幾種圖像矩特征在分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著分析研究的深入，環(huán)境樣本、中藥以及生物樣本等復(fù)雜多組分體系的定性定量分析成為化學(xué)分析中重要的研究課題之一?，F(xiàn)代分析儀器的發(fā)展在為復(fù)雜體系的檢測(cè)提供有力的分析手段的同時(shí)，獲得的樣本信息越來越全面。如何從這些分析儀器給出數(shù)據(jù)中快速、有效地提取出有用信息，實(shí)現(xiàn)待測(cè)組分的精準(zhǔn)分析,成為分析化學(xué)工作者處理復(fù)雜體系分析的一大挑戰(zhàn)?；瘜W(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展為復(fù)雜體系分析研究提供了較大的便利并取得了理想的結(jié)果。本學(xué)位論文將幾種圖像矩方法應(yīng)用于分析領(lǐng)域中，利

2、用矩方法的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放不變性以及多分辨等特性，實(shí)現(xiàn)水樣、中藥以及生物序列等體系中感興趣組分的分析研究。本學(xué)位論文主要包括內(nèi)容如下：
　　第一章緒論部分。主要介紹了分析化學(xué)研究體系現(xiàn)狀、分析儀器在復(fù)雜體系中的分析研究與應(yīng)用、化學(xué)計(jì)量學(xué)在復(fù)雜體系中的分析研究與應(yīng)用、圖像矩特征。最后對(duì)本學(xué)位論文研究工作做了簡單概括。
　　第二章基于三維熒光光譜，介紹了Zernike矩方法用于水中腐殖酸含量測(cè)定的一種有效方法。水環(huán)境中腐殖酸含量

3、的多少會(huì)影響水的質(zhì)量，從而對(duì)人及動(dòng)植物帶來影響。熒光分光光度計(jì)給出的腐殖酸水樣三維圖譜，由于干擾物質(zhì)以及瑞麗和拉曼散射等信號(hào)的影響，很難得到腐殖酸的純組分峰，從而給傳統(tǒng)定量分析方法帶來困難。為了獲得腐殖酸的含量信息，本章提出具有多分辨特征的Zernike矩方法提取三維熒光光譜的有效特征信息，之后借助逐步回歸建立定量分析模型，以實(shí)現(xiàn)腐殖酸含量測(cè)定。本研究方法與多維偏最小二乘和交替三線性分解方法進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，我們提出的方法建立的模型

4、更可靠、結(jié)果更準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)水中目標(biāo)組分的定量分析。
　　第三章基于高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器（HPLC-DAD），使用Tchebichef圖像矩方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)中成藥的質(zhì)量評(píng)估。中藥成分復(fù)雜而且其原材料易受到外界環(huán)境影響，對(duì)中成藥進(jìn)行質(zhì)量分類或判別可以實(shí)現(xiàn)中藥產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控，避免中藥市場(chǎng)混亂。使用HPLC-DAD測(cè)定了14個(gè)不同批次的蒲地藍(lán)消炎片的三維指紋圖譜，采用Tchebichef矩方法對(duì)指紋圖譜提取特征值，并借助層次聚類實(shí)現(xiàn)

5、樣本分類。雖然獲得的指紋圖譜存在噪音干擾以及峰漂移的影響，但由于矩方法多分辨性和不變性的特征，分析結(jié)果不受影響。通過與主成分分析得到的結(jié)果做對(duì)比，進(jìn)一步說明我們方法分類結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，本研究表明我們的方法能夠?yàn)樗幤返馁|(zhì)量監(jiān)控提供一個(gè)快速準(zhǔn)確的方法。
　　第四章基于數(shù)值化的蛋白質(zhì)序列，結(jié)合Krawtchouk圖像矩方法我們提出了一種蛋白質(zhì)磷酸化位點(diǎn)預(yù)測(cè)新方法。蛋白質(zhì)磷酸化是細(xì)胞內(nèi)重要的調(diào)節(jié)機(jī)制，磷酸化位點(diǎn)的有效辨別對(duì)生命活動(dòng)研究

6、有重要意義。本章提出了使用Krawtchouk矩方法對(duì)擬南芥蛋白質(zhì)磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。首先借助氨基酸描述符將蛋白質(zhì)序列數(shù)值化，之后將數(shù)值矩陣轉(zhuǎn)換成灰度圖后使用Krawtchouk矩提取局部特征信息，最后所得矩值用于LibSVM建立預(yù)測(cè)模型。本工作中分別采用10-折交叉驗(yàn)證和獨(dú)立測(cè)試集評(píng)價(jià)所建立的預(yù)測(cè)模型，并且選取4個(gè)已有的預(yù)測(cè)工具做了對(duì)比。結(jié)果表明，我們方法所建的模型有較好的準(zhǔn)確性和可靠性，可以為蛋白質(zhì)磷酸化位點(diǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)定提供較好的參考信