凝膠圖像重疊蛋白質(zhì)點(diǎn)的分割方法研究.pdf

1、蛋白質(zhì)組學(xué)作為后基因組時(shí)代的一個(gè)重要研究內(nèi)容，對于探索生命奧秘以及疾病的鑒定和藥物對生命過程的影響具有重要的意義。其中，研究蛋白質(zhì)組學(xué)表達(dá)模式的核心方法是雙向凝膠電泳技術(shù)。隨著生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，凝膠圖像的計(jì)算機(jī)分析已經(jīng)成為一種不可或缺的技術(shù)手段。凝膠圖像計(jì)算機(jī)分析過程包括凝膠電泳圖像預(yù)處理、蛋白點(diǎn)檢測、蛋白質(zhì)點(diǎn)匹配和統(tǒng)計(jì)分析等，其中蛋白質(zhì)點(diǎn)檢測是分析過程的重要環(huán)節(jié)之一，其精確程度影響著蛋白質(zhì)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析的效果。有效的蛋白質(zhì)點(diǎn)分割方

2、法可以提高檢測的準(zhǔn)確度，并且能夠獲取蛋白質(zhì)點(diǎn)的各種信息（大小，體積，形狀等），對于蛋白質(zhì)點(diǎn)后續(xù)的定量、匹配以及統(tǒng)計(jì)分析具有重要的意義。本論文主要針對凝膠圖像中的重疊蛋白質(zhì)的分離方法進(jìn)行研究。
　　已有的蛋白質(zhì)點(diǎn)檢測方法主要包括基于分水嶺和基于形狀特征的方法，在基于蛋白質(zhì)點(diǎn)預(yù)處理基礎(chǔ)上，本論文提出利用基于區(qū)域跟蹤的蛋白質(zhì)點(diǎn)預(yù)分割以及基于最小周長多邊形近似方法（MPP）的重疊蛋白質(zhì)點(diǎn)分割方法，對重疊蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行了有效分割。
　　

3、本論文的主要研究工作如下：
　?。?）研究了凝膠電泳圖像預(yù)處理的方法，利用中值濾波、均值濾波、高斯濾波等空域?yàn)V波方法以及改進(jìn)的非局部均值(Non Local means)算法對凝膠圖像進(jìn)行預(yù)處理；改進(jìn)的NL-means算法根據(jù)像素間的相似度來進(jìn)行去噪，使得凝膠圖像在去噪的同時(shí)，細(xì)節(jié)和邊緣等方面得到了保護(hù)。
　?。?）研究了蛋白質(zhì)點(diǎn)預(yù)分割的方法，分別利用微分邊緣檢測算子以及邊界跟蹤算法對凝膠圖像蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)分割，得到蛋白質(zhì)點(diǎn)

4、的初始輪廓?；谶吔绺櫟乃惴ㄊ菑膮^(qū)域一個(gè)邊緣點(diǎn)出發(fā)，通過搜索標(biāo)記所有邊緣點(diǎn)，進(jìn)而將所有邊界點(diǎn)連接得到邊緣的算法，能夠比較精確的得到目標(biāo)邊緣，并且將得到的邊緣信息壓縮，同時(shí)具有一定的去噪效果，該算法得到閉合的蛋白質(zhì)點(diǎn)邊緣，對于蛋白質(zhì)點(diǎn)進(jìn)一步的形狀、大小等統(tǒng)計(jì)分析具有更好的效果。
　?。?）提出了利用多邊形近似方法對重疊蛋白點(diǎn)進(jìn)行分割的方法。根據(jù)數(shù)字圖像中區(qū)域面積及周長的性質(zhì)，利用形狀判定參數(shù)對預(yù)分割得到的蛋白質(zhì)點(diǎn)邊緣進(jìn)行判定；利用