[发明专利]基于数据削减的超分辨定位成像系统及方法

权利要求书

1.一种基于数据削减的超分辨定位成像系统，其特征在于，包括：

成像模块、子区域提取模块及存储模块；

成像模块，通过成像光路将探测视场映射到图像传感器，并成像；

子区域提取模块，对所述成像进行子区域信息提取；

存储模块，存储所述子区域提取模块提取的子区域信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述子区域提取模块包括：

平滑滤波单元，采用均值滤波或高斯卷积对成像进行处理；

去除背景单元，减掉所述成像的每个像素背景，所述背景是通过计算所述成像以此像素为中心的一个环状窗口的均值来求得的；

非极大值抑制单元，针对经过所述去除背景单元处理后的图像，寻找单分子中心像素；

第一提取单元，将所述非极大值抑制单元寻找的所述单分子中心像素的坐标及其对应单分子区域的像素的原始数据提取出来。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述子区域提取模块还包括：

去除单分子重叠单元，当所述非极大值抑制单元寻找的单分子中心像素在距离小于艾里斑大小的邻域内有其他单分子中心像素存在时，则将所述单分子中心像素去除。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述子区域提取模块还包括：

第二提取单元，将经过所述去除单分子重叠单元处理后的图像的单分子中心像素的坐标及其对应的包含整个单分子的区域的原始数据提取出来。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，还包括定位模块；所述定位模块包括：

方向确定单元，通过梯度算子求得提取到的子区域的达到有效信噪比的像素位置的辐射线的方向；

定位单元，根据最小二乘法求取一个与所述辐射线的偏差最小的点，并将该点作为单分子的亚像素级中心位置。

6.一种基于数据削减的超分辨定位成像方法，其特征在于，包括：

步骤10、通过成像光路将探测视场映射到图像传感器，并成像；

步骤20、对所述成像进行子区域信息提取；

步骤30、存储步骤20提取的子区域信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤20对所述成像进行子区域信息提取包括：

步骤201、采用均值滤波或高斯卷积对成像进行处理；

步骤202、减掉经过步骤201处理后的成像的每个像素背景，所述背景是通过计算所述成像以此像素为中心的一个环状窗口的均值来求得的；

步骤203、针对经过步骤202处理后的图像，寻找为局部极大值的单分子中心像素；

步骤204、将步骤203寻找的所述单分子中心像素的坐标及其对应单分子区域的像素的原始数据提取出来。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤20对所述成像进行子区域信息提取还包括：

步骤2031、当步骤203寻找的单分子中心像素在距离小于艾里斑大小的邻域内有其他单分子中心像素存在时，则将所述单分子中心像素去除。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤20对所述成像进行子区域信息提取还包括：

步骤2032、将经过所述步骤2031处理后的图像的单分子中心像素的坐标及其对应的包含整个单分子的区域的像素的原始数据提取出来。

10.根据权利要求6-10任一项所述的方法，其特征在于，还包括对提取到的子区域进行单分子定位；所述对提取到的子区域进行单分子定位包括：

步骤301、通过梯度算子求得每个像素位置的辐射线的方向；

步骤302、根据最小二乘法求取一个与所述辐射线的偏差最小的点，并将该点作为单分子的亚像素级中心位置。