壓縮感知在生物傳感中的應(yīng)用研究.pdf

1、生物傳感是生物技術(shù)和探測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其研究核心為生物傳感器及其相關(guān)探測(cè)技術(shù)。生物芯片可以看成一種復(fù)雜的生物傳感器，該技術(shù)的產(chǎn)生使得人類基因組計(jì)劃能夠快速推進(jìn)并加速了對(duì)生化反應(yīng)的研究進(jìn)程，使得不同的生化反應(yīng)能夠同時(shí)進(jìn)行和同時(shí)探測(cè)，提高了工作和研究效率。目前，生物芯片的整體結(jié)構(gòu)仍然以微陣列為主，即使有改進(jìn)，也是在其整體結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，比如加入反應(yīng)場(chǎng)，以加速反應(yīng)的進(jìn)行。其探測(cè)技術(shù)多為基于光電倍增管(PMT)和基于電荷耦合元件

2、(CCD)的，對(duì)于噪聲的抑制和探測(cè)的光子效率等方面顯得薄弱一些。
　　 壓縮感知是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新的采樣定理，它的出現(xiàn)在一定程度上沖擊了現(xiàn)在被普遍認(rèn)同的香農(nóng)采樣定理。該理論認(rèn)為在以遠(yuǎn)低于香農(nóng)采樣頻率的方式對(duì)可壓縮的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，仍能夠得到精確的原始信號(hào)。這就為日益增加的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題提供了一種新的應(yīng)對(duì)方法。目前，比較典型的應(yīng)用研究為單像素成像平臺(tái)，該探測(cè)裝置具有較高的光子效率，且采樣數(shù)據(jù)量比以前要少很多。幾年的時(shí)間內(nèi)，該理論

3、便得到了極大地發(fā)展。本文對(duì)生物芯片技術(shù)和壓縮感知技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
　　 本文的主要工作:
　　 一、通過(guò)對(duì)分塊測(cè)量矩陣?yán)碚摰膶W(xué)習(xí)，研究了分塊測(cè)量矩陣，并進(jìn)行了模擬對(duì)比，模擬結(jié)果要優(yōu)于傳統(tǒng)的分塊測(cè)量矩陣。搭建了單像素探測(cè)成像實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。分析對(duì)比了不同信號(hào)放大倍數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，對(duì)比了采用不同測(cè)量矩陣進(jìn)行采集的結(jié)果，分別對(duì)投影圖片和實(shí)物在不同采樣率下進(jìn)行了測(cè)量，獲得了良好的結(jié)果。