[发明专利]一种PCR液滴图像检测技术系统及其使用方法

说明书

本发明提供一种PCR液滴图像检测技术系统及其使用方法，涉及PCR技术领域，包括：输入单元，输入单元用于输入对比数据，处理单元，处理单元用于接收输入单元传输的数据，同时对数据进行对比和建模工作，输出单元，输出单元用于接收处理单元发送的数据，同时对数据进行统计并对统计结果进行输出。本发明，共现流增强的双向金字塔卷积网络液滴识别框架利用切片的共现注意力网络组件实现信息共享，以及加强了不同尺度特征在信道之间的交互和依赖性，同时，多层级特征之间形成互补，有助于描述PCR图像中密集液滴之间的类内和类间差异性，提高了液滴的辨识度，共现流增强的双向金字塔卷积网络比Cascade RCNN框架精度高。

技术领域

本发明涉及PCR技术领域，具体为一种PCR液滴图像检测技术系统及其使用方法。

背景技术

数字聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是一种高灵敏度的核酸定量检测方法，它将DNA模板分散到大量的液滴反应器中，每个反应器包含至少一个或多个拷贝的目标DNA模板，模板在液滴反应器中进行PCR扩增反应后，对阴性阳性液滴反应器的数量进行统计并算出它们相应的比例。PCR液滴检测方法可以划分为明场检测和荧光检测两类，明场检测方法是估算液滴产生的速度，然后乘以液滴产生时间算出液滴的总数。

目前，国内外研究学者已经开发了多种基于机器学习的PCR液泡识别与统计算法，主要集中于简单的机器学习方法，如图像增强、形态学和边缘检测算子等多种方法PCR液滴图像进行处理，实现液滴的识别与统计，液滴数字PCR的自动识别判读方法，并将其嵌入芯片以实现成果应用，密集分布的PCR液滴，对分水岭分割算法进行了改进，降低了目标对图像灰度信息的依赖，并改善了PCR液滴的识别精度，利用液滴数字PCR对候选miRNAs进行评估，并使用随机森林方法探索了miRNA血清中的差异。

但是目前的检测工作时，虽然这些方法都改善了PCR液滴的识别精度，并有效减少了人工参与进行筛选识别等造成的误差，但当数据规模较大时，将很难满足其应用需求，并难以确保较高的识别精度，此外，这些方法均用于识别或检测PCR图像上的目标，并未对密集液滴进行检测识别，以及统计等。

发明内容

本发明提供的发明目的在于提供一种PCR液滴图像检测技术系统及其使用方法，在使用时，开发基于深度学习的液滴式数字PCR图像检测计数方法，它能够对液滴PCR液滴图像进行处理，从而实现对明场PCR液滴照片进行液滴识别计数，极大地节省了相关人员的工作时间和工作量。

为了实现上述的效果，本发明提供如下技术方案：一种PCR液滴图像检测技术系统，包括：

输入单元，所述输入单元用于输入对比数据；

处理单元，所述处理单元用于接收输入单元传输的数据，同时对数据进行对比和建模工作；

输出单元，所述输出单元用于接收处理单元发送的数据，同时对数据进行统计并对统计结果进行输出。

进一步的，所述输入单元和处理单元单向信号连接，所述处理单元与输出单元单向信号连接。

进一步的，所述输入单元包括图像输入模块、滴液输入模块和图像存储模块，所述图像存储模块的输入端均与输入模块和滴液输入模块电性连接。

进一步的，所述处理单元包括参数输入模块、对比模块和识别数据存储模块，所述输入模块的输出端与对比模块的输入端电性连接，所述对比模块的输出端与识别数据存储模块的输入端电性连接，输出单元包括模型数据存储模块、数据统计模块和显示模块，所述数据存储模块的输出端与数据统计模块的输入端电性连接，所述统计模块的输出端与显示模块的输的输入端电性连接。

进一步的，所述对比模块包括信息共享模块和模型制作模块，所述信息共享模块的输出端与模型制作模块的输入端电性连接。

一种PCR液滴图像检测技术系统的使用方法，包括：