[發明專利]一種保證精度的實時單分子定位方法及系統

有效

• 申請號: 201510560412.5
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN105243677B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 黃振立;李夢婷;李路長
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本發明公開了一種保證精度的實時單分子定位方法及系統。其中，該方法包括：先基于像素級定位參數對待處理圖像進行區域提取；再對提取到的圖像進行粗定位，得到提取到的圖像的亞像素級定位參數；接著基于提取到的圖像的亞像素級定位參數對提取到的圖像進行精定位。由于經過粗定位得到的初始值(亞像素級定位參數)更接近于真實值，再據此進行精定位計算，因而減少了在精定位時的迭代次數，從而加快了超分辨圖像的定位速度。這樣，本發明在保證定位精度的情況下，加快了超分辨圖像的定位速度。

技術領域

本發明涉及超分辨定位成像技術領域，尤其涉及一種保證精度的實時單分子定位方法及系統。

背景技術

在熒光顯微鏡領域，超分辨顯微成像技術由于突破了衍射極限，達到了數十納米的分辨率，因而為生物學家提供了一種研究微小結構的有效方法，并被廣泛應用。光激活定位顯微技術(Photo Activated Localization Microscopy,PALM)和隨機光學重建顯微法(Stochastic Optical Reconstruction Microscopy,STORM)是超分辨顯微成像技術中的一類，它們基于全內反射的光學成像系統，加之軟件算法，實現超分辨成像的納米分辨率，并被統稱為超分辨定位成像技術。

超分辨定位成像技術利用時間換取空間分辨率，一般由上千乃至上萬幀的原始圖像得到一幅超分辨圖像。這樣，圖像處理速度就成了限制該技術發展的重要因素。正因如此，眾多科學家們開始尋找在不犧牲空間分辨率的前提下能夠提高圖像處理速度的方法。

同時，科研級互補金屬氧化物半導體傳感器(Scientific-grade ComplementaryMetal Oxide Semiconductor,sCMOS)由于其并行讀出的優勢，彌補了常用的探測器——電子倍增耦合器件(Electron Multiplying Charge Coupled Device,EMCCD)串行讀出速度慢的缺點，并逐漸應用于超分辨定位成像技術中。但是，這同時也帶來了另一項挑戰——由于全速率sCMOS的探測速度約是EMCCD的探測速度的47倍，因而sCMOS一秒鐘能夠采集到的圖像數據量更多，這便為提高超分辨圖像的定位速度增加了難度。

發明內容

本發明實施例通過提供一種保證精度的實時單分子定位方法及系統，在保證定位精度的情況下，加快了超分辨圖像的定位速度的技術效果。

本發明實施例提供了一種保證精度的實時單分子定位方法，包括：

基于像素級定位參數對待處理圖像進行區域提取；

對提取到的圖像進行粗定位，得到所述提取到的圖像的亞像素級定位參數；

基于所述提取到的圖像的亞像素級定位參數對所述提取到的圖像進行精定位。

進一步地，所述基于像素級定位參數對待處理圖像進行區域提取，包括：

獲取所述待處理圖像中每個像素點的像素值；

判斷所述獲取到的像素值是否大于預設閾值；

若是，獲取最大像素值所對應的像素點的坐標，所述最大像素值所對應的像素點的坐標為所述像素級定位參數；

提取出以所述獲取到的最大像素值所對應的像素點的坐標為中心的一定區域的圖像；

其中，所述一定區域由所述待處理圖像而定。

進一步地，所述對提取到的圖像進行粗定位，得到所述提取到的圖像的亞像素級定位參數，包括：