本發(fā)明涉及時空組學(xué)，尤其涉及一種腸時空組卷曲圖像的處理方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)（st）技術(shù)是一種革命性的科學(xué)方法，它允許研究人員以前所未有的空間分辨率來觀察細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)。這種技術(shù)通過將生物樣本（如小鼠腸道）與高密度的生物芯片結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對組織內(nèi)基因活動的精確地圖制作，構(gòu)建腸時空組卷曲圖像。這不僅增強(qiáng)了對細(xì)胞間復(fù)雜相互作用的理解，還對疾病的生物學(xué)基礎(chǔ)提供了深刻的洞見，特別是在復(fù)雜的腸道環(huán)境中，這種技術(shù)幫助科學(xué)家詳細(xì)解析了健康與疾病狀態(tài)下的細(xì)胞和基因表達(dá)模式。

2、盡管空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)在腸道生物學(xué)研究中提供了顯著的進(jìn)步，但現(xiàn)有的應(yīng)用方法在數(shù)據(jù)處理和解讀方面仍面臨一些局限性?，F(xiàn)有技術(shù)通過在腸卷的外圈建立一個坐標(biāo)系來標(biāo)定每個點(diǎn)的位置，嘗試克服樣本的復(fù)雜形態(tài)帶來的挑戰(zhàn)。然而，這種方法在實(shí)際操作中出現(xiàn)了坐標(biāo)系統(tǒng)間的交叉和重疊，這種坐標(biāo)混亂使得無法精確判斷周圍點(diǎn)的特定特征，從而影響了對局部區(qū)域詳細(xì)特性的精確描述。

3、此外，由于樣本的螺旋卷曲布局，雖然保持了一定的空間連續(xù)性，但這種物理形態(tài)限制了對腸道不同區(qū)域的直接比較，特別是在縱向和橫向的詳細(xì)分析上。例如，縱向比較難以清楚展現(xiàn)從腸道起始到終端的基因表達(dá)變化和功能區(qū)的分布；橫向分析中，也難以區(qū)分同一橫截面內(nèi)的不同細(xì)胞類型或子區(qū)域的細(xì)微差異。這些限制減少了研究人員在理解復(fù)雜病理過程中的能力，尤其是在比較不同實(shí)驗(yàn)條件下的組織樣本時。

4、總之，盡管空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)已經(jīng)在腸道疾病研究中取得了突破性進(jìn)展，但其在數(shù)據(jù)的直觀比較、細(xì)節(jié)解讀以及操作的簡便性上仍有待改進(jìn)。坐標(biāo)系統(tǒng)的交叉問題、樣本布局的限制，以及缺乏有效的可視化工具，都是現(xiàn)有方法在應(yīng)用中需要克服的主要技術(shù)障礙。這些問題的存在不僅影響了數(shù)據(jù)的可靠性，也限制了從復(fù)雜生物樣本中獲取精確信息的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、第一方面，本發(fā)明提供一種腸時空組卷曲圖像的處理方法，包括：

2、獲取基于時空組芯片的目標(biāo)圖像和測序數(shù)據(jù)，并對所述目標(biāo)圖像中的目標(biāo)卷曲區(qū)域進(jìn)行多邊形標(biāo)注，得到包含所述目標(biāo)卷曲區(qū)域的坐標(biāo)像素矩陣的圖像特征標(biāo)注文件；

3、分析所述測序數(shù)據(jù)獲得表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述時空組芯片的物理坐標(biāo)共同轉(zhuǎn)化為包含所述表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)的rds文件；

4、基于所述rds文件，將所述圖像特征標(biāo)注文件中的所述坐標(biāo)像素矩陣映射到所述目標(biāo)圖像上，獲得原始坐標(biāo)矩陣；

5、根據(jù)所述原始坐標(biāo)矩陣，構(gòu)建有序的bin區(qū)域的集合，以及將所述rds文件中的每個細(xì)胞映射到所述bin區(qū)域中；

6、對每個所述bin區(qū)域進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換形成拉直圖像，獲得所述bin區(qū)域中的轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)，并基于所述轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)構(gòu)建可視化圖像。

7、在可選的實(shí)施方式中，所述對所述目標(biāo)圖像中的目標(biāo)卷曲區(qū)域進(jìn)行多邊形標(biāo)注，包括：

8、以多邊形描點(diǎn)方式，對所述目標(biāo)卷曲區(qū)域的外側(cè)輪廓邊緣進(jìn)行標(biāo)注，首尾相連形成閉環(huán)，得到外輪廓標(biāo)注結(jié)果；以及，對所述目標(biāo)卷曲區(qū)域的內(nèi)側(cè)輪廓邊緣進(jìn)行標(biāo)注，首尾相連形成閉環(huán)，得到內(nèi)輪廓標(biāo)注結(jié)果；

9、根據(jù)所述外輪廓標(biāo)注結(jié)果和所述內(nèi)輪廓標(biāo)注結(jié)果構(gòu)成所述坐標(biāo)像素矩陣，并根據(jù)所述坐標(biāo)像素矩陣構(gòu)建所述圖像特征標(biāo)注文件。

10、在可選的實(shí)施方式中，所述分析所述測序數(shù)據(jù)獲得表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)之前，還包括：

11、對所述測序數(shù)據(jù)沿最外圍組織輪廓進(jìn)行l(wèi)asso處理，并采用saw分析流程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到包含表達(dá)量矩陣的所述測序數(shù)據(jù)。

12、在可選的實(shí)施方式中，所述基于所述rds文件，將所述圖像特征標(biāo)注文件中的所述坐標(biāo)像素矩陣映射到所述目標(biāo)圖像上，獲得原始坐標(biāo)矩陣，包括：

13、將所述目標(biāo)圖像的所述坐標(biāo)像素矩陣，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)化公式反映射到與所述目標(biāo)圖像對應(yīng)的腸時空組卷曲圖像上，并通過所述腸時空組卷曲圖像中的坐標(biāo)對所述圖像特征標(biāo)注文件中的坐標(biāo)進(jìn)行更新；其中，所述目標(biāo)圖像，是通過對所述腸時空組卷曲圖像降低像素處理得到的圖像；

14、對所述圖像特征標(biāo)注文件中坐標(biāo)構(gòu)成的坐標(biāo)矩陣通過所述rds文件中的表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)處理，得到配準(zhǔn)后的所述原始坐標(biāo)矩陣；

15、所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)化公式包括：

16、；；

17、其中，xnew和ynew代表轉(zhuǎn)化前的所述目標(biāo)圖像中的點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)；xold和yold代表轉(zhuǎn)化后的所述腸時空組卷曲圖像中的點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)；hnew代表所述目標(biāo)圖像中的像素坐標(biāo)總高度；hold代表所述腸時空組卷曲圖像中的像素坐標(biāo)總高度；wnew代表所述目標(biāo)圖像中的像素坐標(biāo)總寬度；wold代表所述腸時空組卷曲圖像中的像素坐標(biāo)總寬度；

18、所述對所述圖像特征標(biāo)注文件中坐標(biāo)構(gòu)成的坐標(biāo)矩陣通過所述rds文件中的表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)處理，得到配準(zhǔn)后的所述原始坐標(biāo)矩陣，包括：

19、對所述圖像特征標(biāo)注文件中的坐標(biāo)矩陣，以及所述rds文件中含有所述物理坐標(biāo)的表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行輪廓提取，得到與所述坐標(biāo)矩陣和所述表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的多邊形輪廓點(diǎn)陣；其中，所述多邊形輪廓點(diǎn)陣包括外圍輪廓點(diǎn)陣和內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣；

20、對所述多邊形輪廓點(diǎn)陣中的所述外圍輪廓點(diǎn)陣和所述內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣，分別進(jìn)行外圍坐標(biāo)點(diǎn)和內(nèi)側(cè)坐標(biāo)點(diǎn)的配準(zhǔn)處理，得到配準(zhǔn)后的所述原始坐標(biāo)矩陣；

21、所述分別進(jìn)行對所述外圍坐標(biāo)點(diǎn)和所述內(nèi)側(cè)坐標(biāo)點(diǎn)的配準(zhǔn)處理，包括：

22、針對外圍坐標(biāo)點(diǎn)或內(nèi)側(cè)坐標(biāo)點(diǎn)，對所述坐標(biāo)矩陣和所述表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的所述多邊形輪廓點(diǎn)陣生成掩模圖像；其中，所述掩模圖像中包括多邊形的核心輪廓區(qū)，以及包圍所述核心輪廓區(qū)的外圍區(qū)；

23、將每個所述掩模圖像分別進(jìn)行二值化，轉(zhuǎn)換為保留所述核心輪廓區(qū)的二值圖像；所述二值圖像包括與所述坐標(biāo)矩陣對應(yīng)的第一圖像，以及與所述表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二圖像；

24、確定每個所述二值圖像中的所述核心輪廓區(qū)的外圍輪廓和幾何中心點(diǎn)；

25、將所述第一圖像和所述第二圖像利用所述幾何中心點(diǎn)平移，進(jìn)行坐標(biāo)平移變換對焦處理；并基于所述幾何中心點(diǎn)和所述外圍輪廓確定所述第一圖像相對于所述第二圖像的在坐標(biāo)平移變換對焦處理中的圖像偏轉(zhuǎn)角度；

26、判斷所述圖像偏轉(zhuǎn)角度是否不大于預(yù)設(shè)角度閾值；

27、若是，則判定基于所述第二圖像對所述第一圖像的配準(zhǔn)處理合格。

28、所述判斷所述圖像偏轉(zhuǎn)角度是否不大于預(yù)設(shè)角度閾值之后，還包括：

29、若否，則判定基于所述第二圖像對所述第一圖像的配準(zhǔn)處理不合格；對所述圖像特征標(biāo)注文件中的坐標(biāo)矩陣，以及所述rds文件中含有所述物理坐標(biāo)的表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行輪廓提取，得到對應(yīng)的多邊形輪廓點(diǎn)陣；

30、對每個所述多邊形輪廓點(diǎn)陣生成掩模圖像；其中，所述掩模圖像中包括多邊形的核心輪廓區(qū)，以及所述核心輪廓區(qū)的外圍區(qū)；

31、對所述掩模圖像的所述核心輪廓區(qū)的邊緣進(jìn)行標(biāo)注，并計(jì)算所述核心輪廓區(qū)的幾何中心點(diǎn)；

32、利用每個所述掩模圖像的幾何中心點(diǎn)和標(biāo)注的邊緣進(jìn)行坐標(biāo)平移變換處理，使所述掩模圖像的方向相匹配，并將所述掩模圖像返回執(zhí)行所述，針對外圍坐標(biāo)點(diǎn)或內(nèi)側(cè)坐標(biāo)點(diǎn)，對所述坐標(biāo)矩陣和所述表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)各自對應(yīng)的所述多邊形輪廓點(diǎn)陣生成掩模圖像。

33、在可選的實(shí)施方式中，所述基于所述rds文件，將所述圖像特征標(biāo)注文件中的所述坐標(biāo)像素矩陣映射到所述目標(biāo)圖像上，獲得原始坐標(biāo)矩陣之后，還包括：

34、將所述原始坐標(biāo)矩陣中多邊形輪廓點(diǎn)陣的外圍輪廓點(diǎn)陣和內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣，分別進(jìn)行過濾去冗余處理；

35、所述過濾去冗余處理包括：

36、針對所述外圍輪廓點(diǎn)陣和所述內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣中的一個輪廓點(diǎn)陣，按順序選取所述輪廓點(diǎn)陣中依次排列的3個坐標(biāo)點(diǎn)，并基于這3個坐標(biāo)點(diǎn)組成一個三角形區(qū)域；

37、基于所述rds文件，判斷所述三角形區(qū)域中所包含細(xì)胞點(diǎn)數(shù)量是否不小于預(yù)設(shè)細(xì)胞點(diǎn)數(shù)量閾值；

38、若是，則保留3個坐標(biāo)點(diǎn)中的第一個坐標(biāo)點(diǎn)，從第二個坐標(biāo)點(diǎn)開始選取所述輪廓點(diǎn)陣中依次排列的3個坐標(biāo)點(diǎn)，再次組成一個三角形區(qū)域，針對所述三角形區(qū)域返回執(zhí)行所述基于所述rds文件，判斷所述三角形區(qū)域中所包含細(xì)胞點(diǎn)數(shù)量是否不小于預(yù)設(shè)細(xì)胞點(diǎn)數(shù)量閾值，直至所述輪廓點(diǎn)陣中的坐標(biāo)點(diǎn)處理完成為止；

39、若否，則刪除構(gòu)成所述三角形的3個坐標(biāo)點(diǎn)中間的坐標(biāo)點(diǎn)，并將構(gòu)成所述三角形中第一個坐標(biāo)點(diǎn)和第三個坐標(biāo)點(diǎn)作為相鄰的坐標(biāo)點(diǎn)，選取第三個坐標(biāo)點(diǎn)相鄰的下一個坐標(biāo)點(diǎn)，再次共同構(gòu)成三角形，并返回執(zhí)行所述基于所述rds文件，判斷所述三角形區(qū)域中的細(xì)胞點(diǎn)數(shù)量是否不小于預(yù)設(shè)細(xì)胞點(diǎn)數(shù)量閾值；

40、所述根據(jù)所述原始坐標(biāo)矩陣，構(gòu)建有序的bin區(qū)域的集合，以及將所述rds文件中的每個細(xì)胞映射到所述bin區(qū)域中，包括：

41、利用所述原始坐標(biāo)矩陣的多邊形輪廓點(diǎn)陣中外圍輪廓點(diǎn)陣和內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣，構(gòu)建包含依次相連且有序排列的bin區(qū)域的bin集合；所述bin區(qū)域?yàn)橹辽侔?個邊的多邊形所在區(qū)域；

42、將所述rds文件中的每個細(xì)胞映射到所述bin集合中的所述bin區(qū)域中；

43、所述利用所述原始坐標(biāo)矩陣的多邊形輪廓點(diǎn)陣中外圍輪廓點(diǎn)陣和內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣，構(gòu)建包含依次相連且有序排列的bin區(qū)域的bin集合，包括：

44、在所述原始坐標(biāo)矩陣中，依次選取所述外圍輪廓點(diǎn)陣中相鄰的兩個外圍坐標(biāo)點(diǎn)，分別作為左下點(diǎn)和右下點(diǎn)；選取在所述內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣中與所述左下點(diǎn)對應(yīng)的內(nèi)側(cè)坐標(biāo)點(diǎn)作為左上點(diǎn)；或者，選取相鄰的前一個bin區(qū)域的右上點(diǎn)作為當(dāng)前的所述左上點(diǎn)；

45、根據(jù)所述左下點(diǎn)、所述右下點(diǎn)和所述左上點(diǎn)確定右上點(diǎn)；

46、基于所述左下點(diǎn)、所述右下點(diǎn)、所述左上點(diǎn)和所述右上點(diǎn)構(gòu)成一個bin區(qū)域；

47、基于依次相連且有序排列的所述bin區(qū)域，構(gòu)建得到所述bin集合；其中，相鄰的bin區(qū)域中，前一個bin區(qū)域的右上點(diǎn)為下一個bin區(qū)域的左上點(diǎn)；前一個bin區(qū)域的右下點(diǎn)為下一個bin區(qū)域的左下點(diǎn)；

48、所述根據(jù)所述左下點(diǎn)、所述右下點(diǎn)和所述左上點(diǎn)確定右上點(diǎn)，包括：

49、確定經(jīng)過所述右下點(diǎn)，且與所述左下點(diǎn)和所述右下點(diǎn)間連線相垂直的直線，作為第一直線；

50、確定經(jīng)過所述左上點(diǎn)，與所述第一直線垂直的直線，作為第二直線；并且，以所述第一直線和所述第二直線的交點(diǎn)作為交叉點(diǎn)；

51、選取所述內(nèi)側(cè)輪廓點(diǎn)陣中，橫坐標(biāo)落在所述左上點(diǎn)和所述交叉點(diǎn)之間的內(nèi)側(cè)坐標(biāo)點(diǎn)，作為選取點(diǎn)集合；

52、計(jì)算所述選取點(diǎn)集合中每個坐標(biāo)點(diǎn)與所述右下點(diǎn)的像素距離，并選取其中像素距離最小的坐標(biāo)點(diǎn)，作為所述右上點(diǎn)。

53、在可選的實(shí)施方式中，所述構(gòu)建包含依次相連且有序排列的bin區(qū)域的bin集合之后，還包括：

54、以所有所述bin區(qū)域的所述左下點(diǎn)至所述右下點(diǎn)之間的長度值，作為底邊長度；計(jì)算所述bin集合中所有所述bin區(qū)域的所述底邊長度的均值或中位數(shù)，作為評價(jià)值；

55、判斷所述bin集合中，是否存在底邊長度小于所述評價(jià)值的bin區(qū)域；

56、若存在所述底邊長度小于所述評價(jià)值的bin區(qū)域，則將所述bin區(qū)域與相鄰的前一個或后一個bin區(qū)域合并，直到合并后的bin區(qū)域的底邊長度不小于所述評價(jià)值為止；

57、根據(jù)公式計(jì)算所述bin集合中所有bin區(qū)域的底邊長度的平均值，作為均長值：代表所述bin集合中的bin區(qū)域的總個數(shù)；

58、判斷所述bin集合中，是否存在底邊長度小于所述均長值的bin區(qū)域；

59、若存在底邊長度小于所述均長值的bin區(qū)域，則將所述bin區(qū)域與相鄰的前一個或后一個bin區(qū)域合并，直到合并后的bin區(qū)域的底邊長度不小于所述均長值為止；

60、獲取所述bin集合的每個所述bin區(qū)域中所包含的細(xì)胞數(shù)；并且判斷所述bin集合中，是否存在細(xì)胞數(shù)小于預(yù)設(shè)細(xì)胞數(shù)閾值的bin區(qū)域；

61、若存在細(xì)胞數(shù)小于預(yù)設(shè)細(xì)胞數(shù)閾值的bin區(qū)域，則將所述bin區(qū)域與相鄰的前一個或后一個bin區(qū)域合并，直到合并后的bin區(qū)域中的細(xì)胞數(shù)不小于所述預(yù)設(shè)細(xì)胞數(shù)閾值為止。

62、在可選的實(shí)施方式中，所述對每個所述bin區(qū)域進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換形成拉直圖像，獲得所述bin區(qū)域中的轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)，包括：

63、計(jì)算每個所述bin區(qū)域的幾何中心點(diǎn)，以及計(jì)算每個所述bin區(qū)域相對于所述幾何中心點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度；

64、基于所述幾何中心點(diǎn)和所述旋轉(zhuǎn)角度，對所述bin區(qū)域進(jìn)行鏡像變換，并將所述幾何中心點(diǎn)平移到變換后的幾何中心點(diǎn)的位置；

65、進(jìn)行仿射變換處理，并獲得仿射變換處理后的所述bin區(qū)域中的所述轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)；

66、所述bin區(qū)域的幾何中心點(diǎn)的計(jì)算公式為：

67、；；

68、其中，定義每個bin區(qū)域均為4個頂點(diǎn)的多邊形，n代表多邊形的頂點(diǎn)個數(shù)，n=4；i代表bin區(qū)域bini的索引，每個所述頂點(diǎn)的坐標(biāo)為（xi,yi），所述頂點(diǎn)分別包括：左下點(diǎn)為c（xic,yic）、右下點(diǎn)為a（xia,yia）、左上點(diǎn)為d（xid,yid）和右上點(diǎn)為b（xib,yib）。

69、在可選的實(shí)施方式中，所述計(jì)算每個所述bin區(qū)域相對于所述幾何中心點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度，包括：

70、以所述bin區(qū)域中的所述左下點(diǎn)至所述右下點(diǎn)之間的直線，作為底邊直線；以與所述底邊直線垂直的直線，作為垂直直線；確定經(jīng)過所述幾何中心點(diǎn)o的垂直直線，與所述底邊直線相交的交點(diǎn)，作為相交點(diǎn)p，所述相交點(diǎn)的坐標(biāo)為（x,y）；

71、以經(jīng)過所述幾何中心點(diǎn)o和所述相交點(diǎn)p的直線為op；限定op的向量與y軸的正方向平行，計(jì)算所述op的向量沿著所述幾何中心點(diǎn)o的所述旋轉(zhuǎn)角度θ；

72、所述op的向量沿著所述幾何中心點(diǎn)o的所述旋轉(zhuǎn)角度θ的計(jì)算公式為：

73、當(dāng)，，，；

74、當(dāng)，，，；

75、當(dāng)，，，；

76、當(dāng)，，，；

77、當(dāng)，，，；

78、當(dāng)，，，；

79、當(dāng)，，，；

80、當(dāng)，，，；

81、其中，π代表圓周率；i代表bin區(qū)域bini中的索引；arccos函數(shù)是反余弦函數(shù)；點(diǎn)（xio,yio）是第i個bini的幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)；點(diǎn)（xip,yip），代表第i個bini中，經(jīng)過幾何中心點(diǎn)oi的垂直直線與底邊直線的相交點(diǎn)pi的坐標(biāo)，點(diǎn)（xia,yia）是第i個）是第i個的坐標(biāo)；

82、所述基于所述幾何中心點(diǎn)和所述旋轉(zhuǎn)角度，對所述bin區(qū)域進(jìn)行鏡像變換，包括：

83、根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)角度定義旋轉(zhuǎn)矩陣，以及基于所述旋轉(zhuǎn)矩陣沿所述bin區(qū)域的幾何中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，并計(jì)算旋轉(zhuǎn)之前的所述相交點(diǎn)p在旋轉(zhuǎn)之后的相交點(diǎn)p`的坐標(biāo)；

84、基于旋轉(zhuǎn)之后的所述相交點(diǎn)，和所述bin區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)，進(jìn)行y=y0對稱線的鏡像變換。

85、在可選的實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)之后的相交點(diǎn)p’的坐標(biāo)，計(jì)算公式為：

86、；

87、其中，cos函數(shù)為余弦函數(shù)，sin函數(shù)為正弦函數(shù)；代表所述旋轉(zhuǎn)矩陣；p代表旋轉(zhuǎn)之前的所述相交點(diǎn)的坐標(biāo)；o代表所述bin區(qū)域的幾何中心點(diǎn)的坐標(biāo)；p`代表旋轉(zhuǎn)之后的所述相交點(diǎn)的坐標(biāo)；

88、所述y=y0對稱線的鏡像變換的規(guī)則公式為：

89、y’=2×y0-y；ax＜cx且y0≥yp，或者，ax≥cx且y0＜yp；

90、其中，y0表示所述幾何中心點(diǎn)o的y軸坐標(biāo)，y`代表所述鏡像變換后的點(diǎn)的y軸坐標(biāo)；y代表所述鏡像變換前的點(diǎn)的y軸坐標(biāo)；ax代表所述右下點(diǎn)a的x軸坐標(biāo)；cx代表左下點(diǎn)c的x軸坐標(biāo)；y0代表所述幾何中心點(diǎn)o的y軸坐標(biāo)，yp代表所述相交點(diǎn)p的y軸坐標(biāo)；

91、在可選的實(shí)施方式中，所述將所述幾何中心點(diǎn)平移到變換后的幾何中心點(diǎn)的位置，包括：

92、將變換前的所述幾何中心點(diǎn)平移到變換后的所述幾何中心點(diǎn)的位置，要求同時滿足如下條件：

93、a、當(dāng)前所述bin區(qū)域bini平移到相鄰的前一個bin區(qū)域bini-1之后；

94、b、所述bin區(qū)域bini的左下點(diǎn)c與前一個bin區(qū)域bini-1的右下點(diǎn)a重合；

95、以所述bin區(qū)域中的所述左下點(diǎn)至所述右下點(diǎn)之間的直線，作為底邊直線；以與所述底邊直線垂直的直線，作為垂直直線；確定經(jīng)過所述幾何中心點(diǎn)o的垂直直線，與所述底邊直線相交的交點(diǎn)，作為相交點(diǎn)p，所述相交點(diǎn)的坐標(biāo)為（x,y）；

96、將變換前的所述相交點(diǎn)p的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為變換后的p`坐標(biāo)；轉(zhuǎn)化的計(jì)算公式為：x`=x+(xo`-xo)；y`=y+(yo`-yo)；

97、其中，x和y分別為變換前的所述相交點(diǎn)p的橫縱坐標(biāo)；x`和y`分別為變換后的所述相交點(diǎn)p`的橫縱坐標(biāo)；xo和yo分別為變換前的所述幾何中心點(diǎn)o的橫縱坐標(biāo)；xo`和yo`分別為變換后的所述幾何中心點(diǎn)o`的橫縱坐標(biāo)；

98、所述將變換前的所述幾何中心點(diǎn)平移到變換后的所述幾何中心點(diǎn)的位置中，變換后的第i個bin區(qū)域bini的左下點(diǎn)c`和幾何中心點(diǎn)o`的坐標(biāo)的計(jì)算公式分別為：

99、針對于所述左下點(diǎn)c`：

100、在i=1時，所述左下點(diǎn)c`的橫縱坐標(biāo)均為0；

101、在i＞1時，所述左下點(diǎn)c`的橫坐標(biāo)為，縱坐標(biāo)為0；

102、其中，i代表bin區(qū)域bini中的索引；xic和yic分別代表第i個所述bin區(qū)域的所述左下點(diǎn)c`的橫縱坐標(biāo)；xia和yia分別代表第i個所述bin區(qū)域的所述右下點(diǎn)a`的橫縱坐標(biāo)；

103、針對于所述幾何中心點(diǎn)o`：

104、當(dāng)：

105、i=1時，所述幾何中心點(diǎn)o`的橫坐標(biāo)為；縱坐標(biāo)為；

106、i>1時，所述幾何中心點(diǎn)o`的橫坐標(biāo)為；縱坐標(biāo)為；

107、當(dāng)：

108、i=1時，所述幾何中心點(diǎn)o`的橫坐標(biāo)為；縱坐標(biāo)為；

109、i>1時，所述幾何中心點(diǎn)o`的橫坐標(biāo)為；縱坐標(biāo)為；

110、其中，代表變換后的所述左下點(diǎn)c`到所述相交點(diǎn)p`的距離；代表變換前的所述幾何中心點(diǎn)o到所述相交點(diǎn)p的距離。

111、在可選的實(shí)施方式中，所述進(jìn)行仿射變換處理，包括：

112、基于opencv中的cv2.getperspectivetransform?函數(shù)來計(jì)算所述bin區(qū)域的仿射變換矩陣；計(jì)算方法為：

113、mi=?cv2.getperspectivetransform(cabd,c1a1b1d1)；

114、其中，mi代表針對第i個所述bin區(qū)域的所述仿射變換矩陣；c、a、b和d分別代表變換前的所述bin區(qū)域的左下點(diǎn)c、右下點(diǎn)a、右上點(diǎn)b和左上點(diǎn)d；c1、a1、b1和d1分別代表變換后的所述bin區(qū)域的左下點(diǎn)c1、右下點(diǎn)a1、右上點(diǎn)b1和左上點(diǎn)d1；

115、所述bin區(qū)域中的所述轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)的計(jì)算公式為：；

116、其中，m代表所述仿射變換矩陣；x和y分別代表變換前的所述bin區(qū)域的相交點(diǎn)p的橫縱坐標(biāo)；x`和y`分別代表變換后的所述bin區(qū)域的相交點(diǎn)p`的橫縱坐標(biāo)。

117、第二方面，本發(fā)明提供一種腸時空組卷曲圖像的處理裝置，包括：

118、獲取標(biāo)注模塊，用于獲取基于時空組芯片的目標(biāo)圖像和測序數(shù)據(jù)，并對所述目標(biāo)圖像中的目標(biāo)卷曲區(qū)域進(jìn)行多邊形標(biāo)注，得到包含所述目標(biāo)卷曲區(qū)域的坐標(biāo)像素矩陣的圖像特征標(biāo)注文件；

119、分析轉(zhuǎn)化模塊，用于分析所述測序數(shù)據(jù)獲得表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)，并結(jié)合所述時空組芯片的物理坐標(biāo)共同轉(zhuǎn)化為包含所述表達(dá)矩陣數(shù)據(jù)的rds文件；

120、數(shù)據(jù)映射模塊，基于所述rds文件，將所述圖像特征標(biāo)注文件中的所述坐標(biāo)像素矩陣映射到所述目標(biāo)圖像上，獲得原始坐標(biāo)矩陣；

121、集合構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述原始坐標(biāo)矩陣，構(gòu)建有序的bin區(qū)域的集合，以及將所述rds文件中的每個細(xì)胞映射到所述bin區(qū)域中；

122、轉(zhuǎn)換圖像模塊，用于對每個所述bin區(qū)域進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換形成拉直圖像，獲得所述bin區(qū)域中的轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)，并基于所述轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)構(gòu)建可視化圖像。

123、第三方面，本發(fā)明提供一種腸時空組卷曲圖像的處理系統(tǒng)，包括存儲器以及處理器，所述存儲器中存儲有腸時空組卷曲圖像的處理程序，所述處理器運(yùn)行所述腸時空組卷曲圖像的處理程序以使所述腸時空組卷曲圖像的處理系統(tǒng)執(zhí)行如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)所述的腸時空組卷曲圖像的處理方法。

124、本發(fā)明中提供一種腸時空組卷曲圖像的處理方法、裝置和系統(tǒng)。其中，所述腸時空組卷曲圖像的處理方法，通過用有限個有序的bin區(qū)域?qū)⒕沓陕菪隣畹哪c時空組卷曲圖像分割、旋轉(zhuǎn)平移和仿射變換，從而實(shí)現(xiàn)了表達(dá)數(shù)據(jù)水平拉直展開，可以更清晰地觀察和比較不同腸段的基因表達(dá)差異。此外，通過使用先進(jìn)的圖像處理和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以對腸道的不同區(qū)域進(jìn)行更細(xì)致的劃分和比較，從而揭示腸道內(nèi)部的區(qū)域化特征，為科研工作者提供更為信賴且高效的研究途徑。