一种应用于DNA测序的图像处理系统

摘要

本发明涉及一种应用于DNA测序的图像处理系统，所述的图像处理及控制系统获取图谱信息，在对每个图谱Δt的采样时间间隔内分别获取m个图谱，m为偶数；对同一碱基的拍照图谱进行分组，然后通过冗余判定的方式进行判定，并与标准的碱基图谱信息进行比对，A，T，C，G四种碱基信息，确定图谱信息中包含的碱基类型。本发明中冗余判断的方式，能够有效判断图谱采集存在问题的准确位置，方便采取措施，且软件运行的成本较低，可根据准确性任意设置图谱采集频率，适合大规模应用；同时又避免单一的灰度值对碱基类型的误判。

主权项

一种应用于DNA测序的图像处理系统，其特征在于，包括设置有反应芯片的反应仓组件、运动平台组件、运动控制单元、设置在运动平台组件上并受运动控制单元控制的CCD相机、平台支撑组件以及控制CCD相机获取图像并对图像进行冗余处理的图像处理及控制系统，其中，所述的反应仓组件，在控制系统的作用下，反应液进入反应芯片中进行化学反应，产生可见光；所述的运动平台组件，其按照图像处理及控制系统的控制指令将CCD相机进给到适当的拍照位置，对反应芯片中产生的可见光信息进行拍照采集；所述的平台支撑组件，其支撑所述的反应仓组件、运动平台组件；所述的图像处理及控制系统获取图谱信息，在对每个图谱Δt的采样时间间隔内分别获取m个图谱，m为偶数；对同一碱基的拍照图谱进行分组，然后通过冗余判定的方式进行判定，并与标准的碱基图谱信息进行比对，A，T，C，G四种碱基信息，确定图谱信息中包含的碱基类型；所述的图像处理及控制系统包括分组单元、数据采集控制单元、比较模块和逻辑控制模块，所述的分组单元按照二位矩阵将上述采集的图谱或图像信息进行分组整理；获取m为12的连续图谱信息，分别每两个相邻近的时间，作为一二维组灰度值的两个维度值，按照标号1‑12，分别标记为6组二维灰度值，其中的第一、二灰度值为第一组，第三、四灰度值为第二组，第五、六灰度值为第三组；第七、八灰度值为第四组，第九、十灰度值为第五组，第十一、十二灰度值为第六组，所述分组单元将采集的灰度值信息按照上述分组将三组二维灰度值矩阵进行整理得到矩阵(i₁,i₂)、(i₃,i₄)、(i₅,i₆)、(i₇,i₈)、(i₉,i₁₀)、(i₁₁,i₁₂)；所述比较模块内包括一比较器，其对所有数据采集模块内存储的灰度值采集信号进行运算处理，分别计算得出一重合度P_n，并将其传输至所述逻辑控制模块内，所述比较模块按照下述公式(1)计算该两组二维灰度值矩阵信号中灰度值的重合度P₂₁，$P_{21}=\frac{{\Sigma }_{i_4,i_3}\left(T\right(i_4,i_3)*I(i_2+i_4,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\Sigma }_{i_4,i_3}T{(i_4,i_3)}^2*{\Sigma }_{i_4,i_3}I{(i_2+i_4,i_1+i_3)}^2}}---\left(1\right)$式中，P₂₁表示每两组灰度值的重合度，i₁和i₂分别表示所述第一组二维灰度值矩阵的灰度值，i₁表示第一灰度值的采样值，i₂表示第二灰度值的采样值；i₃和i₄分别表示所述第二组二维灰度值矩阵的灰度值，i₃表示第三灰度值的采样值，i₄表示第四灰度值的采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；所述比较模块将上述重合度两两做差值并取绝对值，计算出结果后，将信号重合度与差值绝对值计算结果传输至所述逻辑控制模块内。