微滴分割计数方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及图像处理，尤其是涉及一种微滴分割计数方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、数字pcr(polymerase chain reaction，聚合酶链反应)属于第三代pcr技术，原理是将一个pcr反应体系分配到大量微小的反应单元(即微反应器)中，在每个微反应器中不含、或者含有1个或多个拷贝的目标核酸分子模板，进行“单分子模板”pcr扩增，扩增结束后，通过终点荧光信号判断阳性单元，通过统计方法计算原始样本中目标基因的拷贝数。数字pcr无需依赖于对照样品、标准曲线就可进行精确的绝对定量检测，具有比荧光定量pcr更加出色的灵敏度、特异性和精确性，已经受到越来越多的关注。

2、目前比较主流的是微滴式数字pcr系统，即将含有核酸分子的反应体系分成成千上万个纳升级的微滴，待扩增反应结束后，采用拍照方式，通过微滴的亮暗来判断微滴的阴阳性，然后根据亮暗微滴的数量进行统计分析，获得目标基因的拷贝数目。在进行微滴成像时，微滴大小、亮度不一，微滴之间常有重叠、干扰，再加上微滴蒸发、过曝、灰尘等异常噪点的影响，图像处理的难度较大，容易导致分割不够准确。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种微滴分割计数方法、装置、电子设备及存储介质，以缓解目前数字pcr图像因为微滴之间重叠、干扰带来的分割不够准确问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种微滴分割计数方法，包括：

3、基于双阈值分割算法对预处理后图像进行分割，得到包含微滴的背景外区域；其中，所述预处理后图像是对数字pcr图像进行预处理得到的；

4、基于膨胀操作，确定所述背景外区域内的所有极大值点；

5、通过在所述预处理后图像中以各个所述极大值点为起始点进行区域生长，获得所述数字pcr图像对应的微滴分割计数结果；其中，所述微滴分割计数结果包括微滴数量和每个微滴的形心位置。

6、进一步地，所述基于双阈值分割算法对预处理后图像进行分割，得到包含微滴的背景外区域，包括：

7、对获取到的数字pcr图像进行预处理，得到预处理后图像；

8、基于双阈值分割算法，计算得到所述预处理后图像的第一阈值和第二阈值；其中，所述第一阈值小于所述第二阈值；

9、基于所述第一阈值对所述预处理后图像进行二值化处理，得到包含微滴的背景外区域。

10、进一步地，所述对获取到的数字pcr图像进行预处理，得到预处理后图像，包括：

11、对获取到的数字pcr图像进行灰度处理，得到灰度图像；

12、基于中值滤波算法对所述灰度图像进行滤波处理，得到预处理后图像。

13、进一步地，所述基于膨胀操作，确定所述背景外区域内的所有极大值点，包括：

14、根据预先给定的微滴尺寸对所述预处理后图像进行膨胀操作，得到膨胀后图像；

15、通过比对所述预处理后图像与所述膨胀后图像，确定所述背景外区域内的所有极大值点；其中，所述极大值点为所述预处理后图像和所述膨胀后图像中灰度相同且灰度值大于0的像素点。

16、进一步地，所述根据预先给定的微滴尺寸对所述预处理后图像进行膨胀操作，得到膨胀后图像，包括：

17、基于预先给定的微滴尺寸，生成膨胀处理核；

18、基于所述膨胀处理核对所述预处理后图像进行膨胀操作，得到膨胀后图像。

19、进一步地，所述通过在所述预处理后图像中以各个所述极大值点为起始点进行区域生长，获得所述数字pcr图像对应的微滴分割计数结果，包括：

20、基于预设的区域生长算法，在所述预处理后图像中以各个所述极大值点为起始点进行区域生长，得到包括多个生长区域的生长后图像；

21、基于各个所述生长区域的尺寸信息和形心位置，按照预设的尺寸条件和距离条件对各个所述生长区域进行筛选和分割，得到多个微滴区域；

22、对所述多个微滴区域进行数量统计和形心位置识别，得到所述数字pcr图像对应的微滴数量和每个微滴的形心位置。

23、进一步地，所述尺寸信息包括外接圆半径和圆度；所述尺寸条件包括外接圆半径处于预设微滴半径范围内，且圆度大于预设圆度阈值；所述距离条件包括微滴中心之间的最短距离大于预设微滴直径。

24、第二方面，本发明实施例还提供了一种微滴分割计数装置，包括：

25、分割模块，用于基于双阈值分割算法对预处理后图像进行分割，得到包含微滴的背景外区域；其中，所述预处理后图像是对数字pcr图像进行预处理得到的；

26、确定模块，用于基于膨胀操作，确定所述背景外区域内的所有极大值点；

27、获取模块，用于通过在所述预处理后图像中以各个所述极大值点为起始点进行区域生长，获得所述数字pcr图像对应的微滴分割计数结果；其中，所述微滴分割计数结果包括微滴数量和每个微滴的形心位置。

28、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面所述的微滴分割计数方法。

29、第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行第一方面所述的微滴分割计数方法。

30、本发明实施例提供的微滴分割计数方法、装置、电子设备及存储介质，在进行微滴分割计数时，先基于双阈值分割算法对预处理后图像进行分割，得到包含微滴的背景外区域；其中，预处理后图像是对数字pcr图像进行预处理得到的；基于膨胀操作，确定背景外区域内的所有极大值点；通过在预处理后图像中以各个极大值点为起始点进行区域生长，获得数字pcr图像对应的微滴分割计数结果；其中，微滴分割计数结果包括微滴数量和每个微滴的形心位置。这样基于区域生长对数字pcr图像的微滴进行分割计数，缓解了目前数字pcr图像因为微滴之间重叠、干扰带来的分割不够准确问题，易理解，容易实现。

技术特征：

1.一种微滴分割计数方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的微滴分割计数方法，其特征在于，所述基于双阈值分割算法对预处理后图像进行分割，得到包含微滴的背景外区域，包括：

3.根据权利要求2所述的微滴分割计数方法，其特征在于，所述对获取到的数字pcr图像进行预处理，得到预处理后图像，包括：

4.根据权利要求1所述的微滴分割计数方法，其特征在于，所述基于膨胀操作，确定所述背景外区域内的所有极大值点，包括：

5.根据权利要求4所述的微滴分割计数方法，其特征在于，所述根据预先给定的微滴尺寸对所述预处理后图像进行膨胀操作，得到膨胀后图像，包括：

6.根据权利要求1所述的微滴分割计数方法，其特征在于，所述通过在所述预处理后图像中以各个所述极大值点为起始点进行区域生长，获得所述数字pcr图像对应的微滴分割计数结果，包括：

7.根据权利要求6所述的微滴分割计数方法，其特征在于，所述尺寸信息包括外接圆半径和圆度；所述尺寸条件包括外接圆半径处于预设微滴半径范围内，且圆度大于预设圆度阈值；所述距离条件包括微滴中心之间的最短距离大于预设微滴直径。

8.一种微滴分割计数装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的微滴分割计数方法。

10.一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1-7中任一项所述的微滴分割计数方法。

技术总结
本发明提供了一种微滴分割计数方法、装置、电子设备及存储介质，涉及图像处理技术领域，本发明在进行微滴分割计数时，先基于双阈值分割算法对预处理后图像进行分割，得到包含微滴的背景外区域；其中，预处理后图像是对数字PCR图像进行预处理得到的；基于膨胀操作，确定背景外区域内的所有极大值点；通过在预处理后图像中以各个极大值点为起始点进行区域生长，获得数字PCR图像对应的微滴分割计数结果；其中，微滴分割计数结果包括微滴数量和每个微滴的形心位置。这样基于区域生长对数字PCR图像的微滴进行分割计数，缓解了目前数字PCR图像因为微滴之间重叠、干扰带来的分割不够准确问题，易理解，容易实现。

技术研发人员：杨智,赵云鹏,高琪,石昌荣,李冬,贺贤汉
受保护的技术使用者：杭州博日科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13