[发明专利]一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法

权利要求书

1.一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法，所述双线阵扫描成像系统包括平行光源(1)、微流控芯片(2)和数据处理装置(4)，所述微流控芯片(2)设置有直线型微通道(5)，所述直线型微通道(5)两端分别设置为微通道微液样品入口(6)和微通道微液样品出口(7)，所述微流控芯片(2)的微通道待测区域下表面设置有夹角为θ的两个线阵探测器(3)，0≤θ≤90°，其中，一个线阵探测器(3)与直线型微通道(5)垂直，另一个线阵探测器(3)位于该线阵探测器(3)靠近微通道微液样品入口(6)一侧，该重构方法特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、建立微通道坐标系和线阵扫描坐标系，分别构建细胞速度分解模型、扫描分辨率模型、线阵扫描系统距离模型以及细胞加速度模型；

步骤2、进行坐标变换，重构细胞加速度模型，得到加速度重构模型；

步骤3、利用加速度重构模型和变加速度重构结合，得出扫描坐标系与细胞通道坐标系的加速度区域的映射，继而得到各个加速度区域的重构细胞图像；

步骤4、将各个加速度区域的重构细胞图像拼接形成最终的超分辨率图像，细胞图像的重构完成。

2.根据权利要求1所述的一种基于双线阵扫描成像系统的细胞图像重构方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1建立微通道坐标系和线阵扫描坐标系

以微流控芯片(2)的直线型微通道(5)流向与细胞第一个交叉点为原点O，微通道长度方向为O_y轴，O_y轴以细胞流向为正方向，垂直直线型微通道(5)的方向为O_x轴，O_x轴以指向直线型微通道(5)另一侧的方向为正方向，建立微通道图像的直角坐标系即微通道坐标系O(x,y)；

以微流控芯片(2)的直线型微通道(5)流向与细胞的第一个交叉点为原点L，线阵探测器(3)长度方向为L_x轴，L_x轴以与O_x轴正方向成锐角的方向为正方向，垂直线阵探测器(3)的方向为L_y轴，L_y轴以与O_y轴正方向成锐角的方向为正方向，建立线阵扫描图像的直角坐标系即线阵扫描坐标系L(x,y)；

步骤1.2、构建细胞速度分解模型

线阵探测器(3)与直线型微通道(5)流向的夹角为θ，L_x轴和L_y轴的交点为细胞当前经过线阵时L_y轴的坐标；

设微液中细胞在直线型微通道(5)内以速度V流动，将流速V在微通道坐标系O(x,y)中分解得到分解速度在线阵扫描坐标系L(x,y)中分解得到分解速度两个坐标系之间分解速度之间的转换关系即细胞速度分解模型如下，

步骤1.3、构建扫描分辨率模型

两线阵探测器(3)像素间距为S，则O_x轴方向成像分辨率为且O_y轴方向的分辨率应与O_x轴方向的分辨率相同；设线阵探测器(3)的采样频率为f，则线阵成像一帧图像，细胞沿L_y轴所走的距离为得出线阵成像图像分辨率与通道图像分辨率关系式即扫描分辨率模型如下，

步骤1.4、建立线阵扫描系统距离模型

假设细胞沿O_y轴方向匀速流动，当细胞到达原点O时开始在线阵扫描成像系统上成像；细胞上一点A₁，坐标为(O_x,O_y)，与O_x轴、O_y轴的真实距离分别为在线阵探测器(3)上得到像素数为L_w、行数为L_h的图像，线阵探测器(3)采集到A₁的像素为P₁，A₁在线阵扫描图像上对应点为A₂，其坐标为(L_x,L_y)，与L_x轴、L_y轴的真实距离分别为则线阵扫描系统距离模型为

当该细胞还存在O_x轴的速度时，较其沿O_y轴方向匀速流动在O_x轴方向上多移动了的距离，

此时线阵探测器采集到A₁的像素为P₂；

步骤1.5、建立细胞加速度模型

假设流动时细胞存在加速度a，加速度a可在坐标系O(x,y)中分别沿O_x轴、O_y轴分解为在坐标系L(x,y)中分别沿L_x轴、L_y轴分解为各加速度转换关系即细胞加速度模型为，