[發明專利]氣泡檢測方法及系統、基因測序儀、計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201811185318.6
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111041076B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 沈蕾;曾真;趙勝明;鮑興林;劉琴英;李美;黎宇翔
• 申請（專利權）人: 深圳華大生命科學研究院
• 主分類號: C12Q1/6869
• 分類號: C12Q1/6869;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/187
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 劉麗華;彭輝劍

1.一種氣泡檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取四張圖像，所述四張圖像包括圖像A、圖像G、圖像C，以及圖像T，分別是生物芯片上的A堿基、G堿基、C堿基、T堿基的熒光基團受激發時，顯微成像光學系統對生物芯片拍照所得到的熒光圖像，其中，所述圖像A和圖像G由第一相機拍攝獲得，所述圖像C和圖像T由第二相機拍攝獲得，綠激光激發該生物芯片上的A堿基的熒光基團發出第一熒光信號以及激發該生物芯片上的T堿基的熒光基團發出第二熒光信號，所述第一熒光信號的波長與所述第二熒光信號的波長不相同；紅激光激發該生物芯片上的G堿基的熒光基團發出第三熒光信號以及激發該生物芯片上的C堿基的熒光基團發出第四熒光信號，所述第三熒光信號的波長與所述第四熒光信號的波長不相同；

將所述圖像A、圖像G作亮度歸一化處理，以及將所述圖像C和圖像T作亮度歸一化處理；

利用幀間差分法對經過亮度歸一化處理的所述圖像A和圖像G作幀差處理，獲得第一幀差圖像，以及對經過亮度歸一化處理的所述圖像C和圖像T作幀差處理，獲得第二幀差圖像；

利用預設的圖像二值化算法對所述第一幀差圖像作二值化處理，獲得第一圖像bw_AG，利用所述預設的圖像二值化算法對所述第二幀差圖像作二值化處理，獲得第二圖像bw_CT；

計算所述第一圖像bw_AG和第二圖像bw_CT的并集，獲得并集圖像，所述并集圖像是指包括了A堿基、G堿基、C堿基、T堿基的熒光信號的圖像，利用膨脹和腐蝕算法對所述并集圖像進行處理，獲得膨脹腐蝕處理后的圖像bw；

在所述圖像bw找出連通區；

提取每個連通區的參數信息，包括：連通區的面積S、圓度C、凸度V、半徑R；其中，通過計算每個連通區的像素點個數之和來獲得每個連通區的面積S；其中，，π表示圓周率，S表示該連通區的面積，P表示該連通區的外周的輪廓的周長；其中，通過計算每個連通區的外周的輪廓的像素點個數之和來獲得每個連通區的周長；其中，凸度V=S/H?，S表示該連通區的面積，H表示該連通區的凸殼面積，其中，連通區的凸殼面積是指當該連通區的任意兩點之間的連線都位于該連通區之內時的面積大小；其中，每個連通區的半徑R是指該連通區的最小外接圓的半徑，或者是指該連通區的最大內切圓的半徑；及

將所提取的每個連通區的參數信息分別與預設值進行比較，來確定每個連通區是否為氣泡區域，包括：當某個連通區的每種參數信息都大于對應的預設值時，確定該某個連通區為氣泡區域；及當所述某個連通區的其中某種參數信息小于或等于對應的預設值時，確定該某個連通區不是氣泡區域。

2.?如權利要求1所述的氣泡檢測方法，其特征在于，該方法還包括步驟：

當確定所述某個連通區為氣泡區域時，按照預設的第一方式發出提示；及

當沒有任何連通區確定為氣泡區域時，按照預設的第二方式發出提示。

3.如權利要求1所述的氣泡檢測方法，其特征在于，每種參數信息對應一個預設值，其中，計算每種參數信息所對應的預設值的步驟包括：

收集多張含有氣泡的圖片；

計算每張圖片的氣泡區域所對應的參數信息，從而獲得每種參數信息所對應的多個值；及

根據每種參數信息所對應的多個值計算每種參數信息所對應的預設值。

4.一種基因測序儀，其特征在于，所述基因測序儀包括處理器和存儲器，所述處理器用于執行所述存儲器中存儲的計算機程序實現如權利要求1至3中任意一項所述氣泡檢測方法。

5.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行實現如權利要求1至3中任意一項所述氣泡檢測方法。

6.一種氣泡檢測系統，其特征在于，所述系統包括：

獲取模塊，用于獲取四張圖像，所述四張圖像包括圖像A、圖像G、圖像C，以及圖像T，分別是生物芯片上的A堿基、G堿基、C堿基、T堿基的熒光基團受激發時，顯微成像光學系統對生物芯片拍照所得到的熒光圖像，其中，所述圖像A和圖像G由第一相機拍攝獲得，所述圖像C和圖像T由第二相機拍攝獲得，綠激光激發該生物芯片上的A堿基的熒光基團發出第一熒光信號以及激發該生物芯片上的T堿基的熒光基團發出第二熒光信號，所述第一熒光信號的波長與所述第二熒光信號的波長不相同；紅激光激發該生物芯片上的G堿基的熒光基團發出第三熒光信號以及激發該生物芯片上的C堿基的熒光基團發出第四熒光信號，所述第三熒光信號的波長與所述第四熒光信號的波長不相同；

執行模塊，用于將所述圖像A、圖像G作亮度歸一化處理，以及將所述圖像C和圖像T作亮度歸一化處理；

所述執行模塊，還用于利用幀間差分法對經過亮度歸一化處理的所述圖像A和圖像G作幀差處理，獲得第一幀差圖像，以及對經過亮度歸一化處理的所述圖像C和圖像T作幀差處理，獲得第二幀差圖像；

所述執行模塊，還用于利用預設的圖像二值化算法對所述第一幀差圖像作二值化處理，獲得第一圖像bw_AG，利用所述預設的圖像二值化算法對所述第二幀差圖像作二值化處理，獲得第二圖像bw_CT；

所述執行模塊，還用于計算所述第一圖像bw_AG和第二圖像bw_CT的并集，獲得并集圖像，所述并集圖像是指包括了A堿基、G堿基、C堿基、T堿基的熒光信號的圖像，利用膨脹和腐蝕算法對所述并集圖像進行處理，獲得膨脹腐蝕處理后的圖像bw；

所述執行模塊，還用于在所述圖像bw找出連通區；

所述執行模塊，還用于提取每個連通區的參數信息，包括：連通區的面積S、圓度C、凸度V、半徑R；其中，通過計算每個連通區的像素點個數之和來獲得每個連通區的面積S；其中，，π表示圓周率，S表示該連通區的面積，P表示該連通區的外周的輪廓的周長；其中，通過計算每個連通區的外周的輪廓的像素點個數之和來獲得每個連通區的周長；其中，凸度V=S/H?，S表示該連通區的面積，H表示該連通區的凸殼面積，其中，連通區的凸殼面積是指當該連通區的任意兩點之間的連線都位于該連通區之內時的面積大?。黄渲?，每個連通區的半徑R是指該連通區的最小外接圓的半徑，或者是指該連通區的最大內切圓的半徑；及

所述執行模塊，還用于將所提取的每個連通區的參數信息分別與預設值進行比較，來確定每個連通區是否為氣泡區域，包括：當某個連通區的每種參數信息都大于對應的預設值時，確定該某個連通區為氣泡區域；及當所述某個連通區的其中某種參數信息小于或等于對應的預設值時，確定該某個連通區不是氣泡區域。