免疫印迹图像识别方法与流程

技术特征：
1.一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过扫描设备，获取膜条读取板扫描图像；步骤2：对扫描图像进行预处理，获得待处理图像；步骤3：根据待处理图像提取膜条区域，去除膜条区域的阴影区域；步骤4：判断膜条区域是否存在粘连；若存在粘连，则对粘连的膜条区域进行分割，进入下一步；若不存在粘连，则直接进入下一步；步骤5：对膜条区域进行倾斜校正，使膜条区域朝向设定的方向；步骤6：统计倾斜校正后的膜条区域，整理成膜条列表，并识别标号；步骤7：识别并定位膜条列表中的膜条上的膜线，获得膜线集；步骤8：对膜条列表中的膜条进行污点去除操作；步骤9：计算每条膜线的光密度值，并根据光密度值，获得每条膜线对应的浓度值；结束步骤。2.根据权利要求1所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤2中预处理流程包括如下步骤：步骤21：扫描图像清晰处理；步骤22：对扫描图像进行连通域分析，其中面积最大的连通域为背景区域，背景区域表示扫描图像中除膜条以外的区域；步骤23：旋转扫描图像，根据连通域分析的结果，选择面积最大的连通域，根据该连通域的边缘，计算偏转角度，并根据偏转角度转动扫描图像；步骤24：对扫描图像裁边，根据面积最大的连通域，在旋转后的扫描图像中确定外接正矩形框，并根据外接正矩形框的范围，对扫描图像进行裁边，获得待处理图像。3.根据权利要求1所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤3中去除膜条区域中的阴影区域包括如下步骤：步骤31：将经由步骤2获得的待处理图像由彩色图像转换为灰度图像；步骤32：对灰度图像进行二值化处理，获得灰度二值化图像gray_binary；步骤33：对灰度二值化图像gray_binary做形态学开运算处理；步骤34：将经由步骤2获得的待处理图像由rgb空间转至hsv空间，获得hsv图像；步骤35：对hsv图像进行二值化处理，其中将设定hsv范围内的像素点赋值为255，其余像素点赋值为0，获得膜条的阴影二值化图像black；步骤36：将灰度二值化图像gray_binary和阴影二值化图像black做与操作，获得与操作图像，记为and_gray_black；步骤37：在阴影二值化图像black中减去与操作图像and_gray_black，获得阴影区域图像；步骤38：将二值化图像binary减去阴影区域图像，获得膜条区域二值图。4.根据权利要求3所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤1中，其中粘连膜条区域的分割包括如下步骤：步骤401：根据膜条区域图像获得膜条区域掩膜图morph，在膜条区域掩模图morph上进行连通域查找，判断膜条连通域的面积；若该膜条连通域的面积满足设定的单膜条区域面积范围，则认为是单膜条，结束步骤；若该膜条连通域的面积满足设定的双膜条区域面积范
围，则认为是双模条粘连，进入步骤402；若该膜条连通域的面积满足设定的多膜条区域面积范围，则认为是多膜条粘连，舍弃该膜条区域，并在图像上标记，结束步骤；步骤402：根据膜条连通域设置外接正矩形框；步骤403：根据外接正矩形框，裁切出粘连膜条矩形框图像cut_image；步骤404：对粘连膜条矩形框图像cut_image进行距离变换，获得距离变换图像distance_image；步骤405：计算距离变换图像distance_image中的最大距离值max_dis；步骤406：对距离变换图像distance_image进行二值化处理，获得粘连区域二值化图像adjoin_image；步骤407：根据粘连区域二值化图像adjoin_image，计算获得图像的质心坐标center；步骤408：对粘连区域二值化图像adjoin_image进行形态学处理，获得图像dilate_image；步骤409：将粘连膜条矩形框图像cut_image与图像dilate_image做差，得到非粘连区域图像diff；步骤410：对非粘连区域图像diff进行距离变换处理，在获得的距离变换图像中寻找最大值；并根据最大值对距离变换图像进行二值化处理，得到膜条骨架binary；步骤411：计算膜条骨架binary的区域面积binary_area，以及粘连区域二值化图像adjoin_image的区域面积center_area；步骤412：对膜条骨架binary进行直线拟合，根据拟合直线的长度，判断膜条粘连的情况；若拟合直线长于设定值，则认为膜条为左右粘连，进入步骤413；若拟合直线没有长于设定值，则认为膜条为上下粘连，进入步骤414；步骤413：计算膜条骨架binary的质心，在质心处设置沿y轴方向的分割线进入步骤417；步骤414：判断区域面积binary_area以及区域面积center_area的大小；若区域面积binary_area小于设定值一，区域面积center_area大于设定值二，则认为膜条上下粘连区域较大，进入步骤415；否则认为膜条上下粘连区域较小，进入步骤416；步骤415：膜条上下粘连区域较大，则对粘连区域二值化图像adjoin_image进行直线拟合，获得拟合直线的斜率，并且获得粘连区域二值化图像adjoin_image的质心；根据拟合直线的斜率和质心获得分割线，进入步骤417；步骤416：膜条上下粘连区域较小，则分别计算上下两条粘连膜条的斜率，并得出斜率均值；并获得粘连区域二值化图像adjoin_image的质心；根据斜率均值和质心获得分割线，进入步骤417；步骤417：根据分割线分割膜条，获得单膜条区域，结束步骤；在步骤401中的膜条区域掩膜图morph根据膜条区域二值图，经过形态学处理获得。5.根据权利要求4所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤416中，斜率均值的计算包括如下步骤：步骤4161：对膜条骨架binary进行连通域分析，对每个连通域进行直线拟合操作；步骤4162：根据拟合的直线，获得其斜率；
步骤4163：将距离相近的连通域进行合并，得到相邻连通域的斜率均值。6.根据权利要求4所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤5中对步骤4获得的膜条区域进行倾斜校正，倾斜校正包括如下步骤：步骤51：根据膜条区域掩膜图morph，进行连通域查找，获得膜条连通域；根据膜条连通域设置外接正矩形框rect，并记录外接正矩形框rect的长、宽、边角坐标以及膜条偏转角angle；步骤52：在外接正矩形框rect内，统计像素值为255的像素的个数，并计算其与外接正矩形框rect内总像素个数的比值，记为白块比值white_block_rate；步骤53：判断白块比值white_block_rate与设定阈值的大小关系；若白块比值white_block_rate大于设定阈值，则认为膜条偏转角angle计算正确，结束步骤；否则，认为膜条偏转角angle计算错误，修正膜条偏转角angle，结束步骤。7.根据权利要求6所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤53中，膜条偏转角angle的修正包括如下步骤：步骤531：将步骤2获得的待处理图像转换为灰度图像，根据步骤51获得的外接正矩形框rect的位置，分割出膜条灰度图像rect_strip；步骤532：对膜条灰度图像rect_strip，在设定的角度范围内，以设定的步长进行转动，计算每次旋转后的图像的核范数；步骤533：以核范数最大的旋转角度，作为修正后的膜条偏转角angle；所述步骤532中核范数的计算通过奇异值分解法获得。8.根据权利要求6所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤6中整理膜条表格的过程包括如下步骤：步骤61：在步骤2获得的待处理图像中，根据阴影区域图像去除到处理图像中的阴影；步骤62：通过分割线以及外接正矩形框，截取单膜条图像；步骤63：根据膜条偏转角angle，对截取单膜条图像进行转动，获得膜条图像big_strip；步骤64：将膜条图像进行整理，获得膜条集strip；膜条集strip包括膜条区域的长、宽以及边角坐标；步骤65：识别膜条集strip，获得膜条列表并统计膜条序号。9.根据权利要求8所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤65中识别膜条集strip，获得膜条列表并统计膜条序号的步骤包括：步骤651：将步骤2获得的待处理图像转换为灰度图像；步骤652：计算灰度图像的拉普拉斯边缘lap；步骤653：根据膜条区域掩膜图morph，在拉普拉斯边缘lap中去除拉普拉斯边缘包裹的膜条区域；步骤654：将拉普拉斯边缘lap向x轴方向上进行投影，获得水平方向上的投影直方图hist；步骤655：根据设定的表格间隔space_table以及表格线投影累积peak_table，在投影直方图hist中，将满足表格间隔space_table以及表格线投影累积peak_table的阈值的波峰位置记为表格线，并对缺失的表格线进行相对位置补全，并获得表格位置集box；其中表
格位置集box记录了表格线分割出来的每个表格框的位置信息；步骤656：根据膜条集strip中的膜条的边角坐标中的x轴坐标，将膜条集进行分割，获得单列的膜条集；步骤657：将分割出来的单列膜条集，分别沿着y轴方向，从上到下进行排序；步骤658：在表格位置集box中寻找每个表格框的中心位置，对每个中心位置，从上到下标记对应序号；每列表格框分别对应一个序号列；并对序号列进行查重更新；步骤659：合并不同的序号列、不同的单列膜条集以及对应的表格位置集box，获得膜条列表。10.根据权利要求1所述的一种免疫印迹图像识别方法，其特征在于，所述步骤9中膜线浓度值的计算包括如下步骤：步骤91：根据步骤8中获得的去污点图像，获取膜线的直方图；步骤92：根据膜线的直方图，计算每条膜线上的光密度值，并获得均值光密度值；步骤93：根据膜条上的质控线的均值光密度值与设定的质控线光密度，计算修正系数correction_factor，并对其他膜线位置的均值光密度值进行修正；步骤94：将膜线修正后的均值光密度值带入标定曲线方程；其中标定曲线方程为三次样条方程或者四参数拟合方程；在步骤93中的质控线为膜条上设定的膜线。

技术总结
本发明提供一种免疫印迹图像识别方法，通过对粘连膜条的分割、膜条的倾斜校正以及对膜条区域的识别统计，将膜条读取板上的随机粘贴的膜条，整理成均匀排列的膜条列表，并且将膜条读取板上的多列膜条，整理为一列，方便后续对膜条上膜线的识别；通过对膜线的定位，包括确定质控膜线以及其他的待选膜线，将其他待选膜线与根据质控膜线获得的初选膜线集一一比对，选出合适的待选膜线，并实时对初选膜线集进行修正，保证最终确定的膜线集中的膜线的位置准确。置准确。置准确。


技术研发人员：徐宇 方剑秋 钟春梅 马志远 李鑫
受保护的技术使用者：杭州深度生物科技有限公司
技术研发日：2021.08.25
技术公布日：2022/1/11