凝膠圖像重疊蛋白質點的分割方法研究.pdf

1、蛋白質組學作為后基因組時代的一個重要研究內容，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，研究蛋白質組學表達模式的核心方法是雙向凝膠電泳技術。隨著生物科學和醫(yī)學的不斷發(fā)展，凝膠圖像的計算機分析已經成為一種不可或缺的技術手段。凝膠圖像計算機分析過程包括凝膠電泳圖像預處理、蛋白點檢測、蛋白質點匹配和統(tǒng)計分析等，其中蛋白質點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點統(tǒng)計分析的效果。有效的蛋白質點分割方

2、法可以提高檢測的準確度，并且能夠獲取蛋白質點的各種信息（大小，體積，形狀等），對于蛋白質點后續(xù)的定量、匹配以及統(tǒng)計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的分離方法進行研究。
　　已有的蛋白質點檢測方法主要包括基于分水嶺和基于形狀特征的方法，在基于蛋白質點預處理基礎上，本論文提出利用基于區(qū)域跟蹤的蛋白質點預分割以及基于最小周長多邊形近似方法（MPP）的重疊蛋白質點分割方法，對重疊蛋白質點進行了有效分割。
　　

3、本論文的主要研究工作如下：
　?。?）研究了凝膠電泳圖像預處理的方法，利用中值濾波、均值濾波、高斯濾波等空域濾波方法以及改進的非局部均值(Non Local means)算法對凝膠圖像進行預處理；改進的NL-means算法根據像素間的相似度來進行去噪，使得凝膠圖像在去噪的同時，細節(jié)和邊緣等方面得到了保護。
　?。?）研究了蛋白質點預分割的方法，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點進行預分割，得到蛋白質點

4、的初始輪廓?；谶吔绺櫟乃惴ㄊ菑膮^(qū)域一個邊緣點出發(fā)，通過搜索標記所有邊緣點，進而將所有邊界點連接得到邊緣的算法，能夠比較精確的得到目標邊緣，并且將得到的邊緣信息壓縮，同時具有一定的去噪效果，該算法得到閉合的蛋白質點邊緣，對于蛋白質點進一步的形狀、大小等統(tǒng)計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進行分割的方法。根據數字圖像中區(qū)域面積及周長的性質，利用形狀判定參數對預分割得到的蛋白質點邊緣進行判定；利用