[发明专利]荧光图像配准方法、基因测序仪及系统、存储介质

说明书

本发明提供一种荧光图像配准方法，其包括获取生物芯片的荧光图像；选取荧光图像的预设局部区域；获取第一方向与第二方向上像素和最小值所在的位置，并得到像素级配准点；根据预设分类规则将像素级配准点分为好点与坏点；根据好点的数量判断荧光图像是否符合预设标准，若符合预设标准，则根据好点的位置校正所述坏点的位置；根据重心法获取荧光分子像点的重心位置；根据荧光分子像点的重心位置分别在第一方向与第二方向上拟合直线，直线的交点即为配准点的亚像素级位置；获取荧光图像的边界点，并计算边界点的位置。本发明实施例还提供一种基因测序系统、基因测序仪与存储介质。利用本发明实施例，可优化荧光图像中荧光分子的定位与配准操作。

技术领域

本发明涉及基因测序领域，具体的，涉及一种荧光图像配准方法、基因测序仪、基因测序系统以及存储介质。

背景技术

本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明实施例的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

基因测序是指分析特定DNA片段的碱基序列，即腺嘌呤(A),胸腺嘧啶(T)，胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)的排列方式。目前常用的测序方法之一是：上述四种碱基分别携带四种不同的荧光分子，不同的荧光分子受激发后发射出不同波长(颜色)的荧光，通过识别该荧光波长就能够识别出被合成碱基的类型，从而读取碱基序列。二代测序技术采用高分辨显微成像系统，拍照采集生物芯片(基因测序芯片)上的DNA纳米球分子(即DNB，DNA Nanoballs)的荧光分子图像，将荧光分子图像送入碱基识别软件解码图像信号得到碱基序列。不同荧光染料对一个碱基作用会产生不同波长的荧光分子信号。想要检测出碱基的类别，就需要分析碱基在不同场景下的荧光分子能量，就先要将不同场景的同一位置坐标定位，这就是配准算法的工作。

随着二代测序技术的发展，测序仪产品均配套有测序数据实时处理分析软件，其中大部分配套有配准和定位算法。首先需要将不同碱基信号对应起来，一个碱基信号对应图像中的一个具体位置，需要对碱基在图像中的对应位置进行匹配，因而，匹配的速度、精度和鲁棒性均为图像配准的基本要求。然而，现有的图像配准算法一般是基于CPU设计的，效率较低，随着测序仪通量的增加，处理一张图的时间也将线性增长，将无法保证二代测序仪的边合成边测序的需求。且该算法其他点的配准情况依赖提取出的最佳点，如果最佳点没有找好将会影响所有点的配准质量。因而亟需提供一种更高性能的图像配准方法。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种荧光图像配准方法、基因测序仪、基因测序系统以及存储介质，可优化荧光图像中荧光分子的定位与配准操作。

本发明实施例第一方面提供一种荧光图像配准方法，应用于生物芯片，所述荧光图像配准方法包括：

S1：获取生物芯片的至少一荧光图像；

S2：选取所述荧光图像的预设局部区域，其中，所述预设局部区域在第一方向与第二方向上至少存在一条边界线框，所述边界线框中包含若干荧光分子像点，所述第一方向垂直于所述第二方向；

S3：在所述预设局部区域中，获取所述第一方向与所述第二方向上像素和最小值所在的位置，并根据所述像素和最小值所在的位置得到像素级配准点；

S4：根据预设分类规则将所述像素级配准点分为好点与坏点；

S5：根据所述好点的数量判断所述荧光图像是否符合预设标准，若判定所述荧光图像符合预设标准，则进入步骤S6，若判定所述荧光图像不符合预设标准，则返回步骤S1，重新获取荧光图像；

S6：根据所述好点的位置校正所述坏点的位置；

S7：在所述像素级配准点所在的所述第一方向与所述第二方向的边界线框交叉线上检测荧光分子像点，并根据重心法获取所述荧光分子像点的重心位置；