CN104062272A - 一种适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超分辨成像技术领域，公开了一种适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统。本发明先对获取到的原始图像进行去噪去重叠处理，得到待处理图像；再利用辐射对称法从待处理图像中定位出较亮成像分子的亚像素位置坐标，并得到较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑模型；接着从待处理图像中减去较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑模型，得到较暗成像分子的亚像素位置坐标，最后对成像分子的亚像素位置坐标进行显示，实现了超分辨定位图像的实时的快速分析、处理及显示，在图像分析速度上满足了生物学应用的要求。

Description

一种适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统

技术领域

本发明涉及超分辨成像技术领域，主要适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统。

背景技术

超分辨定位成像系统由于突破了衍射极限达到了纳米级分辨率，并可用于观测活细胞，成为了生物应用里重要的、潜力十足的工具。典型的超分辨定位成像系统是光激活定位显微镜(Photo-activated Localization Microscopy,PALM)和随机光学重建显微镜(Stochastic Optical Reconstruction Microscopy,STORM)。

但是，现有的超分辨定位成像方法远远不能满足生物学应用所需的图像的快速处理和可视化功能，因此，探索出一种适用于高速连续超分辨定位成像的实时图像处理方法与系统是被极度关注的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统，它具有处理速度快的特点。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于高速连续超分辨定位成像方法，包括：

获取样本发出的荧光信息；

将所述荧光信息记录成原始图像；

对所述原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像；

从所述待处理图像中找出图像灰度值大于设定阈值的候选点，基于所 述候选点提取出像素区域；其中，所述设定阈值由所述待处理图像背景信号的标准差决定；

利用辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标；

利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型；从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标；

对所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和所述较暗成像分子的亚像素位置坐标进行显示。

进一步地，所述获取样本发出的荧光信息，包括：通过快门控制激活光和激发光的开关状态；通过衰减片调节所述激活光和所述激发光的功率；通过第一二向色镜将所述激活光和所述激发光合成一束光；通过第一凸透镜和第二凸透镜对合束后的激光进行扩束；扩束之后的激光经过第三凸透镜以及物镜，照射到样品表面，使所述样品内的荧光探针发出荧光；所述荧光探针发出的荧光被所述物镜收集。

进一步地，所述将荧光信息记录成原始图像，包括：被所述物镜收集到的荧光依次通过第二二向色镜、滤光片和第四凸透镜后入射到探测器，通过所述探测器将所述荧光信息记录成所述原始图像。

进一步地，所述对原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像，包括：将边沿锐化模型与所述原始图像进行卷积运算实现去噪和去重叠，得到所述待处理图像。

进一步地，所述利用辐射对称法定位像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标，包括：利用所述辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度；

所述利用较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型，包括：利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度得出所述艾里斑模型。

进一步地，所述从待处理图像中减去艾里斑模型，得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标，包括：从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，迭代利用辐射对称法定位得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。

本发明还提供了一种适用于高速连续超分辨定位成像系统，包括：激活光源、激发光源、快门、衰减片、第一二向色镜、第二二向色镜、第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜、第四凸透镜、物镜、滤光片、探测器、去噪去重叠模块、区域提取模块、第一分子定位模块、第二分子定位模块及显示模块；

所述快门，用于对所述激活光源和所述激发光源发出的激活光和激发光的开关状态进行控制；

所述衰减片，用于对所述激活光和所述激发光的功率进行调节；

所述第一二向色镜，用于将被所述衰减片调节之后的激活光和激发光合成为一束光；

所述第一凸透镜和所述第二凸透镜，用于对被所述第一二向色镜合束后的激光进行扩束；

所述第三凸透镜，用于对被所述第一凸透镜和所述第二凸透镜扩束之后的激光进行汇聚；

所述物镜，用于将被所述第三凸透镜汇聚之后的激光照射在样品表面，使所述样品内的荧光探针发出荧光；还接收从所述样品内的荧光探针发出的荧光；

所述第二二向色镜，用于将被所述物镜收集到的荧光射向探测器；

所述滤光片，用于滤除所述第二二向色镜与所述探测器之间的荧光中的杂散光；

所述第四凸透镜，用于将被所述滤光片滤光之后的荧光聚焦到探测器；

所述探测器，用于将接收到的荧光信息记录成原始图像；

所述去噪去重叠模块，用于对所述原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像；

所述区域提取模块，用于从所述待处理图像中找出图像灰度值大于设定阈值的候选点，基于所述候选点提取出像素区域；其中，所述设定阈值由所述待处理图像背景信号的标准差决定；

所述第一分子定位模块，用于利用辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标；

所述第二分子定位模块，用于利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型；从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标；

所述显示模块，用于对所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和所述较暗成像分子的亚像素位置坐标进行显示。

进一步地，所述去噪去重叠模块，具体用于将边沿锐化模型与所述原始图像进行卷积运算实现去噪和去重叠，得到所述待处理图像。

进一步地，所述第一分子定位模块，具体用于利用所述辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度；

所述第二分子定位模块，包括：

艾里斑模型生成单元，用于利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度得出所述艾里斑模型；

第二分子定位单元，用于从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。

进一步地，所述第二分子定位单元，具体用于从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，迭代利用辐射对称法定位得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统，先对获取 到的原始图像进行去噪去重叠处理，得到待处理图像；再利用辐射对称法从待处理图像中定位出较亮成像分子的亚像素位置坐标，并得到较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑模型；接着从待处理图像中减去较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑模型，得到较暗成像分子的亚像素位置坐标，最后对成像分子的亚像素位置坐标进行显示，实现了超分辨定位图像的快速分析、处理及显示，在图像分析速度上满足了生物学应用的要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的方法中循环消减的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种系统的结构示意图；

图5为本发明实施例与高密度方法的数据处理速度对比表；

其中，SH-快门，ND-衰减片，DM1-第一二向色镜，L1-第一凸透镜，L2-第二凸透镜，L3-第三凸透镜，DM2-第二二向色镜，F1-滤光片，L4-第四凸透镜。

具体实施方式

为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统的具体实施方式及工作原理进行详细说明。

参见图1，本发明实施例提供的适用于高速连续超分辨定位成像方法，包括：

步骤S110：获取样本发出的荧光信息；

本步骤的一种具体实施方式，包括：

通过快门SH控制激活光和激发光的开关状态；通过衰减片ND调节激活光和激发光的功率大小；通过第一二向色镜DM1将激活光和激发光合成一束光；通过第一凸透镜L1和第二凸透镜L2对合束后的激光进行扩束；通过第三凸透镜L3将扩束之后的激光聚焦；通过物镜后射在样品表面，使样品内的荧光探针发出荧光；荧光探针发出的荧光被物镜收集。这里需要说明的是，所述物镜收集到的荧光信息包括：从稀疏分布的荧光探针发出的荧光信息和从高密度分布的荧光探针发出的荧光信息。

步骤S120：将荧光信息记录成原始图像；

本步骤的一种具体实施方式，包括：

被物镜收集到的荧光依次通过第二二向色镜DM2、滤光片F1和第四凸透镜L4射向探测器，通过探测器将荧光信息记录成原始图像。

步骤S130：对原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像；

本步骤的一种具体实施方式，包括：

利用边沿锐化模型——高斯差分模型(Difference of Gaussian，DoG)与原始图像进行卷积运算实现去噪和去重叠，得到待处理图像。DoG可以提高图像的明暗对比度，减少分子间的重叠。DoG的算法如式(1)：

$\mathrm{DoG}(i,j)={\frac{1}{{2\mathrm{\π}(\mathrm{\σ}/2)}^2}e}^{-\frac{i^2+j^2}{{2(\mathrm{\σ}/2)}^2}}-{\frac{1}{{2\mathrm{\π\σ}}^2}e}^{-\frac{i^2+j^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}}---\left(1\right)$

其中，σ为系统点扩散函数的高斯核的宽度。

因此，将高斯差分模型(DoG)与原始图像(I_r)进行卷积运算，得到待处理图像(I_d)的具体方式为：

I_d＝DoG*I_r。

步骤S140：从待处理图像中找出图像灰度值大于设定阈值的候选点，基于候选点提取出像素区域；其中，基于候选点提取出像素区域，具体包括：把以候选点为中心的3*3的像素区域提取出来。设定阈值由待处理图像的背景信号的标准差决定；在本实施例中，设定阈值为待处理的图像的 1.5倍背景信号的标准差。

步骤S150：利用辐射对称法定位像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标；

本步骤的一种具体实施方式，包括：

利用辐射对称法定位像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度；

由于辐射对称法依据的是PSF(Point Spread Function，点扩散函数)在空间上的辐射对称性，其梯度指向的中心就是分子亚像素位置坐标，因此可根据梯度信息(2)来确定荧光分子精确的定位信息，进而得到较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度。

G_y(i/2,j/2)＝I_d(i,j+1)-I_d(i,j-1)

G_x(i/2,j/2)＝I_d(i+1,j)-I_d(i-1,j)

Note:

if(|i±1|＞1 or|j±1|＞1)then I_d(i±1,j±1)＝I_d(i,j) (2)

其中，I_d表示经过DoG处理后的待处理图像，G_x和G_y分别表示x、y方向上的图像梯度。

步骤S160：利用较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型；从待处理图像中减去已定位了的较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑，得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标；其中，利用较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型，具体步骤包括：利用较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度得出艾里斑模型。

其中，较亮成像分子的艾里斑模型为：

$A(i,j)={\frac{I}{{2\mathrm{\π\σ}}^2}e}^{-\frac{{(i-x_0)}^2+{(j-x_0)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}};$

其中，(x₀，y₀)为定位得到的较亮成像分子的亚像素位置坐标，σ为系统点扩散函数的高斯核的宽度，I为此分子的发光光子数。

另外，在本实施例中，从待处理图像中减去艾里斑模型，迭代利用辐射对称法定位得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标，从而可以将大部分被掩盖的弱光分子检测出来，如图2所示。

步骤S170：对较亮成像分子的亚像素位置坐标和较暗成像分子的亚像素位置坐标进行显示。

本发明实施例还提供了一种适用于高速连续超分辨定位成像系统，包括：激活光源、激发光源、快门SH、衰减片ND、第一二向色镜DM1、第二二向色镜DM2、第一凸透镜L1、第二凸透镜L2、第三凸透镜L3、第四凸透镜L4、物镜、滤光片F1、探测器、去噪去重叠模块、区域提取模块、第一分子定位模块、第二分子定位模块及显示模块；

快门SH，用于对从激活光源和激发光源发出的激活光和激发光的开关状态进行控制；

衰减片ND，用于衰减并对激活光和激发光的功率进行调节；

第一二向色镜DM1，用于将被衰减片ND调节之后的激活光和激发光合成为一束光；

第一凸透镜L1和第二凸透镜L2，用于对被第一二向色镜DM1合束后的激光进行扩束；

第三凸透镜L3，用于对被第一凸透镜L1和第二凸透镜L2扩束之后的激光进行汇聚；

物镜，用于将被第三凸透镜L3汇聚之后的激光以一定光斑的大小照射在样品表面，使样品内的荧光探针发出荧光；还接收从样品内的荧光探针发出的荧光；

第二二向色镜DM2，用于将被物镜收集到的荧光射向探测器；

滤光片F1，用于滤除第二二向色镜DM2与探测器之间的荧光中的杂散光；

第四凸透镜L4，用于将被滤光片F1滤光之后的荧光聚焦到探测器；

探测器，用于将接收到的荧光信息记录成原始图像；

去噪去重叠模块，用于对原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像；

在本实施例中，去噪去重叠模块，具体用于将边沿锐化模型——高斯差分模型(DoG)与原始图像(I_r)进行卷积运算实现去噪和去重叠，并得到待处理图像(I_d)。由于DoG的算法如式(1)：

$\mathrm{DoG}(i,j)=\frac{1}{2\mathrm{\π}{(\mathrm{\σ}/2)}^2}{e}^{-\frac{i^2+j^2}{2{(\mathrm{\σ}/2)}^2}}-\frac{1}{2\mathrm{\π}{\mathrm{\σ}}^2}{e}^{-\frac{i^2+j^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}}---\left(1\right)$

其中，σ为系统点扩散函数的高斯核的宽度。

因此，去噪去重叠模块的具体实施方式为：

I_d＝DoG*I_r。

区域提取模块，用于从待处理图像中找出图像灰度值大于设定阈值的候选点，基于候选点提取出像素区域；

在本实施例中，区域提取模块，具体包括：

候选点获取单元，用于从待处理图像中找出图像灰度值大于设定阈值的候选点；其中，设定阈值由待处理图像的背景信号的标准差决定；在本实施例中，设定阈值为待处理的图像的1.5倍背景信号的标准差。

像素区域提取单元，用于基于候选点提取出像素区域；

其中，像素区域提取单元，具体用于把以候选点为中心的3*3的像素区域提取出来。

第一分子定位模块，用于利用辐射对称法定位像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标；

在本实施例中，第一分子定位模块，具体用于利用辐射对称法定位像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度；由于辐射对称法依据的是PSF在空间上的辐射对称性，其梯度指向的中心就是分子亚像素位置坐标，因此可根据梯度信息(2)来确定荧光分子精确的定位信息，进 而得到较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度。

G_y(i2,j2)＝I_d(i,j+1)-I_d(i,j-1)

G_x(i/2,j/2)＝I_d(i+1,j)-I_d(i-1,j)

Note:

if(|i±1|＞1 or |j±1|＞1)then I_d(i±1,j±1)＝I_d(i,j) (2)

其中，I_d表示经过DoG处理后的待处理图像，G_x和G_y分别表示x、y方向上的图像梯度。

第二分子定位模块，用于利用较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型；从待处理图像中减去较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑，得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标；

在本实施例中，第二分子定位模块，包括：

艾里斑模型生成单元，用于利用较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度得出艾里斑模型；

第二分子定位单元，用于从待处理图像中减去艾里斑模型，得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。

其中，较亮成像分子的艾里斑模型为：

$A(i,j)={\frac{I}{{2\mathrm{\π\σ}}^2}e}^{-\frac{{(i-x_0)}^2+{(j-x_0)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}};$

其中，(x₀，y₀)为定位得到的较亮成像分子的亚像素位置坐标，σ为系统点扩散函数的高斯核的宽度，I为此分子的发光光子数。

进一步地，第二分子定位单元，具体用于从待处理图像中减去艾里斑模型，迭代利用辐射对称法定位得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。

显示模块，用于对较亮成像分子的亚像素位置坐标和较暗成像分子的亚像素位置坐标进行显示。

这里需要说明的是，可以根据实际应用的需求，将上述的各功能模块 配置到不同平台内实现。如将显示模块设置在计算机中，去噪去重叠模块、区域提取模块、第一分子定位模块和第二分子定位模块利用硬件平台(如FPGA、DSP、ARM、ASIC器件等)，以外置硬件处理模块的形式独立设置出来；参见图3，在此结构中，探测器(如EMCCD、sCMOS等)将原始图像传输给计算机，用户在计算机上设置探测器的参数(如曝光时间等)；接着，外置硬件处理模块从计算机得到输出的原始图像，并在进行数据分析、图像处理之后，将处理得到的超分辨图像数据传输给计算机进行显示及存储。而根据另一种实际应用的需要，可以将去噪去重叠模块、区域提取模块、第一分子定位模块、第二分子定位模块和显示模块利用硬件平台(如FPGA、DSP、ARM、ASIC器件等)，以外置硬件处理模块的形式独立的设置出来。参见图4，在此结构中，探测器(如EMCCD、sCMOS等)将原始图像传输到外置硬件模块进行超分辨定位图像的数据分析和图像处理，并将处理后的图像数据发送到硬盘进行存储；最后外置硬件模块将得到的最后的超分辨图像显示给用户。还需要说明的是，为了将超分辨图像显示到显示器上，需对成像模式进行处理。在这部分中，可以使用通用显示接口，并调整外置硬件处理模块的时序使之与接口时序匹配，这样将定位信息送至显示器中，并投射到显示设备上的相应位置进行显示。

本发明的一个实施例，利用如图3所示的系统架构，同时使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的硬件平台作为外置硬件处理设备，进行高速连续超分辨定位成像。为了适应FPGA的逻辑硬件结构，外置硬件处理模块中的各个功能模块的计算被分解成能被FPGA处理的基本操作，如加、减、位移等。从电脑中得到的原始图像先缓存至缓存区中，然后传输到去噪去重叠模块中，这样可以使探测点重叠情况减少，在降低噪声的同时，校正背景。接下来，通过区域提取模块对峰值进行检测，当场提取并识别候选分子，同时从去噪去重叠后的图像中提取候选分子中心的3×3的像素区域，即感兴趣的区域。接着，发送这些感兴趣区到 第一分子定位模块，对较亮成像分子进行定位。此后，通过第二分子定位模块从原始图像中减去所检测分子的位置坐标上的艾里斑，并迭代利用辐射对称法得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。完成此步骤后，可以得到图像数据，并使用这些图像数据进行下一次定位迭代计算。最后，将得到的超分辨图像的坐标数据送回计算机进行存储及显示。需要说明的是，在这里，我们使用了三种接口，包括USB(Universal Serial Bus)、Camera Link接口和VGA显示接口；而在数据通信中，我们用到了两种模式：(a)计算机中转模式；利用USB接口进行计算机与外置硬件处理模块的数据处理传输，储存的图像从计算机复制到外置硬件处理模块中，且定位结果通过同一个USB连接线从外置硬件处理模块传送回电脑，进行图像重建显示并进行数据存储。(b)直接数据访问模式；被探测器拍到的图像通过Camera Link接口直接传送到外置硬件处理模块，进行分子定位。定位结果通过一条USB连接线从外置硬件处理模块传送回电脑，进行图像重建显示并进行数据存储。通过调整FPGA的时序，使之与VGA时序一致，这样便将得到的坐标信息投射到显示设备上。

本发明实施例提供的适用于高速连续超分辨定位成像方法及系统，先对获取到的原始图像进行去噪去重叠处理，得到待处理的图像；再利用辐射对称法从待处理的图像中定位出较亮成像分子的亚像素位置坐标，并得到较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑模型；接着从待处理的图像中减去较亮成像分子的亚像素位置坐标上的艾里斑模型，得到较暗成像分子的亚像素位置坐标，最后对成像分子的亚像素位置坐标进行显示，实现了超分辨定位图像的实时的快速分析、处理及显示，在图像分析速度上满足了生物学的要求。本发明实施例可以达到约每秒200兆像素的速度，比目前的多发射拟合高密度定位算法DAOSTORM(Nature Methods 8,279　280(2011))高出4-6个数量级，如图5所示。由于本发明实施例可以利用硬件平台(如FPGA、DSP、ARM、ASIC器件等)以外置硬件处理模块的形 式，将去噪去重叠模块、区域提取模块、第一分子定位模块、第二分子定位模块和显示模块独立设置出来，能够实现对超分辨定位图像的便携式分析、处理及显示，相较于现有技术，有着极大的突破。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种适用于高速连续超分辨定位成像方法，其特征在于，包括：

获取样本发出的荧光信息；

将所述荧光信息记录成原始图像；

对所述原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像；

从所述待处理图像中找出图像灰度值大于设定阈值的候选点，基于所述候选点提取出像素区域；其中，所述设定阈值由所述待处理图像背景信号的标准差决定；

利用辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标；

利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型；从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标；

对所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和所述较暗成像分子的亚像素位置坐标进行显示。

2.如权利要求1所述的适用于高速连续超分辨定位成像方法，其特征在于，所述获取样本发出的荧光信息，包括：通过快门控制激活光和激发光的开关状态；通过衰减片调节所述激活光和所述激发光的功率；通过第一二向色镜将所述激活光和所述激发光合成一束光；通过第一凸透镜和第二凸透镜对合束后的激光进行扩束；扩束之后的激光经过第三凸透镜以及物镜，照射到样品表面，使所述样品内的荧光探针发出荧光；所述荧光探针发出的荧光被所述物镜收集。

3.如权利要求2所述的适用于高速连续超分辨定位成像方法，其特征在于，所述将荧光信息记录成原始图像，包括：被所述物镜收集到的荧光依次通过第二二向色镜、滤光片和第四凸透镜后入射到探测器，通过所述探测器将所述荧光信息记录成所述原始图像。

4.如权利要求1或2所述的适用于高速连续超分辨定位成像方法，其特征在于，所述对原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像，包括：将边沿锐化模型与所述原始图像进行卷积运算实现去噪和去重叠，得到所述待处理图像。

5.如权利要求1或2所述的适用于高速连续超分辨定位成像方法，其特征在于，

所述利用辐射对称法定位像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标，包括：利用所述辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度；

所述利用较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型，包括：利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度得出所述艾里斑模型。

6.如权利要求1或2所述的适用于高速连续超分辨定位成像方法，其特征在于，所述从待处理图像中减去艾里斑模型，得到像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标，包括：从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，迭代利用辐射对称法定位得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。

7.一种适用于高速连续超分辨定位成像系统，其特征在于，包括：激活光源、激发光源、快门、衰减片、第一二向色镜、第二二向色镜、第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜、第四凸透镜、物镜、滤光片、探测器、去噪去重叠模块、区域提取模块、第一分子定位模块、第二分子定位模块及显示模块；

所述快门，用于对所述激活光源和所述激发光源发出的激活光和激发光的开关状态进行控制；

所述衰减片，用于对所述激活光和所述激发光的功率进行调节；

所述第一二向色镜，用于将被所述衰减片调节之后的激活光和激发光合成为一束光；

所述第一凸透镜和所述第二凸透镜，用于对被所述第一二向色镜合束后的激光进行扩束；

所述第三凸透镜，用于对被所述第一凸透镜和所述第二凸透镜扩束之后的激光进行汇聚；

所述物镜，用于将被所述第三凸透镜汇聚之后的激光照射在样品表面，使所述样品内的荧光探针发出荧光；还接收从所述样品内的荧光探针发出的荧光；

所述第二二向色镜，用于将被所述物镜收集到的荧光射向探测器；

所述滤光片，用于滤除所述第二二向色镜与所述探测器之间的荧光中的杂散光；

所述第四凸透镜，用于将被所述滤光片滤光之后的荧光聚焦到探测器；

所述探测器，用于将接收到的荧光信息记录成原始图像；

所述去噪去重叠模块，用于对所述原始图像进行去噪和去重叠处理，得到待处理图像；

所述区域提取模块，用于从所述待处理图像中找出图像灰度值大于设定阈值的候选点，基于所述候选点提取出像素区域；其中，所述设定阈值由所述待处理图像背景信号的标准差决定；

所述第一分子定位模块，用于利用辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标；

所述第二分子定位模块，用于利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标得出艾里斑模型；从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标；

所述显示模块，用于对所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和所述较暗成像分子的亚像素位置坐标进行显示。

8.如权利要求7所述的适用于高速连续超分辨定位成像系统，其特征在于，所述去噪去重叠模块，具体用于将边沿锐化模型与所述原始图像进行卷积运算实现去噪和去重叠，得到所述待处理图像。

9.如权利要求7或8所述的适用于高速连续超分辨定位成像系统，其特征在于，

所述第一分子定位模块，具体用于利用所述辐射对称法定位所述像素区域中的较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度；

所述第二分子定位模块，包括：

艾里斑模型生成单元，用于利用所述较亮成像分子的亚像素位置坐标和发光强度得出所述艾里斑模型；

第二分子定位单元，用于从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。

10.如权利要求9所述的适用于高速连续超分辨定位成像系统，其特征在于，所述第二分子定位单元，具体用于从所述待处理图像中减去所述艾里斑模型，迭代利用辐射对称法定位得到所述像素区域中的较暗成像分子的亚像素位置坐标。