本發(fā)明涉及生物芯片檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

液相生物芯片技術(shù)是集流式技術(shù)、熒光微球化學(xué)合成技術(shù)、生物分子雜交技術(shù)、高效數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)為一體的尖端生物分子檢測(cè)技術(shù)。液相生物芯片技術(shù)的核心是熒光編碼標(biāo)記的功能性高分子微球(熒光微球)如圖1中a所示。該技術(shù)的基本思想是在每種編碼好的熒光微球a上固定特定的探針?lè)肿觔得到捕獲微球c并懸浮于一個(gè)液相體系中，用不同于編碼的熒光物質(zhì)(如報(bào)告分子e)對(duì)待測(cè)樣本d進(jìn)行標(biāo)記后放入上述液相體系中進(jìn)行充分的雜交反應(yīng)，將所得的液相生物微球f通過(guò)光學(xué)成像或通過(guò)流式細(xì)胞儀逐個(gè)檢測(cè)分析每個(gè)微球上的編碼熒光和報(bào)告熒光，編碼熒光確定了待測(cè)分子的類型，報(bào)告熒光強(qiáng)度則確定了待測(cè)分子的含量，從而實(shí)現(xiàn)了單樣本多成分檢測(cè)的目的。

熒光編碼微球用于生物檢測(cè)具有通量高、速度快、成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)。另外，與傳統(tǒng)固基芯片相比，(1)熒光微球可包被較多的熒光物質(zhì)進(jìn)行編碼，具有較高的檢測(cè)通量；(2)微球?qū)Π坏臒晒馕镔|(zhì)具有保護(hù)作用，使熒光物質(zhì)避免猝滅、漂白等，并且減小了因溶劑的極性、ph值和離子強(qiáng)度對(duì)其產(chǎn)生的影響，因此，微球熒光信號(hào)更加穩(wěn)定；(3)在接近生物體系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境的液相環(huán)境下進(jìn)行，能夠保持蛋白質(zhì)和dna的天然構(gòu)象和活性；因此，熒光微球在生物檢測(cè)中的應(yīng)用可以增強(qiáng)檢測(cè)的靈敏度和精度。目前已應(yīng)用于生物分子篩選和臨床診斷中。

液相生物芯片技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：(1)通量高：可同時(shí)對(duì)100或更多種目的分子進(jìn)行定性、定量分析，實(shí)現(xiàn)多成分的檢測(cè)分析；(2)樣本用量少：實(shí)現(xiàn)單樣本的多成分檢測(cè)，大量節(jié)省了樣本用量，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)稀有樣品的檢測(cè)分析，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生物芯片技術(shù)的不足；(3)靈敏度高：雜交反應(yīng)在接近生物體系統(tǒng)內(nèi)部環(huán)境的液相環(huán)境下進(jìn)行，能夠保持蛋白質(zhì)和dna的天然構(gòu)象和活性。而具有較大表面積的微球上可偶聯(lián)成千上萬(wàn)的探針?lè)肿?，如此高密度的探針?lè)肿幽軌蜃畲蟪潭鹊牟东@被檢測(cè)分子，保證雜交反應(yīng)的充分進(jìn)行，從而提高了檢測(cè)的靈敏度；(4)速度快：基于液相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)使雜交反應(yīng)快速高效，大大縮短了孵育時(shí)間，而且流式細(xì)胞術(shù)使檢測(cè)分析時(shí)間大大縮短；(5)成本低：?jiǎn)螛颖镜亩喑煞謾z測(cè)可有效節(jié)約樣本、時(shí)間和勞動(dòng)，芯片技術(shù)核心的微球制備工藝簡(jiǎn)單成熟，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，使檢測(cè)成本降低；(6)另外，還有檢測(cè)范圍廣、準(zhǔn)確性高、操作簡(jiǎn)單靈活、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

盡管有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)以及社會(huì)發(fā)展對(duì)檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步要求，液相生物芯片技術(shù)仍面臨一些困難：由于熒光微球制作工藝問(wèn)題以及光檢測(cè)器成像時(shí)出現(xiàn)微球粘連，會(huì)導(dǎo)致熒光微球數(shù)據(jù)提取難度增加，即，熒光微球的數(shù)據(jù)提取精度有待提高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法和系統(tǒng)，提高了對(duì)熒光微球的分類精度，便于數(shù)據(jù)提取。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法，包括如下步驟：

將制備好的熒光微球吸附在成像室；

采用激發(fā)光照射熒光微球以使熒光微球發(fā)射受激光；

對(duì)熒光微球發(fā)射的受激光進(jìn)行成像，成像中包括參考圖片和濾光圖片，參考圖片是濾除激發(fā)光后的受激光的成像數(shù)據(jù)，濾光圖片是受激光經(jīng)過(guò)相應(yīng)濾光片后的成像數(shù)據(jù)，所述濾光片的數(shù)量與熒光微球中包含的熒光物質(zhì)種類相同，濾光片的透過(guò)波段與熒光物質(zhì)發(fā)出的受激光的波段對(duì)應(yīng)，每個(gè)濾光圖片對(duì)應(yīng)一個(gè)透過(guò)波段的濾光片；

分別對(duì)參考圖片和濾光圖片做閾值分割得到對(duì)應(yīng)的參考二值圖和濾光二值圖；

根據(jù)參考二值圖中各熒光微球的像素面積和/或各熒光微球之間的距離，去除參考二值圖中的雜質(zhì)顆粒和/或粘連的熒光微球；

以去除參考二值圖中粘連的熒光微球和/或雜質(zhì)顆粒后的參考二值圖作為參考圖，分別在各濾光二值圖中查找是否存在與所述參考圖中的熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，當(dāng)在各濾光二值圖中任意一二值圖中存在與所述參考圖的任意一熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，則在該二值圖中標(biāo)記并獲取該對(duì)應(yīng)的熒光微球的光強(qiáng)數(shù)據(jù)。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法，其中，所述“根據(jù)參考二值圖中各熒光微球的像素面積和/或各熒光微球之間的距離，去除參考二值圖中的雜質(zhì)顆粒和/或粘連的熒光微球”的步驟，具體包括：

判斷參考二值圖中各熒光微球的像素面積，去除像素面積小于第一像素面積預(yù)設(shè)值或大于第二像素面積預(yù)設(shè)值的熒光微球；和/或，

去除參考二值圖中距離小于第一距離預(yù)設(shè)值的兩個(gè)熒光微球。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法，其中，所述“根據(jù)參考二值圖中各熒光微球的像素面積和/或各熒光微球之間的距離，去除參考二值圖中的雜質(zhì)顆粒和/或粘連的熒光微球”的步驟之后或之前，還包括步驟：

將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，去除參考二值圖中未與其它濾光二值圖一一匹配的熒光微球。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法，其中，所述“將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，去除參考二值圖中未與濾光二值圖一一匹配的熒光微球”的步驟，具體包括：

將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，當(dāng)濾光二值圖中的任意一二值圖中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上熒光微球和參考二值圖中的某一個(gè)熒光微球距離小于第二距離預(yù)設(shè)值時(shí)，則在參考二值圖中去除該熒光微球。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法，其中，所述第一像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球像素面積的分布中，給定的熒光微球最小像素面積值；所述第二像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球像素面積的分布中，給定的熒光微球最大像素面積值。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)，包括：

成像室，用于吸附制備好的熒光微球；

檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括光源和光檢測(cè)器，光源用于發(fā)射激發(fā)光，激發(fā)光用于照射熒光微球以使熒光微球發(fā)射受激光；光檢測(cè)器用于對(duì)熒光微球發(fā)射的受激光進(jìn)行成像，成像中包括參考圖片和濾光圖片，參考圖片是濾除激發(fā)光后的受激光的成像數(shù)據(jù)，濾光圖片是受激光經(jīng)過(guò)相應(yīng)濾光片后的成像數(shù)據(jù)，所述濾光片的數(shù)量與熒光微球中包含的熒光物質(zhì)種類相同，濾光片的透過(guò)波段與熒光物質(zhì)發(fā)出的受激光的波段對(duì)應(yīng)，每個(gè)濾光圖片對(duì)應(yīng)一個(gè)透過(guò)波段的濾光片；

閾值分割模塊，用于分別對(duì)參考圖片和濾光圖片做閾值分割得到對(duì)應(yīng)的參考二值圖和濾光二值圖；

圖片處理模塊，用于根據(jù)參考二值圖中各熒光微球的像素面積和/或各熒光微球之間的距離，去除參考二值圖中的雜質(zhì)顆粒和/或粘連的熒光微球；

光強(qiáng)獲取模塊，用于以去除參考二值圖中粘連的熒光微球和/或雜質(zhì)顆粒后的參考二值圖作為參考圖，分別在各濾光二值圖中查找是否存在與所述參考圖中的熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，當(dāng)在濾光二值圖中的任意一二值圖中存在與所述參考圖的任意一熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，則在該二值圖中標(biāo)記并獲取該對(duì)應(yīng)的熒光微球的光強(qiáng)數(shù)據(jù)。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)，其中，所述圖片處理模塊包括面積去除單元和/或距離去除單元；

面積去除單元，用于判斷參考二值圖中各熒光微球的像素面積，去除像素面積小于第一像素面積預(yù)設(shè)值或大于第二像素面積預(yù)設(shè)值的熒光微球；

距離去除單元，用于去除參考二值圖中距離小于第一距離預(yù)設(shè)值的兩個(gè)熒光微球。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)，其中，所述圖片處理模塊還用于：

將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，去除參考二值圖中未與其它濾光二值圖一一匹配的熒光微球。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)，其中，所述距離去除單元，還用于將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，當(dāng)濾光二值圖中的任意一二值圖中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上熒光微球和參考二值圖中的某一個(gè)熒光微球距離小于第二距離預(yù)設(shè)值時(shí)，則在參考二值圖中去除該熒光微球。

所述的熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)，其中，所述第一像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球像素面積的分布中，給定的熒光微球最小像素面積值；所述第二像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球像素面積的分布中，給定的熒光微球最大像素面積值。

本發(fā)明的有益效果：將制備好的熒光微球吸附在成像室形成單層平面排列，以減少熒光微球重疊；采用激發(fā)光照射熒光微球以使熒光微球發(fā)射受激光；對(duì)熒光微球發(fā)射的受激光進(jìn)行成像，成像中包括參考圖片和濾光圖片，參考圖片是濾除激發(fā)光后的受激光的成像數(shù)據(jù)，每個(gè)濾光圖片為只含有一種熒光物質(zhì)的熒光微球圖片，通過(guò)對(duì)參考圖片和濾光圖片的二值化，便于后續(xù)處理。通過(guò)去除參考二值圖中粘連的熒光微球和/或雜質(zhì)顆粒，提高了對(duì)熒光微球的分類精度，便于數(shù)據(jù)提取。通過(guò)與參考二值圖的比較，各濾光二值圖與參考二值圖重合的點(diǎn)即為包含對(duì)應(yīng)熒光物質(zhì)的單個(gè)有效熒光微球，進(jìn)而獲取各濾光二值圖中與參考二值圖重合的熒光微球的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，即可得到熒光微球中各個(gè)熒光成分的比例，便于后續(xù)解碼；各個(gè)濾光二值圖的光強(qiáng)數(shù)據(jù)不會(huì)相互干擾，數(shù)據(jù)提取精度高。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的液相生物芯片技術(shù)中，熒光微球捕獲可溶性大分子的示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例的流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，參考圖片的示意圖；

圖4a為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第一圖片的示意圖；

圖4b為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第一二值圖的示意圖；

圖5a為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第二圖片的示意圖；

圖5b為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第二二值圖的示意圖；

圖6a為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第三圖片的示意圖；

圖6b為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第三二值圖的示意圖；

圖7a為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第四圖片的示意圖；

圖7b為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第四二值圖的示意圖；

圖8a為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第五圖片的示意圖；

圖8b為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法的一實(shí)施例中，第五二值圖的示意圖；

圖9為本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

由于熒光微球加工工藝會(huì)導(dǎo)致熒光微球亮度不一樣，并且會(huì)出現(xiàn)粘連或者雜質(zhì)顆粒的干擾，因此成像裝置每次成像得到的數(shù)據(jù)差異性會(huì)比較大。但是同一批次制備的熒光微球的光強(qiáng)數(shù)據(jù)相似性比較近，即不同熒光物質(zhì)的強(qiáng)度比例比較近似。不同種類的熒光微球如果能很好的分類的話就能很好的進(jìn)行熒光微球解碼。

本發(fā)明中用到的術(shù)語(yǔ)定義：

熒光微球是指粒徑在納米至微米范圍內(nèi)，負(fù)載有熒光物質(zhì)和磁性粒子，受激發(fā)光照射后能夠發(fā)射出熒光的固體微球。熒光物質(zhì)為熒光染料、量子點(diǎn)或上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。

量子點(diǎn)是把導(dǎo)帶電子、價(jià)帶空穴及激子在三個(gè)空間方向上束縛住的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)。量子點(diǎn)，又可稱為納米晶，是一種由ii－vi族或iii－v族元素組成的納米顆粒。量子點(diǎn)的粒徑一般介于1～10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變成具有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)，受激后可以發(fā)射熒光。

為了很好的分類需要更好的提取熒光微球光強(qiáng)數(shù)據(jù)。故在實(shí)施例一中，本發(fā)明給出一種熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法，請(qǐng)參考圖2，所述方法，包括如下步驟：

s10、獲取參考圖片和濾光圖片。

具體的，所述步驟s10包括如下步驟：

s110、將制備好的熒光微球吸附在成像室形成單層平面排列。所述成像室內(nèi)設(shè)置有用于吸附熒光微球的吸附裝置和檢測(cè)裝置。檢測(cè)裝置包括用于發(fā)射激發(fā)光的光源、以及光檢測(cè)器。吸附裝置優(yōu)選為磁鐵。

s120、采用激發(fā)光照射熒光微球以使熒光微球發(fā)射受激光。光源用于發(fā)射激發(fā)光。激發(fā)光用于照射熒光微球以使熒光微球發(fā)射受激光，激發(fā)光可以是激光，如藍(lán)光激光；也可以是非激光，例如，發(fā)光二極管或汞燈等。

s130、光檢測(cè)器對(duì)熒光微球發(fā)射的受激光進(jìn)行成像，成像中包括參考圖片和濾光圖片，參考圖片是激發(fā)光照射熒光微球后，濾除激發(fā)光后的所有受激光的成像數(shù)據(jù)，濾光圖片是受激光經(jīng)過(guò)相應(yīng)濾光片后的成像數(shù)據(jù)，所述濾光片的數(shù)量與熒光微球中包含的熒光物質(zhì)種類相同，濾光片的透過(guò)波段與熒光物質(zhì)發(fā)出的受激光的波段對(duì)應(yīng)，每個(gè)濾光圖片對(duì)應(yīng)一個(gè)透過(guò)波段的濾光片。

更具體的，光檢測(cè)器包括濾光裝置和成像裝置。吸附裝置吸附熒光微球后，濾光裝置和成像裝置對(duì)熒光微球進(jìn)行濾光和成像，得到包含所有熒光信號(hào)圖像的參考圖片；濾光裝置采用第一濾光片對(duì)受激光進(jìn)行過(guò)濾，成像裝置對(duì)濾光后的受激光成像得到第一濾光圖片，采用第二濾光片對(duì)受激光進(jìn)行過(guò)濾，成像裝置對(duì)濾光后的受激光成像得到第二濾光圖片，……，采用第n濾光片對(duì)受激光進(jìn)行過(guò)濾，成像裝置對(duì)濾光后的受激光成像得到第n濾光圖片；n為正整數(shù)。

由于第一濾光圖片、第二濾光圖片、……、第n濾光圖片均采用不同的濾光片濾光得到，故除參考圖片外，各個(gè)濾光圖片中都只包含一種熒光物質(zhì)的熒光信號(hào)。其中，本實(shí)施例中，熒光微球?yàn)榇判詿晒饩幋a微球，其由幾種不同發(fā)射波長(zhǎng)的量子點(diǎn)按照不同的混合比例制作而成，為便于敘述，混合比例中可包含0，即熒光微球?qū)嶋H為n種或n種以內(nèi)的熒光物質(zhì)制作而成，具體比例需數(shù)據(jù)提取并解碼得到。由于可能有n種熒光物質(zhì)混合，因此在ccd成像或cmos成像時(shí)需要n種不同的濾光片過(guò)濾得到n組數(shù)據(jù)以方便后續(xù)的微球解碼。參考圖片便于對(duì)照。

本實(shí)施例中，選取一種熒光微球做實(shí)驗(yàn)，該熒光微球的熒光物質(zhì)種類數(shù)為5，即其最多由五種熒光物質(zhì)混合編碼而成，n為5。每個(gè)編碼位對(duì)應(yīng)一種熒光物質(zhì)，其中第一種熒光物質(zhì)記作x1，第二種熒光物質(zhì)記作x2，第三種熒光物質(zhì)記作x3，第四種熒光物質(zhì)記作x4，第五種熒光物質(zhì)記作x5。該熒光微球的編碼即為x1x2x3x4x5。其中，x1-x5的取值在0-5；0表示該微球不包含此熒光物質(zhì)，1表示該球包含一份的此熒光物質(zhì)，2表示該球包含兩份的此熒光物質(zhì)，……，5表示該球包含5份的此熒光物質(zhì)。

具體實(shí)施例中，在光源的照射下利用成像裝置對(duì)包含熒光的液相生物微球拍照成像，得到如圖3所示的參考圖片。光源發(fā)出激發(fā)光激發(fā)熒光微球發(fā)出受激光，采用與第一種熒光物質(zhì)適配的濾光片對(duì)受激光進(jìn)行濾光并用成像裝置對(duì)濾光后的液相生物微球拍照，得到只包含第一種熒光物質(zhì)的熒光微球的第一濾光圖片，如圖4a所示。進(jìn)而更換濾光片，采用與第二種熒光物質(zhì)適配的濾光片對(duì)受激光進(jìn)行濾光并用成像裝置對(duì)濾光后的液相生物微球拍照，得到只包含第二種熒光物質(zhì)的熒光微球的第二濾光圖片，如圖5a所示。以此類推，獲得第三、第四和第五濾光圖片，分別如圖6a、圖7a和圖8a所示。接下來(lái)就需要提取數(shù)據(jù)來(lái)確定可能的五種熒光物質(zhì)(熒光物質(zhì))的混合比例。進(jìn)而可以進(jìn)行熒光微球解碼。

s20、將獲取的參考圖片和濾光圖片二值化。具體的，分別對(duì)參考圖片和濾光圖片做閾值分割得到對(duì)應(yīng)的參考二值圖和濾光二值圖。分別給參考二值圖和濾光二值圖中的熒光微球做標(biāo)記，獲取各個(gè)二值圖中每個(gè)熒光微球的重心坐標(biāo)、像素面積以及像素面積內(nèi)的每個(gè)像素點(diǎn)坐標(biāo)。本實(shí)施例中，第一濾光二值圖、第二濾光二值圖、……、第五濾光二值圖分別如圖4b、圖5b、……、圖8b所示?？梢?，采用二值圖能更清晰、突出的反應(yīng)出熒光微球，提高了辨識(shí)度，有利于提高數(shù)據(jù)提取的精度。需要說(shuō)明的是，實(shí)際獲取的參考圖片、第一濾光圖片、……、第五濾光圖片、參考二值圖、第一濾光二值圖、……、第五濾光二值圖，背景色可能為黑底，熒光微球?yàn)榱咙c(diǎn)，而圖3-圖8中采用白底，黑點(diǎn)表示熒光微球，僅用于示意。

s30、去除參考二值圖中粘連的熒光微球和雜質(zhì)顆粒。具體的，根據(jù)參考二值圖中各熒光微球的像素面積和/或各熒光微球之間的距離，去除參考二值圖中的雜質(zhì)顆粒和/或粘連的熒光微球，本實(shí)施例中，為求更精確，既去除雜質(zhì)顆粒又去除粘連的熒光微球。更具體的，判斷參考二值圖中各熒光微球的像素面積，去除像素面積小于第一像素面積預(yù)設(shè)值和/或大于第二像素面積預(yù)設(shè)值的熒光微球；和/或，去除參考二值圖中距離小于第一距離預(yù)設(shè)值的兩個(gè)熒光微球。本實(shí)施例中，為提高精度，“和/或”關(guān)系中均采用“和”。第一像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球像素面積分布中，給定的熒光微球最小像素面積值；所述第二像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球像素面積分布中，給定的熒光微球最大像素面積值。給定的熒光微球最小像素面積值和給定的熒光微球最大像素面積值可根據(jù)采用的熒光微球的具體尺寸進(jìn)行設(shè)置，本發(fā)明不作限定，能去除雜質(zhì)顆粒即可。

本實(shí)施例中，兩個(gè)熒光微球之間的距離優(yōu)選采用兩個(gè)熒光微球中心坐標(biāo)之間的距離，第一距離預(yù)設(shè)值可以是經(jīng)驗(yàn)值，可以結(jié)合微球直徑和成像裝置拍攝得到的像素來(lái)確定，本實(shí)施例優(yōu)選為10個(gè)像素的長(zhǎng)或?qū)挕Ｓ纱?，步驟s30實(shí)現(xiàn)了對(duì)參考二值圖中粘連的熒光微球、雜質(zhì)顆粒的去除。

s40、將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，去除參考二值圖中未與其它濾光二值圖一一匹配的熒光微球。理論上，參考二值圖中某一位置的熒光微球會(huì)與濾光二值圖中對(duì)應(yīng)位置的熒光微球?qū)?yīng)，但考慮到成像、雜質(zhì)干擾、黏連等因素，濾光二值圖中對(duì)應(yīng)位置可能會(huì)出現(xiàn)多個(gè)熒光微球，這樣參考二值圖中的熒光微球?qū)o(wú)法與濾光二值圖中對(duì)應(yīng)位置的熒光微球一一對(duì)應(yīng)，故需要去除。具體的，將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，當(dāng)濾光二值圖中的任意一二值圖中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上熒光微球和參考二值圖中的某一個(gè)熒光微球距離都小于第二距離預(yù)設(shè)值時(shí)，則在參考二值圖中去除該熒光微球。換而言之，若參考二值圖中任一熒光微球和至少一幅濾光二值圖中的兩個(gè)或兩個(gè)以上熒光微球，滿足如下條件|x-y1|<第二距離預(yù)設(shè)值，|x-y2|<第二距離預(yù)設(shè)值，即距離小于第二距離預(yù)設(shè)值，則在參考二值圖中去除該熒光微球。其中，x為參考二值圖中的熒光微球坐標(biāo)，y1、y2分別為第一至第五二值圖中任意一張圖中的兩個(gè)熒光微球的坐標(biāo)。第二距離預(yù)設(shè)值為一給定最小距離值，該距離值用來(lái)做判斷約束，該判斷約束為，計(jì)算參考二值圖中一點(diǎn)與其它任何同一濾光二值圖中所有點(diǎn)之間的距離值，當(dāng)同一濾光圖中有兩個(gè)或超過(guò)兩個(gè)距離值小于該給定最小距離值時(shí)，將參考二值圖中的該點(diǎn)去掉，如果沒有或只有一個(gè)點(diǎn)的距離值小于該給定最小距離值，在參考二值圖中保留該點(diǎn)。第二距離預(yù)設(shè)值可以是經(jīng)驗(yàn)值，可以結(jié)合微球直徑和成像裝置拍攝得到的像素來(lái)確定，本實(shí)施例優(yōu)選為10個(gè)像素的長(zhǎng)或?qū)?。由此，避免了在參考二值圖中沒有粘連，但是在其它二值圖中出現(xiàn)粘連的情況。當(dāng)然，步驟s40也可以在步驟s30之前，本發(fā)明不作限定。

s50、以經(jīng)過(guò)了步驟s30、s40處理后的參考二值圖作為參考圖，分別和各濾光二值圖進(jìn)行比較和數(shù)據(jù)提取，得到每個(gè)熒光微球所包含的不同熒光物質(zhì)的比例。為得到每個(gè)熒光微球中不同熒光物質(zhì)的比例，以便對(duì)熒光微球進(jìn)行解碼，步驟s50具體包括：

以去除參考二值圖中粘連的熒光微球和/或雜質(zhì)顆粒、未與其它濾光二值圖一一匹配的熒光微球后的參考二值圖作為參考圖，分別在各濾光二值圖中查找是否存在與參考圖中的熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，當(dāng)在濾光二值圖中的任意一二值圖中存在與參考圖的任意一熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，則在該二值圖中標(biāo)記并獲取該對(duì)應(yīng)的熒光微球的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，由此，得到每個(gè)熒光微球包含的不同熒光物質(zhì)的比例，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)提取。本實(shí)施例中，參考二值圖作為參考圖，分別在第一濾光二值圖、……、第五濾光二值圖中篩選查找，如果在某一幅濾光二值圖中找到與參考圖對(duì)應(yīng)的熒光微球(坐標(biāo)相同)，就標(biāo)記此微球包含該濾光二值圖對(duì)應(yīng)的熒光物質(zhì)，并記錄該熒光微球在此熒光物質(zhì)下的光強(qiáng)數(shù)據(jù)。熒光微球的光強(qiáng)數(shù)據(jù)可以采用在對(duì)應(yīng)的濾光圖片(第一濾光圖片、……、第n濾光圖片)中單個(gè)熒光微球所有像素點(diǎn)的中位值或平均值等。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到每個(gè)熒光微球中五種熒光物質(zhì)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)的平均比例為0:0:5000:6000:0。由此，結(jié)合積累的數(shù)據(jù)庫(kù)可得出本實(shí)施例的熒光微球的編碼為00110。從圖4a-圖8a中也可以很清楚的看到，只有第三濾光圖片和第四濾光圖片有熒光微球。其余的第一、第二和第五濾光圖片沒有。本實(shí)施例最終篩選出的熒光微球有609個(gè)，準(zhǔn)確度可達(dá)99.3％。

可見本發(fā)明提供的熒光微球的數(shù)據(jù)提取方法，可實(shí)現(xiàn)熒光微球數(shù)據(jù)的自動(dòng)化提取，且能適用于大規(guī)模的編碼和解碼，以兩種熒光物質(zhì)進(jìn)行編碼、熒光分成6個(gè)等級(jí)來(lái)算，就能進(jìn)行6×6種類型的編碼和解碼。甚至可將熒光物質(zhì)的含量分成10個(gè)等級(jí)來(lái)算，就能進(jìn)行10×10種類型的編碼和解碼。由于該數(shù)據(jù)提取方法去除了雜質(zhì)、黏連微球，且各個(gè)等級(jí)的熒光下的圖片分開進(jìn)行處理，極大的提高了熒光微球數(shù)據(jù)提取的精度，降低了對(duì)熒光微球批次穩(wěn)定性的要求。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，基于上述實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)提取方法，本發(fā)明還提供一種熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)，請(qǐng)參閱圖9，數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)包括：成像室10、檢測(cè)裝置110、閾值分割模塊20、圖片處理模塊30和光強(qiáng)獲取模塊40。

成像室10，用于吸附制備好的熒光微球。檢測(cè)裝置110可設(shè)置在成像室10內(nèi)。

檢測(cè)裝置110包括光源120和光檢測(cè)器130，光源120用于發(fā)射激發(fā)光，激發(fā)光用于照射熒光微球以使熒光微球發(fā)射受激光。激發(fā)光可以是激光，如藍(lán)光激光；也可以是非激光，例如，發(fā)光二極管或汞燈等。

光檢測(cè)器130用于對(duì)熒光微球發(fā)射的受激光進(jìn)行成像，成像中包括參考圖片和濾光圖片，參考圖片是濾除激發(fā)光后的受激光的成像數(shù)據(jù)，濾光圖片是受激光經(jīng)過(guò)相應(yīng)濾光片后的成像數(shù)據(jù)，所述濾光片的數(shù)量與熒光微球中包含的熒光物質(zhì)種類相同，濾光片的透過(guò)波段與熒光物質(zhì)發(fā)出的受激光的波段對(duì)應(yīng)，每個(gè)濾光圖片對(duì)應(yīng)一個(gè)透過(guò)波段的濾光片。具體的，所述成像室內(nèi)設(shè)置有用于吸附熒光微球的吸附裝置140，吸附裝置140優(yōu)選為磁鐵。

光檢測(cè)器130包括濾光裝置和成像裝置。

濾光裝置，用于分別對(duì)不同的受激光進(jìn)行濾光。具體的，分別用第一濾光片、第二濾光片、……、第n濾光片對(duì)受激光進(jìn)行過(guò)濾。濾光裝置包括濾光片轉(zhuǎn)盤和用于驅(qū)動(dòng)濾光片轉(zhuǎn)盤的電機(jī)，濾光片轉(zhuǎn)盤上環(huán)形排布有n個(gè)不同的濾光片。通過(guò)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)即可對(duì)受激光進(jìn)行不同的濾光。

成像裝置，用于對(duì)熒光微球發(fā)射的受激光進(jìn)行成像，成像中包括參考圖片和濾光圖片，參考圖片是濾除激發(fā)光后的受激光的成像數(shù)據(jù)，濾光圖片是受激光經(jīng)過(guò)相應(yīng)濾光片后的成像數(shù)據(jù)，所述濾光片的數(shù)量與熒光微球中包含的熒光物質(zhì)種類相同，濾光片的透過(guò)波段與熒光物質(zhì)發(fā)出的受激光的波段對(duì)應(yīng)，每個(gè)濾光圖片對(duì)應(yīng)一個(gè)透過(guò)波段的濾光片。

閾值分割模塊20，用于將獲取的參考圖片和濾光圖片二值化。具體的，用于分別對(duì)參考圖片和濾光圖片做閾值分割得到對(duì)應(yīng)的參考二值圖和濾光二值圖。

圖片處理模塊30，用于去除參考二值圖中粘連的熒光微球和雜質(zhì)顆粒，以及去除參考二值圖中與其它二值圖的熒光微球粘連的熒光微球。具體的，用于根據(jù)參考二值圖中各熒光微球的像素面積和/或各熒光微球之間的距離，去除參考二值圖中的雜質(zhì)顆粒和/或粘連的熒光微球。

圖片處理模塊30包括：面積去除單元310和距離去除單元320。

面積去除單元310，用于判斷參考二值圖中各熒光微球的像素面積，去除像素面積小于第一像素面積預(yù)設(shè)值或大于第二像素面積預(yù)設(shè)值的熒光微球。第一像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球大小的分布中，給定的熒光微球最小像素面積值。第二像素面積預(yù)設(shè)值為在參考二值圖的熒光微球像素面積的分布中，給定的熒光微球最大像素面積值。

距離去除單元320，用于去除參考二值圖中距離小于第一距離預(yù)設(shè)值的兩個(gè)熒光微球；還用于將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，去除參考二值圖中未與濾光二值圖一一匹配的熒光微球。具體的，距離去除單元320將各濾光二值圖分別與參考二值圖比較，當(dāng)在濾光二值圖中的任意一二值圖中存在兩個(gè)或兩個(gè)以上熒光微球和參考二值圖中的某一個(gè)熒光微球距離都小于第二距離預(yù)設(shè)值時(shí)，則在參考二值圖中去除該熒光微球。

光強(qiáng)獲取模塊40，用于以參考二值圖作為參考圖，分別和各濾光二值圖進(jìn)行比較和數(shù)據(jù)提取，得到每個(gè)熒光微球所包含的不同熒光物質(zhì)的比例。具體的，用于以去除參考二值圖中粘連的熒光微球和/或雜質(zhì)顆粒后的參考二值圖作為參考圖，分別在各濾光二值圖中查找是否存在與參考圖中的熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，當(dāng)在濾光二值圖中的任意一二值圖中存在與參考圖的任意一熒光微球?qū)?yīng)的熒光微球，則在該二值圖中標(biāo)記并獲取該對(duì)應(yīng)的熒光微球的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，從而得到每個(gè)熒光微球所包含的不同熒光物質(zhì)的比例。

由于熒光微球的數(shù)據(jù)提取系統(tǒng)的原理、特點(diǎn)在上述對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例中已詳細(xì)闡述，在此不再贅述。

以上應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演、變形或替換。