【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基因芯片的微珠类型的判断方法，尤其涉及一种基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法。
技术介绍
1、在高密度基因芯片的生产制造环节，需要对高密度基因芯片进行解码，为此，我们需要知道在高密度基因芯片上的每一个微珠的类型，但是由于微珠铺入方式的限制，我们无法在最开始得知这一信息。现有技术采用多光道多次循环(“杂交-扫描-洗脱”为一次循环)解码实验方法确定高密度基因芯片上的微珠类型，但是，这种方法在杂交次数少，扫描光道少的情况下，效果会略显逊色。
技术实现思路
1、为了克服上述技术缺陷，本专利技术的第一个方面提供一种基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其包括：
2、步骤s1：获取同一高密度基因芯片在不同光道下得到的扫描图中提取出来的每个微珠的灰度值；
3、步骤s2：将不同光道扫描图中的同一微珠对应的灰度值进行预处理后的数据转换到极坐标中进行聚类；
4、步骤s3：根据每个微珠在极坐标中所处的位置和预先设定的判断规则判断微珠类型，所述预先设定的判断规则包括每个微珠在极坐标中所处的位置与微珠类型之间的对应关系。
5、进一步地，在步骤s1中使用的不同光道包括光道a和光道b；在步骤s2中，微珠在光道a和光道b的灰度值分别用ia,ib表示，极坐标中的两条坐标轴的含义如下：
6、x轴：
7、y轴：
8、x轴表示同一微珠两光道灰度值的比值的对数，y轴表示同一微珠两光道灰度值的模值；
9、每一微珠在极坐标中的位置定义为(θ，ρ)。
10、进一步地，在步骤s2中，通过下述标准化方法进行预处理，从而使α，β两簇数据中心点的θ值关于y轴对称：
11、α＝(i|ia(i)≥ib(i))
12、β＝(j|ib(j)＞ia(j))
13、u＝α+β
14、在||α||＝β||的情况下，最终可得：
15、
16、其中，ia(i)为i微珠在a光道中的灰度值，ib(i)为i微珠在b光道中的灰度值，ib(j)为j微珠在b光道中的灰度值，ia(j)为j微珠在a光道中的灰度值，α为满足条件的i微珠的集合，β为满足条件的j微珠的集合，u为由α和β组成的微珠全集。
17、进一步地，在步骤s2中，所述预处理方法进一步包括：若两光道各自所有微珠的灰度值的对数的和不相等，我们便可以通过等式两端各乘以一个系数fa，fb的方式使得等式在任何情况下都成立：
18、
19、上式经过幂运算变换后可得：
20、
21、如果想在预处理后，两光道所有微珠灰度值均值为m：
22、
23、通过求解以上方程组，我们可以得到一组fa，fb的取值，使得a光道和b光道中所有微珠灰度值均值为m。
24、进一步地，在步骤s3中，假设θ的阈值为ω，ρ的阈值为σ，所述判断规则为：
25、第一微珠类型：ρ≥σ且θ≤-ω；
26、第二微珠类型：ρ≥σ且θ≥ω；
27、第一异常类型：ρ<σ；
28、第二异常类型：ρ≥σ且θ≥-ω且θ≤ω。
29、进一步地，通过以下方法确定阈值ω和阈值σ的取值：
30、(1)选取多组数据，进行预处理，使得极坐标中的点在ρ轴上的最小取值变为0(i-min(i))；
31、(2)暂将落在第一象限中的所有微珠划分为第一微珠类型，第二象限中的所有微珠划分为第二微珠类型；
32、(3)将整个极坐标划分为众多细小的子区域；
33、(4)计算每个子区域中微珠的微珠类型与预先得到的微珠类型真实值的准确率，作为该子区域的准确率；
34、(5)根据不同ρ对应的准确率，确定当准确率为acc时的ρ取值为阈值σ，其中acc为所有子区域的准确率的99％百分位数；
35、(6)去除低于阈值σ的数据点，对剩余数据进行幂运算预处理；
36、(7)重复上述步骤(2)～(4)；
37、(8)根据上述步骤(7)得到的不同θ对应的准确率，确定当准确率为acc时的θ取值为阈值ω，其中acc为所有子区域的准确率的99％百分位数。
38、本专利技术的第二个方面提供一种基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断装置，其包括：
39、输入模块，所述输入模块用于获取同一高密度基因芯片在不同光道下得到的扫描图中提取出来的每个微珠的灰度值；
40、数据处理模块，所述数据处理模块用于将不同光道扫描图中的同一微珠对应的灰度值进行预处理后的数据转换到极坐标中进行聚类；
41、判断模块，所述判断模块用于根据每个微珠在极坐标中所处的位置和预先设定的判断规则判断微珠类型，所述预先设定的判断规则包括每个微珠在极坐标中所处的位置与微珠类型之间的对应关系。
42、进一步地，不同光道包括光道a和光道b；微珠在光道a和光道b的灰度值分别用ia,ib表示，极坐标中的两条坐标轴的含义如下：
43、x轴：
44、y轴：
45、x轴表示同一微珠两光道灰度值的比值的对数，y轴表示同一微珠两光道灰度值的模值；
46、每一微珠在极坐标中的位置定义为(θ，ρ)。
47、进一步地，所述数据处理模块用于通过下述标准化方法进行预处理，从而使α，β两簇数据中心点的θ值关于y轴对称：
48、α＝(i|ia(i)≥ib(i))
49、β＝(j|ib(j)＞ia(j))
50、u＝α+β
51、在||α||＝||β||的情况下，最终可得：
52、
53、其中，ia(i)为i微珠在a光道中的灰度值，ib(i)为i微珠在b光道中的灰度值，ib(j)为j微珠在b光道中的灰度值，ia(j)为j微珠在a光道中的灰度值，α为满足条件的i微珠的集合，β为满足条件的j微珠的集合，u为由α和β组成的微珠全集。
54、进一步地，所述数据处理模块还用于：若两光道各自所有微珠的灰度值的对数的和不相等，我们便可以通过等式两端各乘以一个系数fa，fb的方式使得等式在任何情况下都成立：
55、
56、上式经过幂运算变换后可得：
57、
58、如果想在预处理后，两光道所有微珠灰度值均值为m：
59、
60、通过求解以上方程组，我们可以得到一组fa，fb的取值，使得a光道和b光道中所有微珠灰度值均值为m。
61、进一步地，假设θ的阈值为ω，ρ的阈值为σ，所述判断模块使用的所述判断规则为：
62、第一微珠类型：ρ≥σ且θ≤-ω；
63、第二微珠类型：ρ≥σ且θ≥ω；
64、第一异常类型：ρ<σ；
65、第二异常类型：ρ≥σ本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤S1中使用的不同光道包括光道a和光道b；在步骤S2中，微珠在光道a和光道b的灰度值分别用Ia,Ib表示，极坐标中的两条坐标轴的含义如下：
3.如权利要求2所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤S2中，通过下述标准化方法进行预处理，从而使α,β两簇数据中心点的θ值关于y轴对称：
4.如权利要求3所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤S2中，所述预处理方法进一步包括：若两光道各自所有微珠的灰度值的对数的和不相等，我们便可以通过等式两端各乘以一个系数Fa，Fb的方式使得等式在任何情况下都成立：
5.如权利要求4所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤S3中，假设θ的阈值为ω，ρ的阈值为σ，所述判断规则为：
6.如权利要求5所述的基于极坐标的高密度基
7.一种基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断装置，其特征在于，包括：
8.如权利要求7所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断装置，其特征在于，不同光道包括光道a和光道b；微珠在光道a和光道b的灰度值分别用Ia,Ib表示，极坐标中的两条坐标轴的含义如下：
9.如权利要求8所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断装置，其特征在于，所述数据处理模块用于通过下述标准化方法进行预处理，从而使α,β两簇数据中心点的θ值关于y轴对称：
10.如权利要求9所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于：若两光道各自所有微珠的灰度值的对数的和不相等，我们便可以通过等式两端各乘以一个系数Fa，Fb的方式使得等式在任何情况下都成立：
11.如权利要求10所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断装置，其特征在于，假设θ的阈值为ω，ρ的阈值为σ，所述判断模块使用的所述判断规则为：
12.如权利要求11所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断装置，其特征在于，所述判断模块通过以下方法确定阈值ω和阈值σ的取值：
...【技术特征摘要】
1.一种基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤s1中使用的不同光道包括光道a和光道b；在步骤s2中，微珠在光道a和光道b的灰度值分别用ia,ib表示，极坐标中的两条坐标轴的含义如下：
3.如权利要求2所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤s2中，通过下述标准化方法进行预处理，从而使α,β两簇数据中心点的θ值关于y轴对称：
4.如权利要求3所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤s2中，所述预处理方法进一步包括：若两光道各自所有微珠的灰度值的对数的和不相等，我们便可以通过等式两端各乘以一个系数fa，fb的方式使得等式在任何情况下都成立：
5.如权利要求4所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，在步骤s3中，假设θ的阈值为ω，ρ的阈值为σ，所述判断规则为：
6.如权利要求5所述的基于极坐标的高密度基因芯片微珠类型的自适应判断方法，其特征在于，通过以下方法确定阈值ω和阈值σ的取值：...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘超钧，刘若愚，许心意，李智，
申请(专利权)人：苏州拉索生物芯片科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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