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基于区域SIFT特征的凝胶图像间蛋白点匹配算法

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半导体光电 2015年第1期36卷 136-140页

作者：熊邦书黄继昆欧巧凤黄周伟南昌航空大学图像处理与模式识别江西省重点实验室南昌330063

针对传统匹配算法对旋转和扭曲图像匹配效果不佳的问题,提出一种基于蛋白点区域SIFT(Sale Invariant Feature Transform)特征的凝胶图像间蛋白点匹配算法。首先,提取蛋白点区域SIFT特征;然后,根据SIFT特征实现蛋白点粗匹配,并采用RANSAC... 详细信息

针对传统匹配算法对旋转和扭曲图像匹配效果不佳的问题,提出一种基于蛋白点区域SIFT(Sale Invariant Feature Transform)特征的凝胶图像间蛋白点匹配算法。首先,提取蛋白点区域SIFT特征;然后,根据SIFT特征实现蛋白点粗匹配,并采用RANSAC(Random Sample Consensu)方法剔除误匹配特征点;最后,通过计算粗匹配点集之间的TPS(Thin Plate Spline)变换关系,采用几何相关法完成蛋白点间的精匹配。通过对国际凝胶图和Bio-Rad公司测试图等不同图源的凝胶图像进行蛋白点匹配实验,结果表明,该算法具有较高的匹配精度,其匹配误差小于2.2%,对旋转和扭曲图像同样具有良好的鲁棒性。

关键词：凝胶图像蛋白点匹配 SIFT特征 TPS变换

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基于区域SIFT特征的蛋白点匹配方法研究

基于区域SIFT特征的蛋白点匹配方法研究

作者：黄继昆南昌航空大学

学位级别：硕士

凝胶图像间蛋白点的比对分析与研究，是蛋白质组学的重要研究内容，而蛋白点匹配是蛋白点比对分析与研究的关键技术。针对传统凝胶图像间蛋白点匹配算法，对旋转和扭曲图像匹配效果差、算法通用性低等问题，本文在国家自然科学基金和江... 详细信息

凝胶图像间蛋白点的比对分析与研究，是蛋白质组学的重要研究内容，而蛋白点匹配是蛋白点比对分析与研究的关键技术。针对传统凝胶图像间蛋白点匹配算法，对旋转和扭曲图像匹配效果差、算法通用性低等问题，本文在国家自然科学基金和江西省自然科学基金项目的资助下，对凝胶图像间蛋白点匹配算法展开深入研究，主要研究内容和成果如下：1.概括了凝胶图像间蛋白点匹配算法中常用的理论知识。首先分析了图像匹配中常用的特征，结合凝胶图像和蛋白点在图像中分布的特点，选取图特征和SIFT特征作为主要匹配特征;其次介绍了常用的相似性度量准则，并根据本文用到的匹配特征选择最佳相似性度量标准;然后介绍了常见的空间变换模型，以及本文用到的空间变换模型及其实现方法;最后分析了本文搜索空间和搜索策略的选取和优化。2.提出了一种基于图特征的蛋白点匹配算法。首先根据蛋白点坐标信息构建GG(Gabriel Graph)和RNG(Relative Neighborhood Graph);其次采用统计法分析了图的度以及顶点间的距离，得到鲁棒性较好的方差特征;然后根据方差特征，对凝胶图像间的蛋白点进行全局匹配，找出根节点;最后以最大生成树为比较框架并以高斯相似性度量为匹配相似性度量标准，完成局部匹配。通过来自不同凝胶图库的凝胶图像匹配实验，结果表明该匹配算法对图源质量较高的图像具有较好的匹配效果，但对质量不高图源，匹配效果不佳，需进一步深入研究。3.提出了一种基于蛋白点区域SIFT(Sale Invariant Feature Transform)特征的蛋白点匹配算法。首先在蛋白点区域提取SIFT特征;然后利用区域SIFT特征实现蛋白点粗匹配，并采用RANSAC(Random Sample Consensu)方法剔除误匹配特征点;最后通过计算粗匹配点集之间的TPS(Thin Plate Spline)变换关系，采用几何相关法完成蛋白点间的精匹配。通过对国际凝胶图、Bio-Rad公司测试图以及实验室自拍图像等不同图源的凝胶图像进行蛋白点匹配实验，结果表明，该算法具有较高的匹配精度，其匹配误差小于2.2%，特别是对旋转和扭曲图像具有良好的鲁棒性。

关键词：二维凝胶图像蛋白点匹配 SIFT特征图特征 TPS变换

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二维凝胶电泳图像蛋白点匹配方法研究

二维凝胶电泳图像蛋白点匹配方法研究

作者：陈乐平南昌航空大学

学位级别：硕士

二维凝胶图像间差异蛋白点提取是蛋白质组学研究的重要手段，而二维凝胶图像间同源蛋白点匹配是差异蛋白点提取的关键技术。针对凝胶图像间蛋白点人工比对工作量大和易出错等问题，如何在凝胶图像中的对大量蛋白点进行快速准确的自动匹... 详细信息

二维凝胶图像间差异蛋白点提取是蛋白质组学研究的重要手段，而二维凝胶图像间同源蛋白点匹配是差异蛋白点提取的关键技术。针对凝胶图像间蛋白点人工比对工作量大和易出错等问题，如何在凝胶图像中的对大量蛋白点进行快速准确的自动匹配是凝胶图像蛋白点比较分析的重点和难点。本文结合国家自然科学基金项目和江西省自然科学基金项目，对二维凝胶电泳图像蛋白点匹配方法进行了深入研究，主要研究工作和成果如下：（1）对凝胶图像蛋白点匹配的相关理论基础知识进行了系统研究，详细阐述了图像匹配过程中的一些基本匹配因素，即图像匹配特征、相似性度量准则、匹配搜索空间和搜索策略等相关知识。（2）研究了一种基于手动标记特征点的蛋白点匹配算法。首先采用手动标记图像特征点的方法，对检测到的凝胶图像蛋白点进行特征点提取;然后采用最小二乘法进行多项式拟合，建立两凝胶图像间的非线性几何变换模型;最后根据几何映射关系，将两图像中的蛋白点建立统一的空间坐标系，并采用最小距离度量算法进行两凝胶图像间的蛋白点匹配。利用手动标记特征蛋白点确定两凝胶图像间的非线性几何变换关系，减少了图像形变对蛋白点匹配的误差影响。实验结果表明该算法简单有效，具有一定的鲁棒性和较高的匹配精度。（3）研究了一种基于分层策略的凝胶图像间蛋白点自动匹配算法。首先基于灰度的分层策略将凝胶图像中的蛋白点划分到不同灰度等级中;然后基于局部图像的灰度互相关性和图像重叠约束条件，对各灰度层级中的蛋白点进行蛋白点粗匹配;最后以粗匹配蛋白点点对作为标记特征点，利用蛋白点间的几何相关性对未匹配蛋白点进行几何相似性度量，实现两张凝胶图像间蛋白点精确匹配。该算法利用灰度相关性，结合重叠约束条件进行蛋白点分层粗匹配，提高了匹配效率;在粗匹配基础上，以粗匹配蛋白点为标记特征点，利用蛋白点的几何相关性对剩余未匹配蛋白点进行精确匹配，提高了匹配精度。实验结果表明该算法具有良好的匹配效果，其匹配误差小于4%，同时保持较好的稳定性。

关键词：二维凝胶图像蛋白点匹配标记特征点分层策略

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基于特征点的凝胶图像蛋白点匹配算法

南昌航空大学学报（自然科学版） 2011年第1期25卷 58-62页

作者：夏晓斌熊邦书孙成立贺锋南昌航空大学江西南昌330063

针对二维凝胶图像蛋白点的特征,提出一种基于特征点的蛋白点匹配算法.通过特征点的匹配实现两凝胶图像间蛋白点的精确匹配.实验结果表明,该算法具有较高的精度,对凝胶图像的蛋白点匹配具有较高的鲁棒性。

关键词：凝胶图像特征点蛋白点匹配

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凝胶图像的蛋白点特征分析及多特征协同匹配

凝胶图像的蛋白点特征分析及多特征协同匹配

作者：张郝东南昌航空大学

学位级别：硕士

差异蛋白点提取是二维凝胶图像分析的关键技术,是目前蛋白质组学的重要研究方法之一,能够为疾病诊断、药物研制和环境污染分析提供依据,而蛋白点匹配是差异蛋白点提取的核心步骤之一。由于凝胶图像在产生过程中受干扰,造成图像背景复杂... 详细信息

差异蛋白点提取是二维凝胶图像分析的关键技术,是目前蛋白质组学的重要研究方法之一,能够为疾病诊断、药物研制和环境污染分析提供依据,而蛋白点匹配是差异蛋白点提取的核心步骤之一。由于凝胶图像在产生过程中受干扰,造成图像背景复杂和不均,影响了现有蛋白点自动匹配算法的匹配精度、稳定性和可靠性。针对上述问题,本文对凝胶图像间蛋白点匹配的特征分析和多特征协同匹配方法进行了深入研究,主要研究工作和成果如下:(1)对蛋白点匹配有关背景和知识进行了详细的分析和系统的研究,并据此将研究工作分为三个部分,即匹配特征与相似性度量、图像空间变换和匹配策略。(2)提出了一种基于相似度图的凝胶图像间蛋白点特征分析方法。首先对凝胶图像进行BM3D降噪和CLAHE增强等预处理,降低图像背景不均匀和噪声等干扰因素的影响;其次给出了相似度图的定义和生成方法;然后利用相似度图对坐标相似度、形状上下文相似度和形态参数相似度等五种常用相似性度量方法的特点和优劣进行分析;最后根据特征分析结果提出了一种多特征综合利用的乘积法。大量真实凝胶图像匹配实验的结果表明,相似度图能够直观、有效地用于分析蛋白点匹配性能。(3)研究了一种基于改进SIFT特征的图像配准方法。首先对凝胶图像间相对形变进行分类并分析产生原因;然后介绍了基于SIFT特征的图像配准算法,并分析了它的不足;最后在现有方法的基础上,采用双阈值和二次匹配策略对现有配准方法不能适应弹性形变的问题进行了改进。大量配准实验的结果表明,该方法能够很大程度的矫正凝胶图像间的相对形变。(4)提出了一种仿人工多特征协同的蛋白点匹配方法。首先分析了人工进行蛋白点匹配时的决策步骤、考虑内容和判断条件;其次根据分析结果,利用蛋白点显著度进行匹配过程划分;最后根据具体的匹配过程,采用不同的蛋白点特征和匹配策略实现蛋白点的精确匹配。大量匹配实验的结果表明,该方法能够适应复杂的凝胶图像干扰,具有较高的精度以及较强的稳定性和可靠性。

关键词：二维凝胶电泳图像蛋白点匹配相似度图图像配准人类行为

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基于相似度图的凝胶图像间蛋白点特征分析

中国医学影像学杂志 2015年第10期23卷 775-779,784页

作者：熊邦书张郝东欧巧凤叶毅嘉南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063

针对现有凝胶图像间蛋白点匹配方法在选择特征时,没有直观和统一标准的问题,本文提出了基于相似度图的蛋白点特征分析方法。首先给出相似度图的定义和生成方法;其次利用相似度图法分析坐标相似度、形状上下文相似度和形态参数相似度等5... 详细信息

针对现有凝胶图像间蛋白点匹配方法在选择特征时,没有直观和统一标准的问题,本文提出了基于相似度图的蛋白点特征分析方法。首先给出相似度图的定义和生成方法;其次利用相似度图法分析坐标相似度、形状上下文相似度和形态参数相似度等5种常用特征的特点及优劣;最后根据特征分析结果提出一种多特征综合利用的乘积法,相比均值法具有更好的匹配效果。为验证相似度图和多特征综合乘积法的有效性,开展了多种图源的凝胶图像蛋白点匹配实验,结果表明,相似度图能够直观、有效地反映蛋白点特征的匹配性能,对多特征的选择和综合利用具有很好的指导意义。

关键词：凝胶电泳图像蛋白点匹配