基于非線性形變模型的雙向凝膠圖像校正.pdf

1、在生物化學(xué)和生命科學(xué)等領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代科學(xué)水平的進步，蛋白質(zhì)組學(xué)已經(jīng)成為前沿的研究領(lǐng)域。在蛋白質(zhì)的鑒定及生理病理學(xué)中的蛋白質(zhì)功能測定中，首先利用雙向凝膠電泳技術(shù)對復(fù)雜的蛋白質(zhì)組織進行分離，掃描存檔，完成雙向凝膠電泳圖像的采集。凝膠圖像中含有大量蛋白點，需要利用計算機軟件進行分析。分析同一樣本在不同時期凝膠圖像中對應(yīng)蛋白點對的變化，從而提取出感興趣蛋白點對進行研究。在獲取凝膠圖像的過程中，由于蛋白點的移動變形、外部環(huán)境的變化、儀器的多樣性和

2、儀器產(chǎn)生的噪聲等問題可能造成同一樣本的凝膠之間出現(xiàn)圖像失真。為了更好地進行蛋白質(zhì)組的分析，必須在凝膠圖像的預(yù)處理階段消除失真，完成圖像的校正，以便更好地實現(xiàn)凝膠圖像的匹配。
　　凝膠圖像的校正，就是消除幾何失真對圖像產(chǎn)生的影響。本論文以凝膠圖像的幾何失真校正為研究重點，基于多種形變方法，完成凝膠圖像的校正。主要研究內(nèi)容如下:
　?。?）本論文研究了基于薄板樣條函數(shù)（ThinPlateSpline,TPS）的形變,通過手動標記

3、控制點，找到一個通過部分控制點的彎曲能量最小的光滑曲面。實驗結(jié)果表明，對于凝膠圖像的非線性幾何失真，校正效果比較明顯，但手動選點會存在一定的誤差，而標記點的位置偏移，會導(dǎo)致圖像的校正偏差；
　?。?）基于B樣條函數(shù)的形變，同樣是非線性形變方法的一種，用自由形變模型的網(wǎng)格點作為圖像的控制點，根據(jù)控制點局部控制性和計算效率考慮，構(gòu)建三次均勻B樣條形變模型。通過改變網(wǎng)格間距的大小，網(wǎng)格控制點周圍的點隨之改變，其校正效果也有明顯的變化，必

4、須根據(jù)失真程度選擇合適的網(wǎng)格大小。仿真結(jié)果表明，較TPS形變校正來講，校正效果有所改善。但在失真程度比較嚴重、網(wǎng)格間距較大時，部分控制點形變效果欠佳；
　?。?）由于凝膠圖像失真的中心拉伸特點，“笑臉”形變模型可以對圖像進行整體的形變，消除這種微笑失真。本論文將“笑臉”形變模型和B樣條形變模型有效的融合在一起，提出一種新的校正算法，充分利用“笑臉”全局形變和B樣條函數(shù)局部形變的特點。仿真實驗結(jié)果表明，這種方法和其他形變校正方法相比