一种荧光微球的数据提取方法和系统

摘要

本发明公开了一种荧光微球的数据提取方法和系统，通过采用激发光照射荧光微球以使荧光微球发射受激光；并对受激光进行成像得到参考图片和滤光图片，参考图片是滤除激发光后受激光的成像数据，每个滤光图片为只含有一种荧光物质的荧光微球图片，对参考图片和滤光图片二值化以便后续处理。通过去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒，提高了对荧光微球的分类精度，便于数据提取。通过与参考二值图的比较，各滤光二值图与参考二值图重合的点即为包含对应荧光物质的单个有效荧光微球，进而获取各滤光二值图中与参考二值图重合的荧光微球的光强数据，即可得到各个荧光物质成分的比例，便于后续解码；各滤光二值图的数据不会干扰，提取精度高。

权利要求

1.一种荧光微球的数据提取方法,其特征在于，包括如下步骤：

将制备好的荧光微球吸附在成像室；

采用激发光照射荧光微球以使荧光微球发射受激光；

对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是滤除激发光后的受激光的成像数据，滤光图片是受激光经过相应滤光片后的成像数据，所述滤光片的数量与荧光微球中包含的荧光物质种类相同，滤光片的透过波段与荧光物质发出的受激光的波段对应，每个滤光图片对应一个透过波段的滤光片；

分别对第一参考图片和滤光图片做阈值分割得到对应的参考二值图和滤光二值图；

根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球；

以去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒后的参考二值图作为第二参考图，分别在各滤光二值图中查找是否存在与所述第二参考图中的荧光微球对应的荧光微球，当在滤光二值图中的任意一二值图中存在与所述第二参考图的任意一荧光微球对应的荧光微球，则在该滤光二值图中标记并获取该对应的荧光微球的光强数据。

2.根据权利要求1所述的荧光微球的数据提取方法，其特征在于，所述“根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球”的步骤，具体包括：判断参考二值图中各荧光微球的像素面积，去除像素面积小于第一像素面积预设值或大于第二像素面积预设值的荧光微球；和/或去除参考二值图中距离小于第一距离预设值的两个荧光微球。

3.根据权利要求1所述的荧光微球的数据提取方法，其特征在于，所述“根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球”的步骤之后或之前，还包括步骤：将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与各滤光二值图一一匹配的荧光微球。

4.根据权利要求3所述的荧光微球的数据提取方法，其特征在于，所述“将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与各滤光二值图一一匹配的荧光微球”的步骤，具体包括：将各滤光二值图分别与参考二值图比较，当滤光二值图中的任意一二值图中存在两个或两个以上荧光微球和参考二值图中的某一个荧光微球距离小于第二距离预设值时，则在参考二值图中去除该荧光微球。

5.根据权利要求2所述的荧光微球的数据提取方法，其特征在于，所述第一像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积分布中，给定的荧光微球最小像素面积值；所述第二像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积分布中，给定的荧光微球最大像素面积值。

6.一种荧光微球的数据提取系统，其特征在于，包括：

成像室，用于吸附制备好的荧光微球；

检测装置，所述检测装置包括光源和光检测器，光源用于发射激发光，激发光用于照射荧光微球以使荧光微球发射受激光；光检测器用于对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是滤除激发光后的受激光的成像数据，滤光图片是受激光经过相应滤光片后的成像数据，所述滤光片的数量与荧光微球中包含的荧光物质种类相同，滤光片的透过波段与荧光物质发出的受激光的波段对应，每个滤光图片对应一个透过波段的滤光片；

阈值分割模块，用于分别对第一参考图片和滤光图片做阈值分割得到对应的参考二值图和滤光二值图；

图片处理模块，用于根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球；

光强获取模块，用于以去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒后的参考二值图作为第二参考图，分别在各滤光二值图中查找是否存在与所述第二参考图中的荧光微球对应的荧光微球，当在滤光二值图中的任意一二值图中存在与所述第二参考图的任意一荧光微球对应的荧光微球，则在该滤光二值图中标记并获取该对应的荧光微球的光强数据。

7.根据权利要求6所述的荧光微球的数据提取系统，其特征在于，所述图片处理模块包括面积去除单元和/或距离去除单元；

面积去除单元，用于判断参考二值图中各荧光微球的像素面积，去除像素面积小于第一像素面积预设值或大于第二像素面积预设值的荧光微球；

距离去除单元，用于去除参考二值图中距离小于第一距离预设值的两个荧光微球。

8.根据权利要求6所述的荧光微球的数据提取系统，其特征在于，所述图片处理模块还用于：将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与各滤光二值图一一匹配的荧光微球。

9.根据权利要求7所述的荧光微球的数据提取系统，其特征在于，所述距离去除单元，还用于将各滤光二值图分别与参考二值图比较，当滤光二值图中的任意一二值图中存在两个或两个以上荧光微球和参考二值图中的某一个荧光微球距离小于第二距离预设值时，则在参考二值图中去除该荧光微球。

10.根据权利要求7所述的荧光微球的数据提取系统，其特征在于，所述第一像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积分布中，给定的荧光微球最小像素面积值；所述第二像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积分布中，给定的荧光微球最大像素面积值。

说明书

一种荧光微球的数据提取方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及生物芯片检测技术领域，具体涉及荧光微球的数据提取方法和系统。

背景技术

[0002] 液相生物芯片技术是集流式技术、荧光微球化学合成技术、生物分子杂交技术、高效数字信号处理技术为一体的尖端生物分子检测技术。液相生物芯片技术的核心是荧光编码标记的功能性高分子微球(荧光微球)如图1中a所示。该技术的基本思想是在每种编码好的荧光微球a上固定特定的探针分子b得到捕获微球c并悬浮于一个液相体系中，用不同于编码的荧光物质(如报告分子e)对待测样本d进行标记后放入上述液相体系中进行充分的杂交反应，将所得的液相生物微球f通过光学成像或通过流式细胞仪逐个检测分析每个微球上的编码荧光和报告荧光，编码荧光确定了待测分子的类型，报告荧光强度则确定了待测分子的含量，从而实现了单样本多成分检测的目的。

[0003] 荧光编码微球用于生物检测具有通量高、速度快、成本低等显著优点。另外，与传统固基芯片相比，(1)荧光微球可包被较多的荧光物质进行编码，具有较高的检测通量；(2)微球对包被的荧光物质具有保护作用，使荧光物质避免猝灭、漂白等，并且减小了因溶剂的极性、pH值和离子强度对其产生的影响，因此，微球荧光信号更加稳定；(3)在接近生物体系统内部环境的液相环境下进行，能够保持蛋白质和DNA的天然构象和活性；因此，荧光微球在生物检测中的应用可以增强检测的灵敏度和精度。目前已应用于生物分子筛选和临床诊断中。

[0004] 液相生物芯片技术的优点：(1)通量高：可同时对100或更多种目的分子进行定性、定量分析，实现多成分的检测分析；(2)样本用量少：实现单样本的多成分检测，大量节省了样本用量，能够实现对稀有样品的检测分析，弥补了传统生物芯片技术的不足；(3)灵敏度高：杂交反应在接近生物体系统内部环境的液相环境下进行，能够保持蛋白质和DNA的天然构象和活性。而具有较大表面积的微球上可偶联成千上万的探针分子，如此高密度的探针分子能够最大程度的捕获被检测分子，保证杂交反应的充分进行，从而提高了检测的灵敏度；(4)速度快：基于液相反应动力学使杂交反应快速高效，大大缩短了孵育时间，而且流式细胞术使检测分析时间大大缩短；(5)成本低：单样本的多成分检测可有效节约样本、时间和劳动，芯片技术核心的微球制备工艺简单成熟，可实现大规模生产，使检测成本降低；(6)另外，还有检测范围广、准确性高、操作简单灵活、可重复性强等优点。

[0005] 尽管有如此多的优点，但随着新技术的不断出现以及社会发展对检测技术的进一步要求，液相生物芯片技术仍面临一些困难：由于荧光微球制作工艺问题以及光检测器成像时出现微球粘连，会导致荧光微球数据提取难度增加，即，荧光微球的数据提取精度有待提高。

[0006] 因此，现有技术有待改进和提高。

发明内容

[0007] 本申请提供一种荧光微球的数据提取方法和系统，提高了对荧光微球的分类精度，便于数据提取。

[0008] 根据本发明的第一方面，本发明提供一种荧光微球的数据提取方法，包括如下步骤：

[0009] 将制备好的荧光微球吸附在成像室；

[0010] 采用激发光照射荧光微球以使荧光微球发射受激光；

[0011] 对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是滤除激发光后的受激光的成像数据，滤光图片是受激光经过相应滤光片后的成像数据，所述滤光片的数量与荧光微球中包含的荧光物质种类相同，滤光片的透过波段与荧光物质发出的受激光的波段对应，每个滤光图片对应一个透过波段的滤光片；

[0012] 分别对第一参考图片和滤光图片做阈值分割得到对应的参考二值图和滤光二值图；

[0013] 根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球；

[0014] 以去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒后的参考二值图作为第二参考图，分别在各滤光二值图中查找是否存在与所述第二参考图中的荧光微球对应的荧光微球，当在各滤光二值图中任意一二值图中存在与所述第二参考图的任意一荧光微球对应的荧光微球，则在该二值图中标记并获取该对应的荧光微球的光强数据。

[0015] 所述的荧光微球的数据提取方法，其中，所述“根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球”的步骤，具体包括：

[0016] 判断参考二值图中各荧光微球的像素面积，去除像素面积小于第一像素面积预设值或大于第二像素面积预设值的荧光微球；和/或，

[0017] 去除参考二值图中距离小于第一距离预设值的两个荧光微球。

[0018] 所述的荧光微球的数据提取方法，其中，所述“根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球”的步骤之后或之前，还包括步骤：

[0019] 将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与其它滤光二值图一一匹配的荧光微球。

[0020] 所述的荧光微球的数据提取方法，其中，所述“将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与滤光二值图一一匹配的荧光微球”的步骤，具体包括：

[0021] 将各滤光二值图分别与参考二值图比较，当滤光二值图中的任意一二值图中存在两个或两个以上荧光微球和参考二值图中的某一个荧光微球距离小于第二距离预设值时，则在参考二值图中去除该荧光微球。

[0022] 所述的荧光微球的数据提取方法，其中，所述第一像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积的分布中，给定的荧光微球最小像素面积值；所述第二像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积的分布中，给定的荧光微球最大像素面积值。

[0023] 根据本发明的第二方面，本发明提供一种荧光微球的数据提取系统，包括：

[0024] 成像室，用于吸附制备好的荧光微球；

[0025] 检测装置，所述检测装置包括光源和光检测器，光源用于发射激发光，激发光用于照射荧光微球以使荧光微球发射受激光；光检测器用于对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是滤除激发光后的受激光的成像数据，滤光图片是受激光经过相应滤光片后的成像数据，所述滤光片的数量与荧光微球中包含的荧光物质种类相同，滤光片的透过波段与荧光物质发出的受激光的波段对应，每个滤光图片对应一个透过波段的滤光片；

[0026] 阈值分割模块，用于分别对第一参考图片和滤光图片做阈值分割得到对应的参考二值图和滤光二值图；

[0027] 图片处理模块，用于根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球；

[0028] 光强获取模块，用于以去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒后的参考二值图作为第二参考图，分别在各滤光二值图中查找是否存在与所述第二参考图中的荧光微球对应的荧光微球，当在滤光二值图中的任意一二值图中存在与所述第二参考图的任意一荧光微球对应的荧光微球，则在该二值图中标记并获取该对应的荧光微球的光强数据。

[0029] 所述的荧光微球的数据提取系统，其中，所述图片处理模块包括面积去除单元和/或距离去除单元；

[0030] 面积去除单元，用于判断参考二值图中各荧光微球的像素面积，去除像素面积小于第一像素面积预设值或大于第二像素面积预设值的荧光微球；

[0031] 距离去除单元，用于去除参考二值图中距离小于第一距离预设值的两个荧光微球。

[0032] 所述的荧光微球的数据提取系统，其中，所述图片处理模块还用于：

[0033] 将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与其它滤光二值图一一匹配的荧光微球。

[0034] 所述的荧光微球的数据提取系统，其中，所述距离去除单元，还用于将各滤光二值图分别与参考二值图比较，当滤光二值图中的任意一二值图中存在两个或两个以上荧光微球和参考二值图中的某一个荧光微球距离小于第二距离预设值时，则在参考二值图中去除该荧光微球。

[0035] 所述的荧光微球的数据提取系统，其中，所述第一像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积的分布中，给定的荧光微球最小像素面积值；所述第二像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积的分布中，给定的荧光微球最大像素面积值。

[0036] 本发明的有益效果：将制备好的荧光微球吸附在成像室形成单层平面排列，以减少荧光微球重叠；采用激发光照射荧光微球以使荧光微球发射受激光；对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是滤除激发光后的受激光的成像数据，每个滤光图片为只含有一种荧光物质的荧光微球图片，通过对第一参考图片和滤光图片的二值化，便于后续处理。通过去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒，提高了对荧光微球的分类精度，便于数据提取。通过与参考二值图的比较，各滤光二值图与参考二值图重合的点即为包含对应荧光物质的单个有效荧光微球，进而获取各滤光二值图中与参考二值图重合的荧光微球的光强数据，即可得到荧光微球中各个荧光成分的比例，便于后续解码；各个滤光二值图的光强数据不会相互干扰，数据提取精度高。

附图说明

[0037] 图1为现有的液相生物芯片技术中，荧光微球捕获可溶性大分子的示意图；

[0038] 图2为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例的流程图；

[0039] 图3为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第一参考图片的示意图；

[0040] 图4a为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第一滤光图片的示意图；

[0041] 图4b为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第一滤光二值图的示意图；

[0042] 图5a为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第二滤光图片的示意图；

[0043] 图5b为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第二滤光二值图的示意图；

[0044] 图6a为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第三滤光图片的示意图；

[0045] 图6b为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第三滤光二值图的示意图；

[0046] 图7a为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第四滤光图片的示意图；

[0047] 图7b为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第四滤光二值图的示意图；

[0048] 图8a为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第五滤光图片的示意图；

[0049] 图8b为本发明提供的荧光微球的数据提取方法的一实施例中，第五滤光二值图的示意图；

[0050] 图9为本发明提供的荧光微球的数据提取系统的结构框图。

具体实施方式

[0051] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0052] 由于荧光微球加工工艺会导致荧光微球亮度不一样，并且会出现粘连或者杂质颗粒的干扰，因此成像装置每次成像得到的数据差异性会比较大。但是同一批次制备的荧光微球的光强数据相似性比较近，即不同荧光物质的强度比例比较近似。不同种类的荧光微球如果能很好的分类的话就能很好的进行荧光微球解码。

[0053] 本发明中用到的术语定义：

[0054] 荧光微球是指粒径在纳米至微米范围内，负载有荧光物质和磁性粒子，受激发光照射后能够发射出荧光的固体微球。荧光物质为荧光染料、量子点或上转换发光材料。

[0055] 量子点是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。量子点，又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。

[0056] 为了很好的分类需要更好的提取荧光微球光强数据。故在实施例一中，本发明给出一种荧光微球的数据提取方法，请参考图2，所述方法，包括如下步骤：

[0057] S10、获取第一参考图片和滤光图片。

[0058] 具体的，所述步骤S10包括如下步骤：

[0059] S110、将制备好的荧光微球吸附在成像室形成单层平面排列。所述成像室内设置有用于吸附荧光微球的吸附装置和检测装置。检测装置包括用于发射激发光的光源、以及光检测器。吸附装置优选为磁铁。

[0060] S120、采用激发光照射荧光微球以使荧光微球发射受激光。光源用于发射激发光。激发光用于照射荧光微球以使荧光微球发射受激光，激发光可以是激光，如蓝光激光；也可以是非激光，例如，发光二极管或汞灯等。

[0061] S130、光检测器对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是激发光照射荧光微球后，滤除激发光后的所有受激光的成像数据，滤光图片是受激光经过相应滤光片后的成像数据，所述滤光片的数量与荧光微球中包含的荧光物质种类相同，滤光片的透过波段与荧光物质发出的受激光的波段对应，每个滤光图片对应一个透过波段的滤光片。

[0062] 更具体的，光检测器包括滤光装置和成像装置。吸附装置吸附荧光微球后，滤光装置和成像装置对荧光微球进行滤光和成像，得到包含所有荧光信号图像的第一参考图片；滤光装置采用第一滤光片对受激光进行过滤，成像装置对滤光后的受激光成像得到第一滤光图片，采用第二滤光片对受激光进行过滤，成像装置对滤光后的受激光成像得到第二滤光图片，……，采用第N滤光片对受激光进行过滤，成像装置对滤光后的受激光成像得到第N滤光图片；N为正整数。

[0063] 由于第一滤光图片、第二滤光图片、……、第N滤光图片均采用不同的滤光片滤光得到，故除第一参考图片外，各个滤光图片中都只包含一种荧光物质的荧光信号。其中，本实施例中，荧光微球为磁性荧光编码微球，其由几种不同发射波长的量子点按照不同的混合比例制作而成，为便于叙述，混合比例中可包含0，即荧光微球实际为N种或N种以内的荧光物质制作而成，具体比例需数据提取并解码得到。由于可能有N种荧光物质混合，因此在CCD成像或CMOS成像时需要N种不同的滤光片过滤得到N组数据以方便后续的微球解码。第一参考图片便于对照。

[0064] 本实施例中，选取一种荧光微球做实验，该荧光微球的荧光物质种类数为5，即其最多由五种荧光物质混合编码而成，N为5。每个编码位对应一种荧光物质，其中第一种荧光物质记作x1，第二种荧光物质记作x2，第三种荧光物质记作x3，第四种荧光物质记作x4，第五种荧光物质记作x5。该荧光微球的编码即为x1x2x3x4x5。其中，x1-x5的取值在0-5；0表示该微球不包含此荧光物质，1表示该球包含一份的此荧光物质，2表示该球包含两份的此荧光物质，……，5表示该球包含5份的此荧光物质。

[0065] 具体实施例中，在光源的照射下利用成像装置对包含荧光的液相生物微球拍照成像，得到如图3所示的第一参考图片。光源发出激发光激发荧光微球发出受激光，采用与第一种荧光物质适配的滤光片对受激光进行滤光并用成像装置对滤光后的液相生物微球拍照，得到只包含第一种荧光物质的荧光微球的第一滤光图片，如图4a所示。进而更换滤光片，采用与第二种荧光物质适配的滤光片对受激光进行滤光并用成像装置对滤光后的液相生物微球拍照，得到只包含第二种荧光物质的荧光微球的第二滤光图片，如图5a所示。以此类推，获得第三、第四和第五滤光图片，分别如图6a、图7a和图8a所示。接下来就需要提取数据来确定可能的五种荧光物质(荧光物质)的混合比例。进而可以进行荧光微球解码。

[0066] S20、将获取的第一参考图片和滤光图片二值化。具体的，分别对第一参考图片和滤光图片做阈值分割得到对应的参考二值图和滤光二值图。分别给参考二值图和滤光二值图中的荧光微球做标记，获取各个二值图中每个荧光微球的重心坐标、像素面积以及像素面积内的每个像素点坐标。本实施例中，第一滤光二值图、第二滤光二值图、……、第五滤光二值图分别如图4b、图5b、……、图8b所示。可见，采用二值图能更清晰、突出的反应出荧光微球，提高了辨识度，有利于提高数据提取的精度。需要说明的是，实际获取的第一参考图片、第一滤光图片、……、第五滤光图片、参考二值图、第一滤光二值图、……、第五滤光二值图，背景色可能为黑底，荧光微球为亮点，而图3-图8中采用白底，黑点表示荧光微球，仅用于示意。

[0067] S30、去除参考二值图中粘连的荧光微球和杂质颗粒。具体的，根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球，本实施例中，为求更精确，既去除杂质颗粒又去除粘连的荧光微球。更具体的，判断参考二值图中各荧光微球的像素面积，去除像素面积小于第一像素面积预设值和/或大于第二像素面积预设值的荧光微球；和/或，去除参考二值图中距离小于第一距离预设值的两个荧光微球。本实施例中，为提高精度，“和/或”关系中均采用“和”。第一像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积分布中，给定的荧光微球最小像素面积值；所述第二像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积分布中，给定的荧光微球最大像素面积值。给定的荧光微球最小像素面积值和给定的荧光微球最大像素面积值可根据采用的荧光微球的具体尺寸进行设置，本发明不作限定，能去除杂质颗粒即可。

[0068] 本实施例中，两个荧光微球之间的距离优选采用两个荧光微球中心坐标之间的距离，第一距离预设值可以是经验值，可以结合微球直径和成像装置拍摄得到的像素来确定，本实施例优选为10个像素的长或宽。由此，步骤S30实现了对参考二值图中粘连的荧光微球、杂质颗粒的去除。

[0069] S40、将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与其它滤光二值图一一匹配的荧光微球。理论上，参考二值图中某一位置的荧光微球会与滤光二值图中对应位置的荧光微球对应，但考虑到成像、杂质干扰、黏连等因素，滤光二值图中对应位置可能会出现多个荧光微球，这样参考二值图中的荧光微球将无法与滤光二值图中对应位置的荧光微球一一对应，故需要去除。具体的，将各滤光二值图分别与参考二值图比较，当滤光二值图中的任意一二值图中存在两个或两个以上荧光微球和参考二值图中的某一个荧光微球距离都小于第二距离预设值时，则在参考二值图中去除该荧光微球。换而言之，若参考二值图中任一荧光微球和至少一幅滤光二值图中的两个或两个以上荧光微球，满足如下条件|x-y1|<第二距离预设值，|x-y2|<第二距离预设值，即距离小于第二距离预设值，则在参考二值图中去除该荧光微球。其中，x为参考二值图中的荧光微球坐标，y1、y2分别为第一至第五二值图中任意一张图中的两个荧光微球的坐标。第二距离预设值为一给定最小距离值，该距离值用来做判断约束，该判断约束为，计算参考二值图中一点与其它任何同一滤光二值图中所有点之间的距离值，当同一滤光图中有两个或超过两个距离值小于该给定最小距离值时，将参考二值图中的该点去掉，如果没有或只有一个点的距离值小于该给定最小距离值，在参考二值图中保留该点。第二距离预设值可以是经验值，可以结合微球直径和成像装置拍摄得到的像素来确定，本实施例优选为10个像素的长或宽。由此，避免了在参考二值图中没有粘连，但是在其它二值图中出现粘连的情况。当然，步骤S40也可以在步骤S30之前，本发明不作限定。

[0070] S50、以经过了步骤S30、S40处理后的参考二值图作为第二参考图，分别和各滤光二值图进行比较和数据提取，得到每个荧光微球所包含的不同荧光物质的比例。为得到每个荧光微球中不同荧光物质的比例，以便对荧光微球进行解码，步骤S50具体包括：

[0071] 以去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒、未与其它滤光二值图一一匹配的荧光微球后的参考二值图作为第二参考图，分别在各滤光二值图中查找是否存在与第二参考图中的荧光微球对应的荧光微球，当在滤光二值图中的任意一二值图中存在与第二参考图的任意一荧光微球对应的荧光微球，则在该二值图中标记并获取该对应的荧光微球的光强数据，由此，得到每个荧光微球包含的不同荧光物质的比例，实现了数据提取。本实施例中，参考二值图作为第二参考图，分别在第一滤光二值图、……、第五滤光二值图中筛选查找，如果在某一幅滤光二值图中找到与第二参考图对应的荧光微球(坐标相同)，就标记此微球包含该滤光二值图对应的荧光物质，并记录该荧光微球在此荧光物质下的光强数据。荧光微球的光强数据可以采用在对应的滤光图片(第一滤光图片、……、第N滤光图片)中单个荧光微球所有像素点的中位值或平均值等。

[0072] 经过计算，得到每个荧光微球中五种荧光物质的光强数据的平均比例为0:0:5000:6000:0。由此，结合积累的数据库可得出本实施例的荧光微球的编码为0 0 1 1 0。从图4a-图8a中也可以很清楚的看到，只有第三滤光图片和第四滤光图片有荧光微球。其余的第一、第二和第五滤光图片没有。本实施例最终筛选出的荧光微球有609个，准确度可达
99.3％。

[0073] 可见本发明提供的荧光微球的数据提取方法，可实现荧光微球数据的自动化提取，且能适用于大规模的编码和解码，以两种荧光物质进行编码、荧光分成6个等级来算，就能进行6×6种类型的编码和解码。甚至可将荧光物质的含量分成10个等级来算，就能进行10×10种类型的编码和解码。由于该数据提取方法去除了杂质、黏连微球，且各个等级的荧光下的图片分开进行处理，极大的提高了荧光微球数据提取的精度，降低了对荧光微球批次稳定性的要求。

[0074] 根据本发明的第二方面，基于上述实施例提供的数据提取方法，本发明还提供一种荧光微球的数据提取系统，请参阅图9，数据提取系统包括：成像室10、检测装置110、阈值分割模块20、图片处理模块30和光强获取模块40。

[0075] 成像室10，用于吸附制备好的荧光微球。检测装置110可设置在成像室10内。

[0076] 检测装置110包括光源120和光检测器130，光源120用于发射激发光，激发光用于照射荧光微球以使荧光微球发射受激光。激发光可以是激光，如蓝光激光；也可以是非激光，例如，发光二极管或汞灯等。

[0077] 光检测器130用于对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是滤除激发光后的受激光的成像数据，滤光图片是受激光经过相应滤光片后的成像数据，所述滤光片的数量与荧光微球中包含的荧光物质种类相同，滤光片的透过波段与荧光物质发出的受激光的波段对应，每个滤光图片对应一个透过波段的滤光片。具体的，所述成像室内设置有用于吸附荧光微球的吸附装置140，吸附装置140优选为磁铁。

[0078] 光检测器130包括滤光装置和成像装置。

[0079] 滤光装置，用于分别对不同的受激光进行滤光。具体的，分别用第一滤光片、第二滤光片、……、第N滤光片对受激光进行过滤。滤光装置包括滤光片转盘和用于驱动滤光片转盘的电机，滤光片转盘上环形排布有N个不同的滤光片。通过转盘的转动即可对受激光进行不同的滤光。

[0080] 成像装置，用于对荧光微球发射的受激光进行成像，成像中包括第一参考图片和滤光图片，第一参考图片是滤除激发光后的受激光的成像数据，滤光图片是受激光经过相应滤光片后的成像数据，所述滤光片的数量与荧光微球中包含的荧光物质种类相同，滤光片的透过波段与荧光物质发出的受激光的波段对应，每个滤光图片对应一个透过波段的滤光片。

[0081] 阈值分割模块20，用于将获取的第一参考图片和滤光图片二值化。具体的，用于分别对第一参考图片和滤光图片做阈值分割得到对应的参考二值图和滤光二值图。

[0082] 图片处理模块30，用于去除参考二值图中粘连的荧光微球和杂质颗粒，以及去除参考二值图中与其它二值图的荧光微球粘连的荧光微球。具体的，用于根据参考二值图中各荧光微球的像素面积和/或各荧光微球之间的距离，去除参考二值图中的杂质颗粒和/或粘连的荧光微球。

[0083] 图片处理模块30包括：面积去除单元310和距离去除单元320。

[0084] 面积去除单元310，用于判断参考二值图中各荧光微球的像素面积，去除像素面积小于第一像素面积预设值或大于第二像素面积预设值的荧光微球。第一像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球大小的分布中，给定的荧光微球最小像素面积值。第二像素面积预设值为在参考二值图的荧光微球像素面积的分布中，给定的荧光微球最大像素面积值。

[0085] 距离去除单元320，用于去除参考二值图中距离小于第一距离预设值的两个荧光微球；还用于将各滤光二值图分别与参考二值图比较，去除参考二值图中未与滤光二值图一一匹配的荧光微球。具体的，距离去除单元320将各滤光二值图分别与参考二值图比较，当在滤光二值图中的任意一二值图中存在两个或两个以上荧光微球和参考二值图中的某一个荧光微球距离都小于第二距离预设值时，则在参考二值图中去除该荧光微球。

[0086] 光强获取模块40，用于以参考二值图作为第二参考图，分别和各滤光二值图进行比较和数据提取，得到每个荧光微球所包含的不同荧光物质的比例。具体的，用于以去除参考二值图中粘连的荧光微球和/或杂质颗粒后的参考二值图作为第二参考图，分别在各滤光二值图中查找是否存在与第二参考图中的荧光微球对应的荧光微球，当在滤光二值图中的任意一二值图中存在与第二参考图的任意一荧光微球对应的荧光微球，则在该二值图中标记并获取该对应的荧光微球的光强数据，从而得到每个荧光微球所包含的不同荧光物质的比例。

[0087] 由于荧光微球的数据提取系统的原理、特点在上述对应的方法实施例中已详细阐述，在此不再赘述。

[0088] 以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。