[发明专利]一种用于描述微滴式数字PCR液滴相对位置的方法

说明书

本发明公开一种用于描述微滴式数字PCR液滴相对位置的方法，该方法是利用液滴与靶标的相对位置关系的唯一性，以靶标为中心，依据靶标与液滴的相对位置关系，得出一种位置描述符，依据该位置描述符，可提高微滴式数字PCR图像的拼接速度，同时，还可以量化各个图像之间微液滴移动的程度，进而提供一种实验可靠性的描述。

技术领域

本发明涉及微滴式数字PCR技术领域，尤其涉及一种用于描述微滴式数字PCR液滴相对位置的方法。

背景技术

微滴式数字PCR是一种核酸分子绝对定量技术，该技术首先通过将大量稀释后的核酸溶液分散至微液滴中(每个微液滴的核酸模板数少于或者等于1个)，然后经过PCR扩增，有一个核酸分子模板的液滴就会发出荧光信号，而没有核酸分子模板的液滴就没有荧光信号，最后根据相对比例和液滴的体积，基于泊松分布模型，就可以推算出原始溶液的核酸浓度。而为了提高检测能力，一般会检测多个靶点的荧光信号，因此，需要多个荧光通道的图像对样本进行分析。

荧光信号由CCD相机拍照取得，但由于微液滴平铺在专用的芯片上，相对CCD相机的成像面积较大。如果一次性拍摄整个芯片，得到的图像可能会出现曝光不均匀的现象，进而导致测得的荧光信号值不准确。因此，在实际操作时，常常采用多幅图像拼接的方式，得到整张芯片的图像。

而传统的图像拼接技术主要是采用SIFT、ORB等算法来做特征匹配。但是，由于数字PCR图像上的液滴与液滴之间、靶标与靶标之间的差异极小，这些算法运用在数字PCR图像上，可能会因为区分度太低，进而导致拼接失败，此外，数字PCR图像分辨率很高，图片较大，应用传统的特征提取算法运算量大，进而降低拼接速度。而微液滴浸泡在专用的液滴检测油中，可能会因受到环境因素影响，产生移动，因此，实际需要一种方法来描述这种变化程度，以给出量化指标，进而提高图像的拼接速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于描述微滴式数字PCR液滴相对位置的方法，该方法是利用液滴与靶标的相对位置关系的唯一性，以靶标为中心，依据靶标与液滴的相对位置关系，得出一种位置描述符，依据该位置描述符，可提高微滴式数字PCR图像的拼接速度，同时，还可以量化各个图像之间微液滴移动的程度，进而提供一种实验可靠性的描述。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种用于描述微滴式数字PCR液滴相对位置的方法，包括以下步骤：

S1：基于CCD相机获取包含有靶标和若干液滴的芯片部分区域的若干图像信息；

S2：基于S1获取的其中一图像信息，对其进行预处理；

S3：基于S2预处理后的图像信息，检测出该图像信息中的靶标和若干液滴的位置；

S4：以靶标作为参考点，计算每一液滴与靶标之间的相对偏移量信息；

S5：基于S4获取的每一液滴与靶标之间的相对偏移量信息，排除位于靶标周侧外围的外围液滴，外围液滴指该液滴中心与靶标中心之间的连线与其他相邻的液滴相交；

S6：将外围液滴排除后，依据余下的液滴与靶标之间的相对偏移量信息，获取该图像信息的位置描述符，该位置描述符指将余下的每一液滴与靶标之间的相对偏移量信息作为其内部元素的向量；

S7：对S1中获取的若干图像信息，依次执行S2～S6，进而获取每一图像信息的位置描述符，并计算相邻两张图像信息的位置描述符之间的欧式距离。

进一步地，所述S1中的图像信息包括：

明场图像信息：在成像过程中依靠透射光直接成像而得到的图片；

荧光通道图像信息：在成像过程中放置滤镜而得到的图片。

进一步地，所述S2包括以下步骤：

S21：对图像信息进行灰度变换处理；