[發明專利]用于超分辨定位顯微成像混合密度數據處理的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810410930.2
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108765283B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 黃振立;桂丹;李路長;王鈺潔;周志偉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T1/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種用于超分辨定位顯微成像混合密度數據處理的裝置，其特征在于，包括：數據采集卡、PC、FPGA板卡及GPU板卡，數據采集卡用于采集相機探測到的原始圖像數據，數據采集卡直接通過主板的PCIE插槽與PC連接；PC通過控制軟件提取數據采集卡中原始圖像數據，并通過PCIE讀將原始圖像數據傳輸至FPGA板卡；FPGA板卡對原始圖像數據中稀疏分子和高密度熒光分子進行判斷及分類處理，并通過PCIE寫將稀疏和高密度分子子區域傳輸至PC，PC中的GPU板卡用不同的定位算法對稀疏和高密度分子子區域進行處理，PC和FPGA板卡通過PCIE接口連接。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，PC中存儲區域和FPGA板卡之間進行直接通信。

3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，PC中設有兩個存儲區域，第一個存儲區域用于存儲稀疏子區域，第二存儲區域用于高密度分子子區域，GPU板卡分別提取第一個存儲區域和第二個存儲區域中數據并對進行處理。

4.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，PC中包含多個GPU板卡，一部分GPU板卡用于對稀疏子區域采用稀疏單分子定位算法進行熒光分子定位處理，剩余GPU板卡用于對高密度子區域采用高密度定位算法進行熒光分子定位處理。

5.一種基于權利要求1所述的裝置的數據處理方法，其特征在于，FPGA板卡根據如下步驟提取原始圖像數據中稀疏熒光分子和高密度熒光分子：

步驟1：對原始圖像數據進行降噪和去背景處理；

步驟2：對處理后的原始圖像數據進行熒光點判斷獲得熒光圖；

步驟3：對熒光圖用稀疏熒光點判斷方法判斷，若待判斷圖像區域滿足稀疏條件，進行稀疏子區域提取，否則，進行高密度子區域提取；

所述步驟3包括：

提取熒光圖中當前處理像素位置對應的3x3子區域作為判斷的熒光信號，提取背景波動強度圖像當前像素值作為閾值，然后進行如下的判斷：

(1)3x3子區域中，最中心的像素為最大值；

(2)3x3子區域中，最中心的像素大于閾值的2倍；

(3)3x3子區域中，最中心的像素及其8領域像素和大于閾值的11倍；最中心的像素及其4領域像素和大于閾值的9倍；

當待判斷區域滿足上述3個稀疏條件則為稀疏熒光點，進行稀疏子區域提取，若不滿足上述3個稀疏條件，則預判為高密度熒光點，進行高密度子區域提取，稀疏子區域所提取子區域小于高密度子區域所提取子區域。