基因芯片圖像分析系統(tǒng)研究.pdf

1、基因芯片是人類基因組計劃順利實施后發(fā)展起來的一項基于基因表達和基因功能研究的革命性技術(shù)，而芯片圖像分析是基因芯片技術(shù)的重要組成部分，其準確性和可靠性直接關(guān)系到基因芯片的應(yīng)用效果。 本文根據(jù)當前基因芯片圖像分析領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和實際項目需求，結(jié)合數(shù)字圖像處理知識，針對現(xiàn)有芯片圖像處理系統(tǒng)存在的不足，對基因芯片圖像分析算法進行了較為深入的研究和設(shè)計，并開發(fā)出了一套適合項目實際需要的基因芯片圖像分析系統(tǒng)。 濾波是芯片圖像分析

2、的第一步，本文采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和改進的梯度倒數(shù)加權(quán)算法分別對不同污染程度的芯片圖像進行了濾波處理，并在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波環(huán)節(jié)設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)元素，使腐蝕操作只針對那些不是背景點的像素點，膨脹操作只針對像素值為背景值的點，從而有效地解決了傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波容易造成信號點光密度變化過大的現(xiàn)象；在濾波的基礎(chǔ)上，針對所用芯片圖像點陣密度較低、信號點排列呈準直線的特性，采用水平投影和垂直投影相結(jié)合的方法完成了圖像的自動網(wǎng)格化，在信號點和探針之間建立了一

3、一對應(yīng)的關(guān)系；針對目前常用的芯片圖像信號點定位算法的不足，提出了基于輪廓提取的信號點邊緣檢測定位算法，實現(xiàn)了信號點內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域的精確分割；最后，以網(wǎng)格化步驟確定的矩形網(wǎng)格作為信號點的局部區(qū)域，采用鄰域背景強度法求出各個信號點的背景強度，同時利用種子區(qū)域生長算法提取出信號點邊緣內(nèi)所有像素點的亮度和，以各個信號點的背景強度為閾值篩選出真實的雜交信號，并運用平均值法完成了信號點熒光強度的準確計算。 本文提出的水平投影和垂直投