[发明专利]一种微液滴数字PCR液滴检测方法及系统

权利要求书

1.一种微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）获取不同批次、不同曝光度的微液滴数字PCR图像并进行预处理，在预处理后的图像上依次使用Canny边缘检测和Hough圆检测获得每个液滴的定位信息，根据液滴的定位信息在原始微液滴数字PCR图像中进行截取，获得液滴图像并对每个独立液滴进行人工标注，构建训练数据集；训练数据集中包含有效液滴图像和无效液滴图像；

（2）基于卷积神经网络构建液滴识别模型，使用训练数据集对液滴识别模型进行训练；

（3）将待测微液滴数字PCR图像进行预处理后，依次使用Canny边缘检测和Hough圆检测获得每个液滴的定位信息，根据液滴的定位信息在原始待测微液滴数字PCR图像中进行截取，获得每个液滴的图像，将截取的液滴图像按批次输入训练好的液滴识别模型，对液滴进行有效或无效分类识别；

（4）计算待测微液滴数字PCR图像中每个有效液滴中心区域的平均灰度值；选取中心区域平均灰度值最大和最小的两个液滴，计算两个液滴的中心区域平均灰度值的均值，将所述均值作为待测微液滴数字PCR图像中阳性液滴和阴性液滴的分类阈值；

将中心区域的平均灰度值大于或等于分类阈值的有效液滴分类为阳性液滴；将中心区域的平均灰度值小于分类阈值的有效液滴分类为阴性液滴。

2.根据权利要求1所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中，所述的预处理包括：采用非锐化掩蔽对液滴边缘进行增强。

3.根据权利要求2所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，非锐化掩蔽的锐化参数为：锐化半径为3，锐化强度为500，阈值为0。

4.根据权利要求2所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，Canny边缘检测算法的最小阈值的范围为20-50，最大阈值为最小阈值的三倍。

5.根据权利要求2所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，Hough圆形检测算法的参数为：圆心累加器阈值为7.5，检测最大圆半径为标准液滴半径像素尺寸的4/3倍，检测最小圆半径为标准液滴半径像素尺寸的2/3倍。

6.根据权利要求1所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，所述的无效液滴包括以下类型：图像边缘液滴、异物边缘液滴、模糊液滴、粘连液滴、图像拼接处液滴、光斑干扰液滴、含细碎光斑的液滴、泡形物干扰液滴和形态异常的液滴。

7.根据权利要求1所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（3）中，液滴图像以目标液滴圆心为中心，长宽分别为标准液滴直径的3倍。

8.根据权利要求1所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，采用训练数据集对液滴识别模型进行训练的训练策略为：使用Adam优化器对模型进行优化。

9.根据权利要求1所述的微液滴数字PCR液滴检测方法，其特征在于，步骤（4）中，有效液滴的中心区域设定为以有效液滴圆心为中心的3/4圆的面积区域。

10.一种微液滴数字PCR液滴检测系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任一项所述的微液滴数字PCR液滴检测方法。