一种基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法及系统技术方案

技术编号:24210251 阅读:43 留言:0更新日期:2020-05-20 16:31
本发明专利技术的一种基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法及系统,可解决现有方案操作繁琐,效率较低的技术问题;包括获取细胞明场图片,通过卷积层做图像基本内容特征的提取,再通过残差层对图像进一步做深层特征提取,得到明场图像特征;对荧光图像通过基础的卷积层提取得到风格特征;先经过感知层得到风格信息下的均值和方差表示,在自适应实例归一化下将荧光图像风格特征嵌入到明场图像内容特征中;融合后经过残差层做特征学习,在反卷积层中与明场图像特征提取过程中的卷积中间层进行跳跃连接重构得到荧光图像。本发明专利技术利用深度学习下图像到图像转换方法去替代物理试剂染色过程,在保证荧光信息颜色的前提下实现了不同荧光图像特定蛋白成分的凸显。

An analysis method and system of cell internal structure based on cell open field picture

【技术实现步骤摘要】
一种基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法及系统
本专利技术涉及细胞图像
,具体涉及一种基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法及系统。
技术介绍
细胞与材料相互作用的第一步是细胞黏附,主要是通过细胞膜上的跨膜蛋白整合素分子和细胞外基质中某些蛋白质当中特殊的多肽序列发生特异性结合而形成。在黏附过程中,参与细胞与细胞外基质的黏附的所有物质包含:细胞外基质层、细胞膜层、整合素蛋白跨膜区域、整合素信号转化层、力转导层、微丝调控层和张力丝层。整合素与细胞外基质结合后,首先会与黏着斑激酶、桩蛋白、踝蛋白和黏着斑蛋白等形成焦点黏附。黏着斑蛋白的结合位点位于踝蛋白和肌动蛋白的连接处,有多少个结合位点就有多少个黏着斑蛋白分子,它的作用是支撑整合素-踝蛋白-肌动蛋白的连接。这些分子的排列就构成了整合素的信号转换和力转导层。在微丝调控层,焦点黏附与血管扩张刺激磷蛋白和斑联蛋白连接,再通过血管扩张刺激磷蛋白和斑联蛋白的介导作用连接到细胞骨架上,血管扩张刺激磷蛋白和斑联蛋白复合体的作用被认为是通过肌动蛋白连接端的组装和张力丝扩张来增强焦点黏附的强度。在微丝张力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法,其特征在于:包括以下步骤:/nS100、获取细胞明场图片,设为明场图像X

【技术特征摘要】
1.一种基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法,其特征在于:包括以下步骤:
S100、获取细胞明场图片,设为明场图像XA;
S200、对明场图像XA通过卷积层做图像基本内容特征的提取,再通过残差层对图像进一步做深层特征提取,得到明场图像特征表示ZA;
S300、把明场图像XA经染色处理对应的荧光图像设为XB,对荧光图像XB通过基础的卷积层提取得到风格特征表示ZB;
S400、对荧光图像的风格特征ZB先经过感知层得到风格信息下的均值和方差表示,在自适应实例归一化下将荧光图像风格特征ZB嵌入到明场图像内容特征ZA中;
S500、荧光图像的风格特征ZB和明场图像的内容特征ZA融合后经过残差层做特征学习,在反卷积层中与明场图像特征提取过程中的卷积中间层进行跳跃连接重构得到荧光图像X。


2.根据权利要求1所述的基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法,其特征在于:所述步骤S100中通过倒置荧光显微镜设备对细胞进行采样和图像收集,并通过倒置荧光显微镜得到细胞的明场图片,设为明场图像XA。


3.根据权利要求1所述的基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法,其特征在于:所述S200具体步骤为:
针对明场图像XA首先通过kernel为7,步长为1,padding为3的reflect做初步特征提取,再加上2层kernel为4,步长为2,padding为1的reflect做下采样,再通过残差层对图像进一步做深层特征提取,残差层的设计为kernel为3,步长为1,padding为1的reflect的两层卷积层,深层特征提取中的残差层默认设置为4个极联,得到明场图像特征表示ZA。


4.根据权利要求1所述的基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法,其特征在于:所述S300把明场图像XA经染色处理对应的荧光图像设为XB,对荧光图像XB通过基础的卷积层提取得到风格特征表示ZB;
具体步骤为:
通过kernel为7,步长为1,padding为3的reflect做初步特征提取,再加上2层kernel为4,步长为2,padding为1的reflect做下采样,后接全局平均池化层对风格特征进行均值化,最后通过kernel为1,步长为1的卷积得到目标维度下的风格特征表示,提取得到风格特征表示ZB。


5.根据权利要求1所述的基于细胞明场图片对细胞内部结构的分析方法,其特征在于:在S500阶段得到的荧光图像优化上,通过判别器的设计的基础上加入了全局注意力机制(Self-Attention)对荧光图像的全局结构和内容进行判别,只有特定蛋白成...

【专利技术属性】
技术研发人员:张冀聪胡静斐王玄王华武广
申请(专利权)人:北京航空航天大学合肥创新研究院
类型:发明
国别省市:安徽;34

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