[发明专利]一种荧光图像的配准方法、装置、设备和存储介质

说明书

本发明公开了一种荧光图像的配准方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：获取待配准荧光图像；根据所述待配准荧光图像和对应的参考荧光图像，得到归一化互功率谱矩阵；根据归一化幂法处理后的所述归一化互功率谱矩阵和所述参考荧光图像配准所述待配准荧光图像，得到配准后的荧光图像。采用本发明的技术方案，在经过归一化幂法处理之后的归一化互功率谱矩阵的基础上增加矩阵的运算，根据得到的结果配准所述待配准荧光图像，使得所述待配准荧光图像与参考荧光图像中相同位置的光斑一致。缩短了配准算法的运行时长，在保证配准精度的同时大大减少了计算复杂度，无需复杂工艺的基因芯片，易于实现，满足了DNA实时测序对于荧光图像分析的时效性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种荧光图像的配准方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

高通量测序技术能够一次并行对大量核酸分子进行平行序列测定；在基因测序领域，对于脱氧核糖核酸(DNA)序列的测定：首先利用光学成像系统获取由DNA中不同碱基上标记的不同荧光信号对应的光斑所生成的荧光图像；其次，通过碱基识别系统分析所述荧光图像中的光斑，识别出碱基信号，进一步地得到待测定DNA样本的碱基序列信息；其中，DNA中碱基的位置对应于荧光图像中光斑的亚像素位置。

在基因测序过程中，对于同一个DNA序列，往往需要对其进行多次化学反应并且拍摄荧光图像，才能得到具备一定长度的待测定DNA样本的碱基序列信息。然而，通过控制基因测序设备中采集装置的移动，实现对置于基因芯片上的待测定DNA样本在不同位置的拍摄；所述荧光图像中的一个光斑对应于一个DNA簇，其中一个DNA簇包括多个DNA序列；由于测序设备中采集装置移动的机械误差，容易造成对同一个DNA簇拍摄得到的多个荧光图像中位于相同位置的光斑存在偏差，使得多个荧光图像中，位于同一个DNA簇中的碱基无法对齐，进而影响DNA簇中碱基信号的准确性。

因此，对于荧光图像配准的精确性提出了更高的要求，荧光图像的配准精度低导致测序结果质量差。目前，为解决所述机械误差，往往采用在基因芯片上添加特征标志物(标志点或者标志线)的方式，根据荧光图像中特征标志物的位置计算亚像素偏移量，进而配准所述荧光图像；但是，该方法对基因芯片的制造工艺要求较高，并且，基因芯片中的特征标志物在荧光图像中的成像质量的好坏也会影响荧光图像的配准精度，因此本发明提供一种全新的亚像素配准算法，实现了荧光图像的有无标志物均可以快速定位机械误差，进而提升DNA簇检出的精确性。

发明内容

本发明提供了一种荧光图像的配准方法、装置、设备以及存储介质，提高了待配准荧光图像的配准运算效率和配准精度。

根据本发明的第一方面，提供了一种荧光图像的配准方法，该方法包括：

获取待配准荧光图像；

根据所述待配准荧光图像和对应的参考荧光图像，得到归一化互功率谱矩阵；

根据归一化幂法处理后的所述归一化互功率谱矩阵和所述参考荧光图像配准所述待配准荧光图像，得到配准后的荧光图像。

可选的，所述根据所述待配准荧光图像和对应的参考荧光图像，得到归一化互功率谱矩阵，包括：

对所述待配准荧光图像和所述参考荧光图像进行加窗处理，并且分别对所述加窗处理之后的参考荧光图像和待配准荧光图像进行傅里叶变换；

根据第一傅里叶变换结果和第二傅里叶变换结果以及归一化互功率谱函数，计算所述归一化互功率谱矩阵；所述第一傅里叶变换结果为所述参考荧光图像的傅里叶变换结果，所述第二傅里叶变换结果为所述待配准荧光图像的傅里叶变换结果。

进一步的，在所述得到归一化互功率谱矩阵之前，还包括：

根据所述第一傅里叶变换结果和所述第二傅里叶变换结果计算初始归一化互功率谱矩阵；

对所述初始归一化互功率谱矩阵进行低通滤波，得到所述归一化互功率谱矩阵。