一种单分子定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种单分子定位方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，超分辨荧光成像技术实现了在分子水平下对活细胞精细结构的观察，成 为生物结构和功能成像极其重要的工具，并成为单分子测序技术必不可少的一部分。超分 辨荧光成像技术是以纳米级的空间分辨率直观地显示单分子的空间分布情况的技术。超分 辨荧光成像能用来研究被荧光分子标记的单分子之间的相互作用过程，可用于单分子测序 技术中判断碱基的延伸情况。目前常用的超分辨荧光成像方法是利用荧光分子本身的开关 效应来进行定位的显微成像技术。例如，光敏定位显微（PALM)、随机光学重建显微（STORM) 等等，它们在不同时刻获取稀疏分布的被荧光分子标记的单分子的定位信息，然后将不同 时刻获得的定位信息叠加，最终实现高横向纳米分辨。一幅超分辨图像由若干单分子位置 叠加获得。显然，单分子定位是超分辨荧光成像过程中不可缺少的一环节。因此，提供一种 如何对单分子进行定位的方法非常重要。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例公开了 一种单分子定位方法，能够对单分子进行定位。
[0004] 本发明实施例公开了一种单分子定位方法，所述方法包括：
[0005] 针对目标图片的每一像素点，确定与所述像素点对应的亮度值矩阵，所述亮度值 矩阵为以所述像素点的亮度值为中心的拥有预设行数以及预设列数的像素点亮度值的矩 阵；
[0006] 根据所述亮度值矩阵，获取所述目标图片的二值化矩阵；
[0007] 从所述二值化矩阵中确定顶点值为1的第一连通分量；
[0008] 通过预设算法求取所述第一连通分量的中心坐标作为单分子的二维位置坐标。
[0009] 在本发明实施例中，单分子定位装置将针对目标图片的每一像素点，确定与该像 素点对应的亮度值矩阵，该亮度值矩阵为以所述像素点的亮度值为中心的拥有预设行数以 及预设列数的像素点亮度值的矩阵；单分子定位装置根据亮度值矩阵，获取目标图片的二 值化矩阵，并从二值化矩阵中确定顶点值为1的第一连通分量；单分子定位装置通过预设 算法求取第一连通分量的中心坐标作为单分子的二维位置坐标。可见，本发明实施例能够 对单分子进行定位。
【附图说明】
[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011] 图1是本发明实施例公开的一种单分子定位方法的流程示意图；
[0012] 图2是本发明实施例公开的另一种单分子定位方法的流程示意图；
[0013] 图3是本发明实施例公开的另一种单分子定位方法的流程示意图；
[0014] 图4是本发明实施例公开的一种单分子定位装置的结构示意图；
[0015] 图5是本发明实施例公开的另一种单分子定位装置的结构示意图；
[0016] 图6是本发明实施例公开的另一种单分子定位装置的结构示意图；
[0017] 图7是本发明实施例公开的目标图片的像素点分布示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。
[0019] 本发明实施例公开了一种单分子定位方法及单分子定位装置，能够对单分子进行 定位。以下分别进行详细说明。
[0020] 请参见图1，图1为本发明实施例公开的一种单分子定位方法的流程示意图。如图 1所示，该单分子定位方法可以包括以下步骤。
[0021] S101、针对目标图片的每一像素点，确定与所述像素点对应的亮度值矩阵，所述 亮度值矩阵为以所述像素点的亮度值为中心的拥有预设行数以及预设列数的像素点亮度 值的矩阵。
[0022] 本发明实施例中，用户可在单分子定位装置选择或导入一张图片作为目标图片。 单分子定位装置将针对目标图片的每一像素点，确定与该像素点对应的亮度值矩阵。其中， 与该像素点对应的亮度值矩阵为以该像素点的亮度值为中心的矩阵，且与该像素点对应的 亮度值矩阵为拥有预设行数以及预设列数的像素点亮度值的矩阵。例如，与该像素点对应 的亮度值矩阵可以为以该像素点的亮度值为中心的3*3、5*5、7*7的矩阵，本发明实施例不 做限定。其中，单分子定位装置可包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电 脑等用户设备。该用户设备的操作系统可包括但不限于Android操作系统、IOS操作系统、 Symbian (塞班）操作系统、Black Berry (黑莓）操作系统、Windows操作系统等等，本发明 实施例不做限定。
[0023] 举例来说，当目标图片有512*512个像素点时，单分子定位装置确定与目标图片 的每一像素点对应的亮度值矩阵，则单分子定位装置总共将确定512*512个亮度值矩阵。 如图7所示，图7为目标图片的像素点分布示意图，其中η为512, an为第一行第一列的像 素点，a12为第一行第二列的像素点，a ln为第一行第η列的像素点，…，a nn为第η行第η列 的像素点。若亮度值矩阵为3*3的矩阵，则单分子定位装置确定an对应的亮度值矩阵时， 将从目标图片中选取以a n为中心的3*3的像素点。在目标图片的像素点中的以a n为中心 的3*3的像素点仅包括a12、a2^P a 22,单分子走位装置将获取a 22的壳度值，并 将不存在目标图片的像素点中的以an为中心的3*3的像素点的亮度值设为0 ;单分子定位 装置将以an为中心的3*3的像素点的亮度值构成a n对应的亮度值矩阵。
[0024] 例如，若an对应的亮度值为L n，a12对应的亮度值为L 12, a21对应的亮度值为L 21， a22对应的亮度值为L 22，则与an对应的亮度值矩阵A n为
，同理，与a12 对应的亮度值矩阵A12为
其中，L13为a 13的亮度值，L23为a 23的亮度 值。同理，与a22对应的亮度值矩阵A22为
，其中，L31为a 31的亮度值， L32为a 32的亮度值，L 33为a 33的亮度值。
[0025] S102、根据所述亮度值矩阵，获取所述目标图片的二值化矩阵。
[0026] 本发明实施例中，单分子定位装置确定每一像素点对应的亮度值矩阵之后，将根 据确定的亮度值矩阵，获取目标图片的二值化矩阵。
[0027] 作为一种可选的实施方式，单分子定位装置根据亮度值矩阵，获取目标图片的二 值化矩阵的【具体实施方式】可以包括以下步骤：
[0028] 11)单分子定位装置计算每一所述亮度值矩阵与预设矩阵的相似度值，得到相似 度值矩阵；
[0029] 12)单分子定位装置将所述相似度值矩阵中的每一相似度值与预设阈值进行比 较，得到与每一所述相似度值对应的比较结果；
[0030] 13)单分子定位装置根据所述比较结果对所述相似度值矩阵中的每一相似度值进 行二值化处理，以得到所述目标图片的二值化矩阵。
[0031] 在该实施方式中，单分子定位装置预先设置有预设矩阵，该预设矩阵与亮度值矩 阵拥有相同的行数和相同的列数，且该预设矩阵的元素为亮