一種dna測(cè)序的圖像識(shí)別方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及DNA測(cè)序分析領(lǐng)域，尤其涉及一種DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在DNA測(cè)序技術(shù)領(lǐng)域，整體操作流程描述如下：DNA樣品通過(guò)破碎后，應(yīng)用建庫(kù)試 劑進(jìn)行加接頭、單鏈捕獲、結(jié)合至微球、微乳液PCR擴(kuò)增、破乳液，獲得建立在微球上的DNA 文庫(kù)，應(yīng)用加樣板將文庫(kù)和測(cè)序反應(yīng)需要的酶等鋪放至具有微反應(yīng)池的測(cè)序芯片，測(cè)序芯 片和測(cè)序試劑安裝至主機(jī)上，通過(guò)控制計(jì)算機(jī)根據(jù)模塊數(shù)量和位置啟動(dòng)測(cè)序程序，自動(dòng)化 進(jìn)行測(cè)序反應(yīng)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)分析計(jì)算機(jī)，完成測(cè)序后應(yīng)用計(jì)算分析軟件進(jìn)行圖 像處理、序列讀出、質(zhì)量分析、序列拼接等工作，最終得到DNA樣本的序列信息。微反應(yīng)池測(cè) 序芯片是測(cè)序反應(yīng)的載體，載有測(cè)序模板的DNA Beads及各種測(cè)序反應(yīng)用酶均位于刻有微 反應(yīng)池的測(cè)序芯片中。
[0003] 在對(duì)反應(yīng)芯片的圖像采集時(shí)，目標(biāo)和背景不容易識(shí)別，進(jìn)而造成目標(biāo)的誤識(shí)別，會(huì) 影響圖像識(shí)別的準(zhǔn)確性進(jìn)而嚴(yán)重影響對(duì)堿基類(lèi)型的判定。
[0004] 鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法及裝置，用以克服上述技術(shù) 缺陷。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法，包括：
[0007] 獲取圖譜信息，在對(duì)每個(gè)圖譜的采樣時(shí)間間隔內(nèi)分別獲取DNA圖譜；
[0008] 獲取所述DNA圖譜的第一像素和第二像素，其中，第一像素 A為目標(biāo)像素，第一 像素的灰度值大于或等于初始分割閾值T。，像素總數(shù)為N ;第二像素 B為背景像素，第二 像素的灰度值小于初始分割閾值T。，像素總數(shù)為M ;圖譜f (i，j)的最大值為Vniax，最小值為 Vnin
[0009] 其中，T。= 1/2(V_+V_) (1);
[0010] 計(jì)算第一像素和第二像素的灰度均值的全局閾值T ;
[0012] 計(jì)算第一像素和第二像素的方差σ2
[0013] σ2= (PA+PB) (T-T0)2 (3);
[0014] 其中，第一像素的概率為：
[0016] 第二像素的概率為：
[0018] 若方差在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則以T為全局閾值對(duì)所述圖譜進(jìn)行分割。
[0019] 進(jìn)一步地，還包括：
[0020] 獲取CY3、CY5、FAM和TXR四種熒光圖像；
[0021] 以所述圖譜為基準(zhǔn)圖像，對(duì)所述四種熒光圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到配準(zhǔn)后的熒光圖 像；
[0022] 在所述配準(zhǔn)后的四種熒光圖像中查找的磁珠中心點(diǎn)；
[0023] 對(duì)所述中心點(diǎn)進(jìn)行融合處理，以獲得融合后的磁珠中心點(diǎn)。
[0024] 進(jìn)一步地，在所述配準(zhǔn)后的四種熒光圖像中查找的磁珠中心點(diǎn)，具體包括：
[0025] 對(duì)所述配準(zhǔn)后的四種熒光圖像識(shí)別磁珠像素，如果f (i，j)最小值min(i，j)差值 的絕對(duì)值大于等于T。，則識(shí)別為磁珠，否則，為背景像素。
[0026] 進(jìn)一步地，在所述配準(zhǔn)后的四種熒光圖像中查找的磁珠中心點(diǎn)，還包括：
[0027] 遍歷所述磁珠像素，獲取磁珠中心像素，其中，磁珠中心像素為，當(dāng)前點(diǎn)的灰度值 等于以當(dāng)前點(diǎn)為中心的4*4像素區(qū)域內(nèi)灰度的最大值，且當(dāng)前點(diǎn)的四鄰域都是目標(biāo)像素。
[0028] 進(jìn)一步地，獲取圖譜信息時(shí)，對(duì)信號(hào)波形，在每連續(xù)的K個(gè)周期內(nèi)，每周期選擇η個(gè) 預(yù)設(shè)時(shí)刻的采樣點(diǎn)，每間隔時(shí)間Τ。采樣一次，連續(xù)取樣M次；為了保證取樣數(shù)據(jù)的可參考性 與準(zhǔn)確性，在每一周期內(nèi)選擇的η個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔△ t按照下述公式計(jì)算，
[0030] 式中，△ t表示采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔，a為修正系數(shù)，其大小由采樣點(diǎn)數(shù)量決定，ω表 示拍照信號(hào)的角頻率，由CCD相機(jī)的性能決定，β為初始相角，T表示信號(hào)周期的時(shí)間，λ 表示信號(hào)波形的峰值。
[0031] 本發(fā)明還提供一種DNA測(cè)序的圖像識(shí)別裝置，包括：
[0032] 獲取模塊，用于獲取圖譜信息，在對(duì)每個(gè)圖譜的采樣時(shí)間間隔內(nèi)分別獲取DNA圖 譜；
[0033] 計(jì)算模塊，用于獲取所述DNA圖譜的第一像素和第二像素，其中，第一像素 A為 目標(biāo)像素，第一像素的灰度值大于或等于初始分割閾值Τ。，像素總數(shù)為N ;第二像素 B為背 景像素，第二像素的灰度值小于初始分割閾值Τ。，像素總數(shù)為M ;圖譜f(i，j)的最大值為 v_，最小值為v_
[0034] 其中，T。= 1/2(V_+V_) (1);
[0035] 計(jì)算第一像素和第二像素的灰度均值的全局閾值T ;
[0037] 方差計(jì)算模塊，用于計(jì)算第一像素和第二像素的方差σ 2
[0038] σ2= (PA+PB) (T-T0)2 (3);
[0039] 其中，第一像素的概率為：
[0041] 第二像素的概率為：
[0043] 分割模塊，用于當(dāng)方差在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，以T為全局閾值對(duì)所述圖譜進(jìn)行分割。
[0044] 進(jìn)一步的，還包括：圖像配準(zhǔn)模塊，所述圖像配準(zhǔn)模塊包括：
[0045] 熒光獲取模塊，用于獲取CY3、CY5、FAM和TXR四種熒光圖像；
[0046] 對(duì)準(zhǔn)模塊，用于以所述圖譜為基準(zhǔn)圖像，對(duì)所述四種熒光圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到配準(zhǔn) 后的熒光圖像；
[0047] 查找模塊，用于在所述配準(zhǔn)后的四種熒光圖像中查找的磁珠中心點(diǎn)；
[0048] 融合模塊，用于對(duì)所述中心點(diǎn)進(jìn)行融合處理，以獲得融合后的磁珠中心點(diǎn)。
[0049] 進(jìn)一步的，所述查找模塊具體用于：
[0050] 磁珠識(shí)別模塊，用于對(duì)圖譜識(shí)別磁珠像素，如果f(i，j)最小值min(i，j)差值的絕 對(duì)值大于等于T。，則識(shí)別為磁珠，否則，為背景像素。
[0051] 進(jìn)一步的，所述查找模塊還用于：
[0052] 遍歷所述磁珠像素，獲取磁珠中心像素，其中，磁珠中心像素為，當(dāng)前點(diǎn)的灰度值 等于以當(dāng)前點(diǎn)為中心的4*4像素區(qū)域內(nèi)灰度的最大值，且當(dāng)前點(diǎn)的四鄰域都是目標(biāo)像素。
[0053] 進(jìn)一步的，所述獲取模塊具體用于在獲取圖譜信息時(shí)，對(duì)信號(hào)波形，在每連續(xù)的K 個(gè)周期內(nèi)，每周期選擇η個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)刻的采樣點(diǎn)，每間隔時(shí)間T。采樣一次，連續(xù)取樣M次；為 了保證取樣數(shù)據(jù)的可參考性與準(zhǔn)確性，在每一周期內(nèi)選擇的η個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔△ t按 照下述公式計(jì)算，
[0055] 式中，Δ t表示采樣點(diǎn)的時(shí)間間隔，a為修正系數(shù)，其大小由采樣點(diǎn)數(shù)量決定，ω表 示拍照信號(hào)的角頻率，由CCD相機(jī)的性能決定，β為初始相角，T表示信號(hào)周期的時(shí)間，λ 表示信號(hào)波形的峰值。
[0056] 本發(fā)明提供一種DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法及裝置，通過(guò)獲得第一像素和第二像 素，計(jì)算第一像素和第二像素的灰度均值的全局閾值T ;以及計(jì)算第一像素和第二像素的 方差σ 2若方差在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則以T為全局閾值對(duì)所述圖譜進(jìn)行分割。運(yùn)行時(shí)間短，對(duì)圖 像分割效果好，提高對(duì)反應(yīng)芯片的圖像采集后，對(duì)圖像識(shí)別的準(zhǔn)確性，進(jìn)而精確對(duì)堿基類(lèi)型 的判定。
【附圖說(shuō)明】
[0057] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法的流程圖；
[0058] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法的流程圖；
[0059] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法的流程圖；
[0060] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例四提供的DNA測(cè)序的圖像識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例五提供的DNA測(cè)序的圖像識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062] 以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0063] 實(shí)施例一
[0064] 請(qǐng)參閱圖1所示，其為本發(fā)明實(shí)施例一提供的DNA測(cè)序的圖像識(shí)別方法的流程圖， 包括：
[0065] 步驟101，獲取圖譜信息，在對(duì)每個(gè)圖譜的采樣時(shí)間間隔內(nèi)分別獲取DNA圖譜；
[0066] 具體地，可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA圖譜的獲?。?br>[0067] 反應(yīng)液進(jìn)入DNA測(cè)序儀的反應(yīng)芯片中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生可見(jiàn)光；C⑶