[发明专利]一种微滴数字PCR仪抗干扰分类方法

权利要求书

1.一种微滴数字PCR仪抗干扰分类方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：收集大量微滴数字PCR过程的荧光强度数据样本，采用图像处理技术将荧光强度数据转化为二值图像；

第二步：提取所述二值图像中两个密集区域图像的纵坐标方向荧光强度边缘特征，依据边缘特征图去除异常数据，并初步构建分类样本；

第三步：依据所述分类样本，用支持向量机分类，并优选核函数；

第四步：在易受干扰的荧光数据区域确定分类阀值：先以易受干扰的荧光数据区域的中心线初步确定分类阀值，再引入多种分布的适度假阴性人工数据，重新计算阴性微滴荧光强度累计占比自适应确定新分类阀值；

第五步：依据所述新分类阀值，重新构建分类样本，反复优化分类模型；

第六步：将待测微滴荧光强度数据输入所述优化支持向量机分类模型，模型输出为每个微滴的类别。

2.根据权利要求1所述的微滴数字PCR仪抗干扰分类方法，其特征在于，所述第一步的具体操作包括以下步骤：

(1)收集大量微滴数字PCR过程的荧光强度数据样本，并用数据成图软件将当次试验过程中所有的荧光数据转化为一幅灰度图；

(2)构建二值图像坐标和尺度：采用二维坐标描述二值图像图，水平方向为原始数据的序列号，二值图像的垂直方向对应荧光强度大小，所有图的垂直方向采用相同尺寸,最大尺寸处对应的微滴荧光强度的最大值,记作:Lmax,垂直坐标初始L₀；

(3)二值图像构建：依据所述灰度图像，将图中有荧光数据的点都描述为1，没有荧光数据的点描述为0，生成二值数据图。

3.根据权利要求1所述的微滴数字PCR仪抗干扰分类方法，其特征在于，所述第二步的具体操作包括以下步骤：

(1)将所述二值图像利用边缘提取算子转化为边缘特征图，边缘提取算子优选为canny算子；

(2)用扫描法读取所述边缘特征图中两个密集区域的边缘像素，统计边缘数据点对应像素的垂直方向坐标值y_i和整个图像像素垂直方向最大坐标值y_h,计算边缘特征图中两个密集区域的边线V_i的荧光强度值，公式为L₀+y_i÷y_h×Lmax,其中，y_i,i为1,2,3,4,代表两个密集区域的上下两条边界处的对应的垂直像素坐标；y_h为最大荧光强度对应像素垂直坐标；计算后得到的对应的四个荧光强度值为V_i,i为1,2,3,4，V_1>V_2>V_3>V₄；

(3)所述的微滴荧光强度数据大于V₁或小于异常数据V₄的为异常数据，荧光强度为区间[V₁，V₂]内的微滴为阳性液滴，类别可选用+1描述，荧光强度为区间[V₁，V₂]内的微滴为阴性液滴，类别可选用-1描述，用所述两个高密度区间内微滴的荧光强度和类别构成训练样本。

4.根据权利要求1所述的微滴数字PCR仪抗干扰分类方法，其特征在于，所述第三步中将所述训练样本通过核函数展开到特征空间，支持向量机分类为：其中，α_i与b均为常实数并且α_i＞0，K(x_i,x)为核函数，其中x，x_i为分类样本。

5.根据权利要求1，4所述的微滴数字PCR仪抗干扰分类方法，其特征在于，所述核函数为非线性核函数，根据分类精度优选为RBF径向基核函数K(x_i，x)＝exp-|x-x_i|²/σ²，其中，σ²为待优化参数。