專利名稱：生物檢測儀的圖像分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種生物檢測儀的圖像分析方法，特別是關(guān)于一種通過擷取生 物檢測載體的單一圖像，直接進(jìn)行圖像定位及圖像色度分析，以利快速輸出檢 測資料的生物檢測儀的圖像分析方法。
背景技術(shù)：
生物芯片(biochip)是生物科學(xué)中一種微面積、高密度的檢測分析工具，依
生物芯片種類或目的不同，可運(yùn)用分子生物學(xué)、分析化學(xué)、生化反應(yīng)等不同原 理設(shè)計(jì)產(chǎn)生各種不同的檢測分析模式。因此，在醫(yī)療或生化檢測上，生物芯片 具有極大的應(yīng)用潛力及價(jià)值。再者，不同的生物芯片可能選擇不同的生物相關(guān)
分子(例如基因、蛋白質(zhì)、有機(jī)化合物或細(xì)胞組織等)作為檢測探針(probe)，且 可能選擇利用微流體、微陣列或微機(jī)電技術(shù)，將所述檢測探針精確的點(diǎn)制在載 體上或使其于所述載體上流動(dòng)。上述載體可選自玻璃、硅基板、聚碳酸 酯(PC) 或聚甲基丙烯酸甲酯(即亞克力PMMA)等。生物芯片逐漸受到大量應(yīng)用的原因 在于其可在微小的載體面積下同步且快速的進(jìn)行大量的檢測程序，且僅需少量 樣本或試劑。 一般而言，上述樣本(檢測對(duì)象)可選自核酸分子或蛋白質(zhì)等，當(dāng) 樣本與所述載體上的檢測探針反應(yīng)鍵結(jié)后，必需以適當(dāng)顯色標(biāo)識(shí)試劑處理，例 如熒光標(biāo)識(shí)(fluorescent)、化學(xué)冷光標(biāo)識(shí)(chemi畫luminescent)或沉淀顯色標(biāo)識(shí) (colorimetric)等，以便得知生物芯片內(nèi)是否有發(fā)生反應(yīng)及其程度。
為了取得生物芯片與樣本反應(yīng)后的檢測結(jié)果，研究人員研究發(fā)展出各種生 物檢測儀，以方便快速提供檢測結(jié)果資料，進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)化的分析比對(duì)?，F(xiàn)今， 最常見的生物檢測儀是以照相機(jī)分別拍攝已反應(yīng)的生物檢測晶片上的各檢測 點(diǎn)，以取得各檢測點(diǎn)的個(gè)別圖像片段，再對(duì)各檢測點(diǎn)的個(gè)別圖像片段分別進(jìn)行圖像分析處理，以便得知所述生物檢測晶片反應(yīng)后的生物檢測結(jié)果。然而，此 舉造成整個(gè)檢測程序十分繁復(fù)漫長，導(dǎo)致檢測效率低落。同時(shí)，必需設(shè)置移動(dòng) 單元，以移動(dòng)照相機(jī)或生物檢測晶片，也導(dǎo)致整體儀器構(gòu)造復(fù)雜化。
舉例而言，中國臺(tái)灣省專利公告第1247108號(hào)「生物芯片檢測儀」揭示一 種光學(xué)檢測裝置，其由一控制系統(tǒng)控制激光系統(tǒng)發(fā)出連續(xù)的激光，激光經(jīng)由反 射后投射至基座上的陣列檢測樣本。此時(shí)，所述控制系統(tǒng)還控制二維移動(dòng)平臺(tái) 移動(dòng)，使得激發(fā)光能依序準(zhǔn)確投射至另一陣列檢測樣本。因而，所述陣列檢測 樣本上的數(shù)個(gè)檢測點(diǎn)的檢測物質(zhì)經(jīng)由激發(fā)光照射而反射產(chǎn)生放射光，放射光則 經(jīng)由投射、反射、濾光及聚焦后，成像投射于信號(hào)讀取裝置上，以便讀取所述 陣列檢測樣本上各檢測點(diǎn)所傳回的光信號(hào)。
如上所述，在所述光學(xué)檢測裝置中具有相同的技術(shù)問題由于在檢測時(shí)的
光學(xué)掃描方式為連續(xù)且單點(diǎn)式的二維移動(dòng)掃描，因此需費(fèi)時(shí)的進(jìn)行長時(shí)間掃 描。再者，所述陣列檢測樣本必需固定于所述基座上，并借助所述二維移動(dòng)平 臺(tái)的移動(dòng)，才使激光依序準(zhǔn)確對(duì)位投射在所述陣列檢測樣本上的每一檢測點(diǎn)。 同時(shí)，連續(xù)不斷投射激光造成可觀的耗電，以及不易將噪聲分離的問題。再者， 不斷移動(dòng)所述陣列檢測樣本，可能因晃動(dòng)造成噪聲，亦可能造成樣本的毀損。 上述因素造成所述光學(xué)檢測裝置的整體機(jī)構(gòu)十分復(fù)雜且體積龐大。
再者，所述第1247108號(hào)專利揭示另一種光學(xué)檢測裝置，用以改良上述二 維移動(dòng)掃描的問題，所述光學(xué)檢測裝置包含光源導(dǎo)光模塊，其由陣列光源與導(dǎo) 光元件所組成，所述陣列光源發(fā)出面光源，面光源通過所述導(dǎo)光元件，以形成 線光源并輸出供掃描之用，所述陣列光源可由復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光二極管(LED)所組成， 以取代上述激光點(diǎn)光源。再者，用以承載陣列檢測樣本的基座以一維方式移動(dòng) 進(jìn)行掃描，進(jìn)而達(dá)到取代復(fù)雜且占空間的傳統(tǒng)二維移動(dòng)方式。
然而，在所述光學(xué)檢測裝置中，由于在檢測時(shí)的光學(xué)掃描方式仍為連續(xù)線 形的一維移動(dòng)掃描，其仍需費(fèi)時(shí)的進(jìn)行長時(shí)間掃描，以借助一維移動(dòng)完成分次 擷取各含復(fù)數(shù)個(gè)檢測點(diǎn)的多個(gè)圖像。再者，所述陣列檢測樣本仍需固定于基座 上，并借助所述一維移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)，僅是移動(dòng)次數(shù)變少，但在每次移動(dòng)后進(jìn) 行掃描取得的圖像仍會(huì)產(chǎn)生位置偏差，故必需不斷進(jìn)行圖像定位校正，否則無法確保檢測結(jié)果準(zhǔn)確性。再者，不斷移動(dòng)所述陣列檢測樣本，不但可能因晃動(dòng) 造成圖像噪聲，甚至可能造成樣本毀損。上述因素造成所述光學(xué)檢測裝置仍舊 存在機(jī)構(gòu)及程序復(fù)雜的問題。
因此，有必要提供一種生物檢測儀的圖像分析方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存 在的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種生物檢測儀的圖像分析方法，其通過擷取 生物檢測載體的單一圖像，直接進(jìn)行圖像定位、面積推算及色度分析，進(jìn)而簡 化機(jī)臺(tái)構(gòu)造、提高檢測效率、降低檢測成本及增加檢測便利性。
本發(fā)明的次要目的在于提供一種生物檢測儀的圖像分析方法，其在生物檢 測載體上預(yù)設(shè)定位參考點(diǎn)，以便進(jìn)行圖像定位處理得知所述生物檢測載體的檢 測點(diǎn)的參考坐標(biāo)位置，進(jìn)而提高檢測精確性。
本發(fā)明的另一 目的在于提供一種生物檢測儀的圖像分析方法，其在定位生 物檢測載體的檢測點(diǎn)后，進(jìn)行圖像面積推算處理，以得知各檢測點(diǎn)的有效檢測 面積，進(jìn)而增加檢測可靠性。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種生物檢測儀的圖像分析方法，其在得知各 檢測點(diǎn)的有效檢測面積后，進(jìn)行圖像色度分析處理，以輸出各檢測點(diǎn)的色度平 均值，進(jìn)而提升檢測客觀性。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種生物檢測儀的圖像分析方法，其包含借 助至少一個(gè)光源照射已反應(yīng)的生物檢測載體，其設(shè)有至少一個(gè)檢測點(diǎn)及至少一 個(gè)定位參考點(diǎn)；利用圖像擷取單元擷取所述生物檢測載體的單一圖像，所述圖 像包含所有的檢測點(diǎn)圖像及定位參考點(diǎn)圖像；依據(jù)所述定位參考點(diǎn)圖像定位出 各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置；依據(jù)各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置定義出各檢 測點(diǎn)圖像的有效檢測面積；以及，分析各檢測點(diǎn)圖像的色度平均值(如灰階平 均〈直)，并輸出所述色度平均值。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中生物檢測儀的圖像分析方法的流程方塊圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中生物檢測儀的示意圖。
圖3A、圖3B及圖3C為本發(fā)明實(shí)施例1中各種生物檢測載體的示意圖。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中生物檢測儀的單一圖像的示意圖。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中生物檢測儀的示意圖。 圖6為本發(fā)明實(shí)施例3中生物檢測儀的示意圖。 圖7為本發(fā)明實(shí)施例4中生物檢測儀的示意圖。
主要元件符號(hào)說明
1 生物檢測儀 101定位槽 11'環(huán)形光源 13圖像處理器
21 檢測點(diǎn)
3 圖像 311參考坐標(biāo)位置 321參考坐標(biāo)位置
10 承載基座
11 光源
12圖像擷取單元
2 生物檢測載體 22定位參考點(diǎn)
31 檢測點(diǎn)圖像 32定位參考點(diǎn)圖像
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文將列舉本發(fā)明 的較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
請(qǐng)參照?qǐng)D1、 2、 3及4所示，本發(fā)明的生物檢測儀的圖像分析方法主要包 含下列步驟借助至少一個(gè)光源11照射已反應(yīng)的生物檢測載體2，其設(shè)有至少 一個(gè)檢測點(diǎn)21及至少一個(gè)定位參考點(diǎn)22;利用圖像擷取單元12擷取所述生物 檢測載體2的單一圖像3，所述圖像3包含所有的檢測點(diǎn)圖像31及定位參考點(diǎn)圖像32;依據(jù)所述定位參考點(diǎn)圖像32定位出各檢測點(diǎn)圖像31的參考坐標(biāo)位置 311;依據(jù)各檢測點(diǎn)圖像31的參考坐標(biāo)位置311定義出各檢測點(diǎn)圖像31的有 效檢測面積；以及，分析各檢測點(diǎn)圖像31的色度平均值(如灰階平均值)，并輸 出所述色度平均值。本發(fā)明將于下文利用實(shí)施例1至4的生物檢測儀詳細(xì)說明 本發(fā)明中的圖像分析方法，特別的是，所述生物檢測儀的儀器構(gòu)造并非用以限 制本發(fā)明的圖像分析方法。
請(qǐng)參照?qǐng)D1、 2、 3及4所示，本發(fā)明實(shí)施例1中的生物檢測儀的圖像分析 方法第一步驟是借助至少一個(gè)光源11照射已反應(yīng)的生物檢測載體2，其設(shè)有 至少一個(gè)檢測點(diǎn)21及至少一個(gè)定位參考點(diǎn)22。本發(fā)明實(shí)施例1提供的生物檢 測儀1其包含承載基座10、至少一個(gè)光源11、圖像擷取單元12及圖像處理器 13。所述承載基座10用以承載所述生物檢測載體2，并可選擇設(shè)置至少一個(gè)定 位槽IOI(或至少一個(gè)定位凸塊)，以初步定位所述生物檢測載體2。在本發(fā)明實(shí) 施例1中，所述光源11相對(duì)設(shè)于所述承載基座10的下方，且所述承載基座10 優(yōu)選的以透光材質(zhì)制成，例如玻璃或塑料等。依據(jù)所述生物檢測儀1的種類， 所述光源ll可能選自日光燈、熒光燈、激光光源或發(fā)光二極管(LED)光源等， 以提供適當(dāng)頻率的光線。所述圖像擷取單元12可選自電荷耦合元件(CCD)傳感 器或互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體(CMOS)傳感器等，其相對(duì)設(shè)于所述承載基座IO上方。 所述圖像處理器13電性連接至所述圖像擷取單元12，所述圖像處理器13選自 臺(tái)式電腦、筆記本電腦或服務(wù)器等，其用以提供后續(xù)步驟提及的圖像定位及色 度分析所需的各種圖像處理功能。再者，所述生物檢測儀1在所述光源11及 圖像擷取單元12之間另可選擇設(shè)有數(shù)個(gè)透鏡或反射鏡(未圖示)，以適當(dāng)擴(kuò)大、 集中、透射或反射光線。
另一方面，如圖3A、 3B及3C所示，依據(jù)所述生物檢測儀1的用途，所 述生物檢測載體2可選自在檢測后能產(chǎn)生顏色變化的各種生物檢測試紙或生物 檢測晶片，例如免疫墨點(diǎn)檢測試紙、DNA基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、微陣列生 物芯片、微流體生物芯片或微電機(jī)生物芯片等，且其基材可能是紙類、塑料、 玻璃、硅晶圓、金屬或其他高分子聚合材料等。所述生物檢測載體2設(shè)有至少 一個(gè)檢測點(diǎn)21及至少一個(gè)定位參考點(diǎn)22，所述檢測點(diǎn)21以適當(dāng)方式排列于所
9述生物檢測載體2上，例如以陣列方式排列于所述生物檢測載體2上。各所述 檢測點(diǎn)21皆預(yù)先點(diǎn)上適當(dāng)?shù)臋z測探針(probe)，以便在檢測后產(chǎn)生顏色程度變 化，所述檢測探針的顯色原理可選自沉淀顯色標(biāo)識(shí)(colorimetric)、熒光標(biāo)識(shí) (fluorescent)或化學(xué)冷光標(biāo)識(shí)(chemi-luminescent)等。再者，所述定位參考點(diǎn)22 則設(shè)于所述生物檢測載體2除所述檢測點(diǎn)21以外的其他適當(dāng)位置上，例如選 擇以高濃度染色反應(yīng)點(diǎn)、高濃度熒光標(biāo)識(shí)點(diǎn)、凸設(shè)、凹設(shè)或印刷等適當(dāng)方式設(shè) 于所述生物檢測載體2的至少一角落處或至少一邊緣處等，以便提供一個(gè)參考 坐標(biāo)定位各所述檢測點(diǎn)21 。
另外，如圖3A、 3B及3C所示，依實(shí)際需求，所述定位參考點(diǎn)22的數(shù)量 較佳為二個(gè)或二個(gè)以上，所述數(shù)個(gè)定位參考點(diǎn)22之間可選擇形成十字定位、 三角定位或三點(diǎn)定位的排列關(guān)系，以利后續(xù)的定位分析。如圖3A所示，二個(gè) 定位參考點(diǎn)22以適當(dāng)方式分別設(shè)于所述生物檢測載體2的對(duì)角線的二個(gè)角落 處，以便進(jìn)行十字定位。如圖3B所示，三個(gè)定位參考點(diǎn)22以適當(dāng)方式分別設(shè) 于所述生物檢測載體2的三個(gè)角落處，以便進(jìn)行三角定位。如圖3C所示，三 個(gè)定位參考點(diǎn)22以適當(dāng)方式相鄰設(shè)置于所述生物檢測載體2的同一行或同一 列的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)位置處，以便進(jìn)行三點(diǎn)定位。本發(fā)明下文的各實(shí)施例將以圖3A 的生物檢測載體2為例，以說明本發(fā)明的生物檢測儀的圖像分析方法。然而， 上述定位方式僅為本發(fā)明的生物檢測載體2的可行實(shí)施方式，其并非用以限制 本發(fā)明，本發(fā)明的生物檢測儀的圖像分析方法同樣可應(yīng)用實(shí)施在具不同定位構(gòu) 造的其他生物檢測載體2上。
請(qǐng)參照?qǐng)D1、 2、 3及4所示，本發(fā)明實(shí)施例1的生物檢測儀的圖像分析方 法第二步驟是利用所述圖像擷取單元12擷取所述生物檢測載體2的單一圖 像3，所述圖像3包含所有的檢測點(diǎn)圖像31及定位參考點(diǎn)圖像32。在本步驟 中，利用所述圖像擷取單元12收集來自所述承載基座10上的生物檢測載體2 的光線，以擷取所述生物檢測載體2的單一圖像3，并將所述圖像3傳送至圖 像處理器13。所述圖像3至少包含所有的檢測點(diǎn)圖像31及定位參考點(diǎn)圖像32， 其分別對(duì)應(yīng)于所述生物檢測載體2的檢測點(diǎn)21及定位參考點(diǎn)22。再者，為減 少圖像中的噪聲，所述圖像擷取單元12可選擇性的僅擷取所述生物檢測載體2范圍內(nèi)的圖像，而不擷取所述生物檢測載體2的邊緣圖像及其范圍外的圖像。
或者，以其他手段減少圖像中的噪聲，例如在所述光源ll上裝設(shè)擴(kuò)散板(未圖 示)，以增加光線的均勻度。
請(qǐng)參照?qǐng)D1、 2、 3及4所示，本發(fā)明實(shí)施例1的生物檢測儀的圖像分析方 法第三步驟是依據(jù)所述定位參考點(diǎn)圖像32定位出各檢測點(diǎn)圖像31的參考坐 標(biāo)位置311。在本步驟中，所述生物檢測儀1的圖像處理器13可提供圖像定位 處理功能，其利用預(yù)先儲(chǔ)存的比對(duì)范本圖像(未圖示)，以供與所述圖像3進(jìn)行 比對(duì)。所述預(yù)先儲(chǔ)存的比對(duì)范本圖像包含所述定位參考點(diǎn)圖像32及檢測點(diǎn)圖 像31的范本。因此， 一旦所述圖像處理器13依據(jù)所述比對(duì)范本圖像正確辨識(shí) 出所述圖像3的定位參考點(diǎn)圖像32的參考坐標(biāo)位置321，即可據(jù)此進(jìn)一步正確 辨識(shí)出所述圖像3的各檢測點(diǎn)圖像31的參考坐標(biāo)位置311。若所述圖像3的定 位參考點(diǎn)圖像32的實(shí)際位置與所述比對(duì)范本圖像的預(yù)設(shè)定位參考點(diǎn)位置之間 存在誤差時(shí)，則尋找所述圖像中的原預(yù)設(shè)定位參考點(diǎn)位置的鄰近區(qū)域，以找出 所述圖像的定位參考點(diǎn)圖像的實(shí)際位置。各檢測點(diǎn)圖像31及定位參考點(diǎn)圖像 32的參考坐標(biāo)位置311、 321較佳的是代表預(yù)設(shè)幾何中心的位置或預(yù)設(shè)最大檢 測面積的范圍。
請(qǐng)參照?qǐng)D1、 2、 3及4所示，本發(fā)明實(shí)施例1中的生物檢測儀的圖像分析 方法第四步驟是依據(jù)各檢測點(diǎn)圖像31的參考坐標(biāo)位置311定義出各檢測點(diǎn) 圖像31的有效檢測面積。在各檢測點(diǎn)圖像31的參考坐標(biāo)位置311提供預(yù)設(shè)幾 何中心的位置或預(yù)設(shè)最大檢測面積的范圍后，所述生物檢測儀l的圖像處理器 13提供圖像面積處理功能，以定義出各檢測點(diǎn)圖像31的實(shí)際有效檢測面積。 由于各檢測點(diǎn)21可能不均勻的預(yù)先點(diǎn)上檢測探針或可能不均勻的進(jìn)行顯色反 應(yīng)，因此其實(shí)際有效檢測面積可能等于或小于預(yù)設(shè)最大檢測面積。依據(jù)預(yù)定色 度差異標(biāo)準(zhǔn)，所述圖像處理器13可定義出各檢測點(diǎn)21的最外圍邊界線，進(jìn)而 推導(dǎo)其實(shí)際有效檢測面積。
請(qǐng)參照?qǐng)D1、 2、 3及4所示，本發(fā)明實(shí)施例1中的生物檢測儀的圖像分析 方法第五步驟是分析各檢測點(diǎn)圖像31的色度平均值(如灰階平均值)，并輸出 所述色度平均值。在本步驟中，所述生物檢測儀1的圖像處理器13提供色度
ii計(jì)算處理功能，其在預(yù)設(shè)單位面積中取出預(yù)定數(shù)量的采樣點(diǎn)，以得到數(shù)個(gè)色度
值，例如灰階值。亦即，所述圖像處理器13可由各檢測點(diǎn)21的有效檢測面積 取出數(shù)個(gè)或全部采樣點(diǎn)，以得到數(shù)個(gè)色度值，例如將全黑至全白分為256階(0 階至255階)。接著，所述圖像處理器13再對(duì)所述數(shù)個(gè)色度值進(jìn)行平均計(jì)算， 以產(chǎn)生各所述檢測點(diǎn)21的色度平均值。所述色度平均值可暫存于所述圖像處 理器13的儲(chǔ)存單元(如硬盤等)內(nèi)，或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)等適當(dāng)方式輸出至其他外部裝置 (如另一臺(tái)電腦)。如此，所述外部裝置即可依據(jù)各檢測點(diǎn)21的色度平均值，進(jìn) 行判斷所述生物檢測載體2的生物檢測結(jié)果。
通過上述第一至第五步驟，本發(fā)明實(shí)施例1即可通過擷取所述生物檢測載 體2的單一圖像3，直接進(jìn)行圖像定位、面積推算及色度分析等處理程序，有 利于簡化機(jī)臺(tái)構(gòu)造、提高檢測效率、降低檢測成本及增加檢測便利性。其中， 在所述生物檢測載體2上預(yù)設(shè)定位參考點(diǎn)22，方便進(jìn)行圖像定位處理得知所述 生物檢測載體2的檢測點(diǎn)21的參考坐標(biāo)位置，進(jìn)而提高檢測精確性。在定位 所述生物檢測載體2的檢測點(diǎn)21后，進(jìn)行圖像面積推算處理，方便得知各檢 測點(diǎn)21的有效檢測面積，進(jìn)而增加檢測可靠性。在得知各檢測點(diǎn)21的有效檢 測面積后，進(jìn)行圖像色度分析處理，以輸出各檢測點(diǎn)21的色度平均值，則可 提升檢測客觀性。
請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，本發(fā)明實(shí)施例2中的生物檢測儀的圖像分析方法相同于 本發(fā)明實(shí)施例1，但所述實(shí)施例2中的生物檢測儀1不同于本發(fā)明實(shí)施例1， 其差異在于雖然所述實(shí)施例2中的生物檢測儀1同樣包含承載基座10、至少 一個(gè)光源11、圖像擷取單元12及圖像處理器13，但所述光源11以傾斜方式 相對(duì)設(shè)于所述承載基座10上方的至少一側(cè)。再者，所述圖像擷取單元12相對(duì) 設(shè)于所述承載基座10上方。所述光源11的光線將傾斜投射至所述承載基座10 上的生物檢測載體2。同時(shí)，由所述生物檢測載體2反射的圖像光線則向上投 射至所述圖像擷取單元12。再者，所述光源11及圖像擷取單元12另可分別選 擇設(shè)有數(shù)個(gè)透鏡或反射鏡(未圖示)，以適當(dāng)擴(kuò)大、集中、透射或反射光線。因 此，本發(fā)明的生物檢測儀的圖像分析方法同樣可應(yīng)用實(shí)施在具有不同構(gòu)造的實(shí) 施例2中的生物檢測儀1上。請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，本發(fā)明實(shí)施例3中的生物檢測儀的圖像分析方法相同于 本發(fā)明實(shí)施例1，但所述實(shí)施例3中的生物檢測儀1不同于本發(fā)明實(shí)施例1，
其差異在于所述實(shí)施例3中的生物檢測儀1包含承載基座10、至少一個(gè)光源
11、圖像擷取單元12、圖像處理器13及分光鏡14，其中所述光源ll相對(duì)設(shè) 于所述承載基座10上方的一側(cè)。所述圖像擷取單元12相對(duì)設(shè)于所述承載基座 10上方。所述分光鏡14是半透鏡，由所述光源11水平投射至所述分光鏡14 的光線將折射并投影至所述承載基座10上的生物檢測載體2。同時(shí)，由所述生 物檢測載體2反射的圖像光線則穿透所述分光鏡14，并投射至所述圖像擷取單 元12。再者，所述光源11及圖像擷取單元12另可分別選擇設(shè)有數(shù)個(gè)透鏡或反 射鏡(未圖示)，以適當(dāng)擴(kuò)大、集中、透射或反射光線。因此，本發(fā)明的生物檢 測儀的圖像分析方法同樣可應(yīng)用實(shí)施在具不同構(gòu)造的實(shí)施例3中的生物檢測儀 1上。
請(qǐng)參照?qǐng)D7所示，本發(fā)明實(shí)施例4中的生物檢測儀的圖像分析方法相同于 本發(fā)明實(shí)施例1，但所述實(shí)施例4中生物檢測儀1不同于本發(fā)明實(shí)施例1至3， 其差異在于所述實(shí)施例4中生物檢測儀1包含承載基座10、至少一個(gè)環(huán)形光 源11'、圖像擷取單元12及圖像處理器13，其中所述環(huán)形光源11'相對(duì)設(shè)于 所述承載基座10上方，并環(huán)繞所述圖像擷取單元12。因此，所述環(huán)形光源ll '可提供均勻光線投射至所述承載基座10上的生物檢測載體2。再者，所述環(huán) 形光源11'及圖像擷取單元12另可分別選擇設(shè)有數(shù)個(gè)透鏡或反射鏡(未圖示)， 以適當(dāng)擴(kuò)大、集中、透射或反射光線。因此，本發(fā)明中生物檢測儀的圖像分析 方法同樣可應(yīng)用實(shí)施在具不同構(gòu)造的實(shí)施例4中的生物檢測儀1上。上述圖2、 5、 6及7所示的生物檢測儀1僅為本發(fā)明中的可行實(shí)施方式，其并非用以限制 本發(fā)明，本發(fā)明中的生物檢測儀的圖像分析方法同樣可應(yīng)用實(shí)施在具不同構(gòu)造 的其他生物檢測儀1上。
如上所述，相較于現(xiàn)有生物檢測儀的圖像分析方法分別拍攝各檢測點(diǎn)的個(gè) 別圖像片段，并分別進(jìn)行圖像分析處理，此舉造成檢測效率低落，及整體構(gòu)造 過于復(fù)雜等缺點(diǎn)，圖1中本發(fā)明通過擷取所述生物檢測載體2的單一圖像3， 直接進(jìn)行圖像定位、面積推算及色度分析等處理程序，確實(shí)有利于簡化機(jī)臺(tái)構(gòu)造、提高檢測效率、降低檢測成本、增加檢測便利性、提高檢測精確性、增加 檢測可靠性，并提升檢測客觀性。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例說明，然其并非用以限制本發(fā)明，任何熟知本 領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明做出更動(dòng)與 修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書中的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種生物檢測儀的圖像分析方法，其包含通過至少一個(gè)光源照射已反應(yīng)的生物檢測載體，其設(shè)有至少一個(gè)檢測點(diǎn)及至少一個(gè)定位參考點(diǎn)；利用圖像擷取單元擷取所述生物檢測載體的單一圖像，所述圖像包含所有檢測點(diǎn)圖像及定位參考點(diǎn)圖像；依據(jù)所述定位參考點(diǎn)圖像定位出各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置；依據(jù)各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置定義出各檢測點(diǎn)圖像的有效檢測面積；及分析各檢測點(diǎn)圖像的色度平均值，并輸出所述色度平均值。
2. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述色度平均值為灰階平均值。
3. 如權(quán)利要求1所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，利用預(yù)先儲(chǔ)存的比對(duì)范本圖像與所述圖像進(jìn)行比對(duì)，以辨識(shí)出所述圖像的定位參考點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置，及進(jìn)一步辨識(shí)出各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置。
4. 如權(quán)利要求3所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，若所述圖像的定位參考點(diǎn)圖像的實(shí)際位置與所述比對(duì)范本圖像的預(yù)設(shè)定位參考點(diǎn)位置之間存在誤差時(shí)，尋找所述圖像中的原預(yù)設(shè)定位參考點(diǎn)位置的鄰近區(qū)域，以找出所述圖像的定位參考點(diǎn)圖像的實(shí)際位置。
5. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置代表預(yù)設(shè)幾何中心的位置或預(yù)設(shè)最大檢測面積的范圍。
6. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，依據(jù)預(yù)定色度差異標(biāo)準(zhǔn)，以定義出各檢測點(diǎn)的最外圍邊界線，進(jìn)而推導(dǎo)其有效檢測面積。
7. 如權(quán)利要求1所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，由各檢測點(diǎn)的有效檢測面積取出數(shù)個(gè)或全部采樣點(diǎn)，以得到數(shù)個(gè)色度值，再對(duì)所述數(shù)個(gè)色度值進(jìn)行平均計(jì)算，以產(chǎn)生各檢測點(diǎn)的色度平均值。
8. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，還包含承載基座，用以承載所述生物檢測載體。
9. 如權(quán)利要求8所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述承載基座設(shè)置至少一個(gè)定位槽或至少一個(gè)定位凸塊，以初步定位所述生物檢測載體。
10. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述光源選自日光燈、熒光燈、激光光源或發(fā)光二極管(LED)光源。
11. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述圖像擷取單元選自電荷耦合元件(CCD)傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物導(dǎo)體(CMOS)傳感器。
12. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述生物檢測載體選自在檢測后能產(chǎn)生顏色變化的生物檢測試紙或生物檢測心片。
13. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述生物檢測載體的檢測點(diǎn)預(yù)先點(diǎn)上檢測探針，所述檢測探針的顯色原理選自沉淀顯色標(biāo)識(shí)、熒光標(biāo)識(shí)或化學(xué)冷光標(biāo)識(shí)。
14. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述定位參考點(diǎn)選擇以高濃度染色反應(yīng)點(diǎn)、高濃度熒光標(biāo)識(shí)點(diǎn)、凸設(shè)、凹設(shè)或印刷的方式設(shè)于所述生物檢測載體上。
15. 如權(quán)利要求l所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述定位參考點(diǎn)設(shè)于所述生物檢測載體的至少一角落處或至少一邊緣處。
16. 如權(quán)利要求15所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述定位參考點(diǎn)的數(shù)量為二個(gè)，其分別設(shè)于所述生物檢測載體的對(duì)角線的二個(gè)角落處，以便進(jìn)行十字定位。
17. 如權(quán)利要求15所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述定位參考點(diǎn)的數(shù)量為三個(gè)，其分別設(shè)于所述生物檢測載體的三個(gè)角落處，以便進(jìn)行三角定位。
18.如權(quán)利要求15所述的生物檢測儀的圖像分析方法，其特征在于，所述定位參考點(diǎn)的數(shù)量為三個(gè)，其相鄰設(shè)置于所述生物檢測載體的同一行或同一列的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)位置處，以便進(jìn)行三點(diǎn)定位。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生物檢測儀的圖像分析方法，其包含通過至少一個(gè)光源照射已反應(yīng)的生物檢測載體，其設(shè)有至少一個(gè)檢測點(diǎn)及至少一個(gè)定位參考點(diǎn)；利用圖像擷取單元擷取所述生物檢測載體的單一圖像，所述圖像包含所有檢測點(diǎn)圖像及定位參考點(diǎn)圖像；依據(jù)所述定位參考點(diǎn)圖像定位出各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置；依據(jù)各檢測點(diǎn)圖像的參考坐標(biāo)位置定義出各檢測點(diǎn)圖像的有效檢測面積；以及，分析各檢測點(diǎn)圖像的色度平均值(如灰階平均值)，并輸出所述色度平均值。
文檔編號(hào)G01N21/84GK101592654SQ20081010822
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者吳自強(qiáng), 莊琮凱, 王建華 申請(qǐng)人:開物科技股份有限公司