[发明专利]一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法

权利要求书

1.一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，原子力显微成像系统校准：利用原子力探针对平面校准基底依次进行八个方向接触式扫描成像，所述八个方向分别为0°(I)方向、45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向；根据扫描成像的图像中十字图案坐标计算出平面校准数据；

第二步，细胞扫描成像：利用原子力探针对同一个以细胞为中心，边长为60-80微米的正方形区域，依次进行所述八个方向的接触式扫描成像，根据第一步得到平面校准数据，对每个方向进行细胞扫描成像前预先校准；

第三步，选取细胞融合图像模板：在第二步中的0°(I)方向扫描的图像中，选取以细胞为中心，边长为30-50微米的正方形图像作为细胞融合图像模板；

第四步，选取细胞融合图像：在45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向七个方向扫描图像中，依次找出与第三步中的模板图像形貌相似，面积大小相等的正方形细胞融合图像，得到七个细胞融合图像；

第五步，细胞成像误差补偿：将第三步中的细胞融合图像模板和第四步中的七个细胞融合图像进行图像融合，融合后的图像有效消除了0°(I)方向、45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向单方向扫描的细胞形貌图中的阴影图像区域，使得原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差得到补偿。

2.根据权利要求1所述的一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，其特征在于：所述第一步中，十字图案坐标是以0°(I)方向为X轴的正方向，90°(III)方向为Y轴的正方向组成的一个平面坐标系，识别出每个方向十字图案的平面坐标。

3.根据权利要求1所述的一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，其特征在于：所述第一步中，平面校准数据的计算步骤如下：

(1)标准基底扫描成像：利用原子力探针对平面校准基底依次进行八个方向接触式扫描成像；

(2)读取基底十字图案的坐标：读出步骤(1)中八个方向扫描图像的十字图案的坐标依次为：(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)、(x4，y4)、(x5，y5)、(x6，y6)、(x7，y8)、(x8，y8)；

(3)计算平面校准数据：以0°(I)方向为参考基准，45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向七个方向的平面校准数据分别为((x2-x1)，(y2-x1))；((x3-x2)，(y3-x2))；((x4-x3)，(y4-x3))；((x5-x4)，(y5-x4))；((x6-x5)，(y6-x5))；((x7-x6)，(y7-x6))；((x8-x7)，(y8-x7))。

4.根据权利要求1所述的一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，其特征在于：所述第二步中，预先校准为：从45°(II)方向开始，每次进行扫描图像之前，都预先根据第一步中计算出的平面校准数据对扫描区域进行平移，以消除系统误差。

5.根据权利要求1所述的一种原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差的补偿方法，其特征在于：所述第五步中，图像融合步骤如下：

(1)图像分割：将0°(I)方向选取的模板图像和45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)七个方向选取细胞融合图像，分别分成八个等份；

(2)选取融合图像：依次选取的融合图像部分为0°(I)方向细胞形貌图像模板图像的第4部分，45°(II)方向细胞融合图像的第6部分，90°(III)方向细胞融合图像的第5部分，135°(IV)方向细胞融合图像的第7部分，180°(V)方向细胞融合图像的第8部分，225°(VI)方向细胞融合图像的第2部分，270°(VII)方向细胞融合图像的第1部分，315°(VIII)方向细胞融合图像的第3部分；

(3)图像融合：将步骤(2)中选取的融合图像进行图像融合，融合后的图像有效消除了0°(I)方向、45°(II)方向、90°(III)方向、135°(IV)方向、180°(V)方向、225°(VI)方向、270°(VII)方向、315°(VIII)方向单方向扫描的细胞形貌图中的阴影，使得原子力探针接触式扫描生物细胞成像误差得到有效补偿。