一种dna测序的图像配准方法及装置的制造方法_2

文档序号:9668186阅读:来源:国知局
程图, 包括:
[0063]步骤101,获取图谱信息,在对每个图谱的采样时间间隔内分别获取DNA图谱;
[0064]具体地,可以通过以下方式实现对DNA图谱的获取:
[0065] 反应液进入DNA测序仪的反应芯片中进行化学反应,产生可见光;(XD相机在适当 的拍照位置,对反应芯片中产生的可见光信息进行拍照采集DNA图谱。
[0066] 更为具体的,获取图谱信息时,对信号波形,在每连续的K个周期内,每周期选择η 个预设时刻的采样点,每间隔时间To采样一次,连续取样Μ次;为了保证取样数据的可参考 性与准确性,在每一周期内选择的η个采样点的时间间隔△t按照下述公式计算,
[0067]
(6)
[0068] 式中,At表示采样点的时间间隔,a为修正系数,其大小由采样点数量决定,ω表 示拍照信号的角频率,由CCD相机的性能决定,β为初始相角,Τ表示信号周期的时间,λ表示 信号波形的峰值。
[0069] 经上述公式(6)采样,在信号幅值越大时,采样越密集,采样数据的可参考性越强; 采样对信号数据按照预设条件采样,使得后续的信号处理数据量减小,减轻数据处理的繁 杂运算。
[0070] 步骤102,获取所述DNA图谱的第一像素和第二像素,其中,第一像素Α为目标像素, 第一像素的灰度值大于或等于初始分割阈值To,像素总数为N;第二像素B为背景像素,第二 像素的灰度值小于初始分割阈值To,像素总数为M;图谱f(i,j)的最大值为Vmax,最小值为 Vmin
[0071] 其中,To=l/2(Vmin+Vmax) (1);
[0072] 步骤103,计算第一像素和第二像素的灰度均值的全局阈值T;
[0073]
(2)-
[0074] 步骤104,计算第一像素和第二像素的方差〇2
[0075] σ2=(ΡΑ+ΡΒ)(Τ-Το)2 (3);
[0076] 其中,第一像素的概率为:
[0077]
(4)
[0078] 第二像素的概率为:
[0079]
(5)
[0080] 步滕iUb,右力左仕顶议范围内,则以τ为全局阈值对所述图谱进行分割。
[0081 ] 步骤106,获取CY3、CY5、FAM和TXR四种荧光图像;
[0082]具体地,当CCD相机拍照获取的DNA图谱模糊不清时,而荧光图像清楚时,可以通过 获取荧光图像,进行磁珠识别。
[0083] 步骤107,以所述图谱为基准图像,选定图像变换模型,使用所述图像变换模型对 所述四种荧光图像进行配准,得到配准后的荧光图像;
[0084] 优选的,所述图像变换模型为基准图像和四种荧光图像中的任一种在空间和灰度 上的映射关系。
[0085] 步骤108,在所述配准后的荧光图像中查找的磁珠中心点;
[0086]步骤109,对所述中心点进行融合处理,以获得融合后的磁珠中心点。
[0087] 具体地,通常情况下,每个磁珠在CY3、CY5、FAM和TXR四种图像中的一幅图像比较 亮,其他三幅比较暗。但是不同通道采集信号时,由于曝光时间和增益值的设定不同,出现 两幅图像中同一个磁珠都亮,并且从两幅图像查找出来的磁珠中心点不在同一个像素上, 此时需要踢出多余的磁珠中心点。
[0088] 实施例中,通过获得第一像素和第二像素,计算第一像素和第二像素的灰度均值 的全局阈值T;以及计算第一像素和第二像素的方差σ2若方差在预设范围内,则以T为全局 阈值对所述图谱进行分割。获取CY3、CY5、FAM和TXR四种荧光图像;以所述图谱为基准图像, 选定图像变换模型,使用所述图像变换模型对所述四种荧光图像进行配准,得到配准后的 荧光图像;在所述配准后的四种荧光图像中查找的磁珠中心点;对所述中心点进行融合处 理,以获得融合后的磁珠中心点。运行时间短,对图像配准效果好,提高对反应芯片的图像 识别后,对图像识别的准确性,进而精确对碱基类型的判定。避免了常规图谱中图像模糊不 清,磁珠漏查的情况。并且,识别算法简单,速率快,提高了磁珠识别率。
[0089] 实施例二
[0090] 图2为本发明实施例二提供的DNA测序的图像配准方法的流程图,请参阅图2,本实 施例在实施例一的基础上,进行进一步限定,本实施例中,
[0091 ]在所述配准后的荧光图像中查找的磁珠中心点,具体包括:
[0092]步骤201,对图谱识别磁珠像素,如果f(i,j)最小值min(i,j)差值的绝对值大于等 于To,则识别为磁珠,否则,为背景像素。
[0093] 优选的,还可以包括:
[0094]步骤202,遍历所述磁珠像素,获取磁珠中心像素,其中,磁珠中心像素为,当前点 的灰度值等于以当前点为中心的4*4像素区域内灰度的最大值,且当前点的四邻域都是目 标像素。
[0095]实施例中,针对DNA图谱模糊不清时,而荧光图像清楚时,可以通过获取荧光图像, 进行磁珠识别。通过获取CY3、CY5、FAM和TXR四种荧光图像,以所述图谱为基准图像,对所述 四种荧光图像进行配准,得到配准后的荧光图像,在所述配准后的荧光图像中查找的磁珠 中心点,对所述中心点进行融合处理,以获得融合后的磁珠中心点,避免了常规图谱中图像 模糊不清,磁珠漏查的情况。并且,识别算法简单,速率快,提高了磁珠识别率。
[0096] 实施例三
[0097]图3为本发明实施例三提供的DNA测序的图像配准装置的结构示意图,请参阅图3, 本实施例提供的一种DNA测序的图像识别装置,包括:
[0098]获取模块1,用于获取图谱信息,在对每个图谱的采样时间间隔内分别获取DNA图 谱;
[0099]具体地,可以通过以下方式实现对DNA图谱的获取:
[0100] 反应液进入DNA测序仪的反应芯片中进行化学反应,产生可见光;(XD相机在适当 的拍照位置,对反应芯片中产生的可见光信息进行拍照采集DNA图谱。
[0101] 更为具体地,所述获取模块1具体用于在获取图谱信息时,对信号波形,在每连续 的K个周期内,每周期选择η个预设时刻的采样点,每间隔时间To采样一次,连续取样Μ次;为 了保证取样数据的可参考性与准确性,在每一周期内选择的η个采样点的时间间隔△t按照 下述公式计算,
[_ (6)
[0103] _ , ------------------~~,^,,,,4为修正系数,其大小由采样点数量决定,〇表 示拍照信号的角频率,由CCD相机的性能决定,β为初始相角,T表示信号周期的时间,λ表示 信号波形的峰值。
[0104] 经上述公式(6)采样,在信号幅值越大时,采样越密集,采样数据的可参考性越强; 采样对信号数据按照预设条件采样,使得后续的信号处理数据量减小,减轻数据处理的繁 杂运算。
[0105] 计算模块2,用于获取所述DNA图谱的第一像素和第二像素,其中,第一像素Α为目 标像素,第一像素的灰度值大于或等于初始分割阈值To,像素总数为N;第二像素B为背景像 素,第二像素的灰度值小于初始分割阈值To,像素总数为Μ;图谱f(i,j)的最大值为Vmax,最 小值为Vmin
[0106] 其中,To=l/2(Vmin+Vmax) (1);
[0107] 计算第一像素和第二像素的灰度均值的全局阈值T;
[0108]
(2).
[0109]方差计算模块3,用于计算第一像素和第二像素的方差σ2
[0110] o2=(Pa+Pb)(T-To)2 (3);
[0111] 其中,第一像素的概率为:
[0112]
(4);
[0113] 第二像素的概率为:
[0114]
(5:);
[0115]分割模块4,用于当方差在预设范围内,以T为全局阈值对所述图谱进行分割。
[0116] 图像配准模块5,所述图像配准模块5包括:
[0117] 荧光获取模块51,用于获取CY3、CY5、FAM和TXR四种荧光图像;
[0118] 具体地,当CCD相机拍照获取的DNA图谱模糊不清时,而荧光图像清楚时,可以通过 获取荧光图像,进行磁珠识别。
[0119] 对准模块52,用于以所述图谱为基准图像,选定图像变换模型,使用所述图像变换 模型对所述四种荧光图像进行配准,得到配准后的荧光图像;
[0120] 查找模块53,用于在所述配准后的四种荧光图像中查找的磁珠中心点;
[01
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1