小波分析和分形理論處理化學(xué)生物信息的新研究.pdf

1、該文通過詳細研究小波分析和分形理論的理論特征,結(jié)合分析化學(xué)數(shù)據(jù)信號的基本特征,致力于研究化學(xué)計量學(xué)中新的分析信號處理方法,并把建立的新技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)和生物信息的處理上.建立了一系列的信息的提取和處理新技術(shù),包括復(fù)合信號的分辨、最優(yōu)濾波和核酸序列的解析幾個方面,其主要內(nèi)容如下:1.首創(chuàng)"分形分辨重疊峰算法",有效簡便地分離重疊的儀器信號.將分形理論用于儀器分析信號的解析,提出一種面向分析譜圖中重疊信號處理的分形分辨算法.2.建立了"離散小

2、波閾值去噪法",應(yīng)用于電化學(xué)發(fā)光檢測(ECL)的毛細管電泳(CE)信號的處理.用三聯(lián)吡啶釕[Ru(bpy)<,2><'+3>](TBR)電化學(xué)發(fā)光作為一種高靈敏、高選擇性的檢測方法,由于受周圍環(huán)境和儀器本身的影響,以及TBR與OH<'->的反應(yīng),使采集到的信號波動較大,因此要得到預(yù)期的高靈敏度和準確性就必須對信號做濾波的處理.3.首次開發(fā)了第二代小波的全新濾波方法--"提升格式小波濾噪法".傳統(tǒng)小波的構(gòu)造是通過對函數(shù)的平移和伸縮并結(jié)合F

3、ourier變換技術(shù)來實現(xiàn)的,提升格式與傳統(tǒng)方法的主要區(qū)別就是它完全不依賴于Fourier變換,在空域完成了對雙正交小波濾波器的構(gòu)造.與傳統(tǒng)的小波變換相比,提升小波結(jié)構(gòu)簡單,運算量低;原位運算,節(jié)省緩存空間;逆變換通過結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)得到,具有諸多實現(xiàn)上的優(yōu)點.4.創(chuàng)建了墨西哥帽小波研究核酸序列分形特征的提取方法.根據(jù)尺度不變性的分形概念可以用來研究復(fù)雜的基因結(jié)構(gòu).我們結(jié)合小波分析和分形理論,采用分數(shù)布朗運動(FBM)建立數(shù)學(xué)模型,研究脫氧核糖

4、核酸(DNA)序列的自相似性.5.提出了一種提取外顯子和內(nèi)含子序列的特征向量的新方法--小波分形維數(shù)法,并設(shè)計了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器識別外顯子和內(nèi)含子的程序.基因中包含了外顯子和內(nèi)含子序列,利用外顯子和內(nèi)含子區(qū)域具有不同的分形尺度特性,將小波理論和分形幾何理論相結(jié)合,計算各自的分形維數(shù).把表征分形結(jié)構(gòu)尺度特性的量化參數(shù)作為特征向量,構(gòu)成兩個識別類,考察外顯子與內(nèi)含子序列的分布.運用L-M優(yōu)化算法,構(gòu)造誤差反向傳播(BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類器,