[发明专利]单分子的识别、计数方法及装置

说明书

本发明公开了一种单分子的识别、计数方法及识别、计数装置。单分子的识别方法包括：输入图像亮点强度的时间序列；根据时间序列，形成图像亮点的时间与强度的折线图，折线图由多条线段组成；对折线图进行网格划分以形成阵列排布的多个网格，统计落在每个网格的线段和/或线段的端点的次数；基于强度的大小进行分组，对次数进行频数统计，以获得直方图；查找直方图的极大值点，判定满足条件的一个极大值点所在的峰对应一个单分子：极大值点的值大于第一设定阈值且极大值点所在的峰的宽度大于第二设定阈值。上述单分子的识别方法，通过对亮点强度的时间序列的折线图转化为图像处理以得到直方图，能够快速地对单分子进行识别，而识别的精度也较高。

技术领域

本发明涉及基因测序技术领域，尤其涉及一种单分子的识别、计数方法及识别、计数装置及处理系统。

背景技术

在相关技术中，第三代测序技术为单分子测序，基于成像光学检测的单分子测序技术为依赖光学信号和依赖电信号的碱基识别技术。其中，依靠荧光识别的碱基团，所带荧光是在特定功率的激光照射下从激发态跃变到基态所发出的光强。但是由于不同荧光团发光的时间长度不同、发出的光强有差别以及背景噪声的存在等都会造成单分子识别的错误。同时DNA链分布不均，碱基团抱团等也会造成有效单分子的减少。

现有方法主要依靠人眼在采集到的荧光图像上进行单分子识别和计数，但这样的方法耗费人力而且速度也慢。而参照语音识别，采用基于HMM和机器学习的方法，不仅需要大量样本的训练，而且运行效率也不高。

发明内容

本发明实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实施方式需要提供一种单分子的识别、计数方法及识别、计数装置。

本发明实施方式的一种单分子的识别方法，包括步骤：输入图像亮点强度的时间序列；根据所述时间序列，形成所述图像亮点的时间与强度的折线图，所述折线图由多条线段组成；对所述折线图进行网格划分以形成阵列排布的多个网格，统计落在每个所述网格的所述线段和/或所述线段的端点的次数；基于所述强度的大小进行分组，对所述次数进行频数统计，以获得直方图；查找所述直方图的极大值点，判定满足以下条件的一个极大值点所在的峰对应一个单分子：所述极大值点的值大于第一设定阈值且所述极大值点所在的峰的宽度大于第二设定阈值。上述单分子的识别方法，通过对亮点强度的时间序列的折线图转化为图像处理以得到直方图，能够快速地对单分子进行识别，而识别的精度也较高。

本发明实施方式的一种单分子的计数方法，包括步骤:输入图像亮点强度的时间序列；根据所述时间序列，形成所述图像亮点的时间与强度的折线图，所述折线图由多条线段组成；对所述折线图进行网格划分以形成阵列排布的多个网格，统计落在每个所述网格的所述线段和/或所述线段的端点的次数；基于所述强度的大小进行分组，对所述次数进行频数统计，以获得直方图；查找所述直方图的极大值点，判定满足以下条件的一个极大值点所在的峰对应一个单分子：所述极大值点的值大于第一设定阈值且所述极大值点所在的峰的宽度大于第二设定阈值；计算获得单分子的数目S1。上述单分子的计数方法，通过对亮点强度的时间序列的折线图转化为图像处理以得到直方图，能够快速地对单分子进行计数，而计数的精度也较高。

本发明实施方式的一种单分子的计数方法，包括步骤：输入图像亮点强度的时间序列；根据所述时间序列，形成所述图像亮点的时间与强度的折线图，所述折线图由多条线段组成；对所述折线图进行网格划分以形成阵列排布的多个网格，统计落在每个所述网格的所述线段和/或所述线段的端点的次数；基于所述强度的大小进行分组，对所述次数进行频数统计，以获得直方图；查找所述直方图的极大值点，判定满足以下条件时，对单分子的计数加1：所述极大值点的值大于第一设定阈值且所述极大值点所在的峰的宽度大于第二设定阈值。上述单分子的计数方法，通过对亮点强度的时间序列的折线图转化为图像处理以得到直方图，能够快速地对单分子进行计数，而计数的精度也较高。