[发明专利]一种保证精度的实时单分子定位方法及系统

摘要

本发明公开了一种保证精度的实时单分子定位方法及系统。其中，该方法包括：先基于像素级定位参数对待处理图像进行区域提取；再对提取到的图像进行粗定位，得到提取到的图像的亚像素级定位参数；接着基于提取到的图像的亚像素级定位参数对提取到的图像进行精定位。由于经过粗定位得到的初始值(亚像素级定位参数)更接近于真实值，再据此进行精定位计算，因而减少了在精定位时的迭代次数，从而加快了超分辨图像的定位速度。这样，本发明在保证定位精度的情况下，加快了超分辨图像的定位速度。

主权项

1.一种保证精度的实时单分子定位方法，其特征在于，包括：基于像素级定位参数对待处理图像进行区域提取；对提取到的图像进行粗定位，得到所述提取到的图像的亚像素级定位参数；基于所述提取到的图像的亚像素级定位参数对所述提取到的图像进行精定位；经过粗定位得到的亚像素级定位参数更接近于真实值，再据此进行精定位计算，减少了在精定位时的迭代次数，加快了超分辨图像的定位速度，在保证定位精度的情况下，加快了超分辨图像的定位速度；基于提取到的图像的亚像素级定位参数对提取到的图像进行精定位，具体包括：建立计算模型：其中，为像素点(i,j)处的理论光强，A为信号亮度的估计值A₀，i为提取到的区域的x轴坐标，j为提取到的区域的y轴坐标，x₀为提取到的图像中像素点的X坐标C_x，y₀为提取到的图像中像素点的Y坐标C_y，s为荧光点扩散函数的估计标准差s₀，b为背景估计值b₀；对计算模型进行估计，即以信号亮度的估计值A₀、提取到的图像中像素点的X坐标C_x、提取到的图像中像素点的Y坐标C_y、荧光点扩散函数的估计标准差s₀和背景估计值b₀作为初值代入计算模型进行迭代计算直至与观测值的差值在误差阈值之内，将此时的信号亮度的估计值A₀记作信号亮度的精确值A，提取到的图像中像素点的X坐标C_x记作像素点精度的X坐标x₀、提取到的图像中像素点的Y坐标C_y记作像素点精度的Y坐标y₀、荧光点扩散函数的估计标准差s₀记作荧光点扩散函数精确的标准差s，背景估计值b₀记作背景精确值b；具体地，采用极大似然法对上述计算模型进行估计，即调整参数A,x_o,y_o,s,b使理论光强逼近观测值I(x_i,j)，得到的估计方程如下：