基于EM算法的基因芯片圖像信號(hào)檢測(cè)與分析.pdf

1、基因芯片(GeneChip)是上世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來(lái)的一種新型實(shí)用的高新生物技術(shù)，目前已成為國(guó)際上生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一?；蛐酒夹g(shù)系指將大量探針?lè)肿庸潭ㄓ谥С治锷虾笈c標(biāo)記的樣品分子進(jìn)行雜交，通過(guò)檢測(cè)每個(gè)探針?lè)肿拥碾s交信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)而獲取樣品分子的數(shù)量和序列信息。靶點(diǎn)信號(hào)檢測(cè)與數(shù)據(jù)分析是基因芯片雜交實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)包括芯片圖像處理和信號(hào)提取與表達(dá)兩個(gè)部分。 本文應(yīng)用數(shù)字圖像處理的基本理論，針對(duì)基因芯片圖像的特點(diǎn)，對(duì)

2、芯片圖像處理和信號(hào)提取與表達(dá)中的關(guān)鍵技術(shù)--圖像預(yù)處理、網(wǎng)格定位、靶點(diǎn)分割以及信號(hào)提取與數(shù)據(jù)表達(dá)等方面，展開(kāi)了深入的研究，并在總結(jié)與重現(xiàn)前人方法的基礎(chǔ)上，提出了自己的方法與見(jiàn)解。本文的主要內(nèi)容包括如下： 首先，介紹了基因芯片圖像預(yù)處理過(guò)程。其中，圖像濾波處理是基因芯片圖像處理過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它直接影響到網(wǎng)格定位、靶點(diǎn)分割等后續(xù)處理過(guò)程的準(zhǔn)確性。本文針對(duì)基因芯片圖像中存在的噪聲特點(diǎn)，在總結(jié)了常用方法的基礎(chǔ)上，提出了補(bǔ)償矢量濾

3、波(OffsetVectorFiltering)的方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的優(yōu)越性。 其次，網(wǎng)格定位是確定靶區(qū)和靶點(diǎn)在圖像上坐標(biāo)位置的過(guò)程。根據(jù)基因芯片圖像的特點(diǎn)，本文采用了算法簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確的投影法實(shí)現(xiàn)了靶區(qū)和靶點(diǎn)的定位。 第三，靶點(diǎn)分割是確定信號(hào)區(qū)域和背景區(qū)域的過(guò)程，是基因芯片圖像數(shù)據(jù)提取的重要依據(jù)。本文在總結(jié)常用分割方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于期望最大化算法(ExpectationMaximizationAlg