[发明专利]一种多光谱激发荧光成像中去除自体荧光干扰的方法

摘要

本发明公开了一种多光谱激发荧光成像中去除自体荧光干扰的方法，其特征在于，包括以下步骤：采集多幅生物体表的多光谱原始荧光图像；根据生物体的尺寸，从图像中选取矩形感兴趣区域；构建组合图像并计算其相关矩阵，对相关矩阵进行特征值分解；计算迭代初值；迭代求解自体荧光图像；去除自体荧光图像。本发明的有益之处在于：仅需一个波长的激发光源，并且对荧光探针在不同波长下的激发效率无要求；对采集到的多光谱原始荧光图像进行裁剪，在不损失荧光图像信息的同时减少了参与处理的像素个数，减少了运算量；通过特征值分解获取迭代初值，无需预先进行体外实验来测定荧光信号的光谱曲线，在保证计算精度的同时降低了实现复杂度。

主权项

1.一种多光谱激发荧光成像中去除自体荧光干扰的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、采集多光谱原始荧光图像：利用多光谱激发荧光成像设备采集同一激发波长下的J幅生物体表的多光谱原始荧光图像，记为A_j，j=1,2,...,J；（2）、图像裁剪：根据生物体的尺寸，从步骤（1）采集的J幅多光谱原始荧光图像中选取矩形感兴趣区域，对多光谱原始荧光图像进行裁剪，裁剪后的荧光图像长和宽与图像中生物体的长和宽相同，记为B_j，B_j包括P行Q列像素，j=1,2,...,J；（3）、特征值分解：构建组合图像C，组合图像C的第j行由图像B_j排列成的行向量构成，组合图像C包括J行L列像素，L=P×Q，计算组合图像C的相关矩阵D，对相关矩阵D进行特征值分解，取最大特征值对应的特征列向量u，并将u中小于0的元素设置为0，其余元素不变，得到v；（4）、计算迭代初值：根据步骤（3）得到的向量v，由下式计算迭代初值a₀和s₀：a₀=1        （1）s₀=v^T      （2）式（1）中，1表示包含L个元素的全1列向量；式（2）中，T表示转置运算；（5）、迭代求解自体荧光图像：以步骤（4）中的a₀和s₀作为初值，利用下式进行K次迭代：ak,i=ak-1,i(Bsk-1T)iak-1,isk-1sk-1T---(3)]]>sk,i=ak,i(akTB)iakTakak-1,i---(4)]]>式（3）和式（4）中，k=1,2,...,K；a_k,i表示第k次迭代得到的列向量a_k的第i个元素；表示列向量的第i个元素；表示行向量的第i个元素；根据第K次迭代得到的结果计算E=a_Ks_K，并将所述E的每一行重构成一幅包括P行Q列像素的图像，得到J幅自体荧光图像，记为F_j，j=1,2,...,J；（6）、去除自体荧光图像：从裁剪得到的J幅荧光图像B_j中减去由步骤（5）得到的自体荧光图像F_j，得到J幅仅包括目标信息的荧光图像G_j：G_j=B_j-F_j       （5）式中，j=1,2,...,J。