测序芯片中的高度分子点阵的图像处理.pdf

摘要 论文题目 测序芯片中的商密度分子点阵的图像处理 作者姓名 钱lE瑛 导师姓名 陆祖宏教授 学校名称 东南大学 随着人类基因组计划的完成，DNA铡序开始发挥其重要的作用。传统的测序方法有：板凝胶电 泳法和毛细管电泳法；新一代的测序方法有：杂交测序，合成测序和单分子测序。如何能够快速、 准确、高通鼍的实现DNA测序是将来研究的重点。基冈芯片与DNA测序的结合，使得以上这些要 求都将成为可能，而且可以大人降低成本。我们采_L}】滚环扩增方法制备测序模板，然后通过合成测 序的方法进行DNA序列的检测。 在对测序芯片的研究过程中，需要生物信息学的分析，生物芯片图像处理即是这个过稃中的一 个重要部分。特别是对于不同生物芯片上的人晕分子特征荧光点进行识别、分析和配准，将特征点 的灰度信患联合起来。就可以得到待测DNA的序列。 本文主要针对芯片I璺|像分析中的算法进行研究，对测序芯片的图像处理，对分子特征荧光点进 行识别、分析和配准。主要研究i．作分为二个方面： (1)对芯片图像上特征点的提取，这里研究了两人类方法：边缘提取和阈值分割，在不同的 芯片图像中采用不同的特征点提取的方法。边缘提取方法主要研究四种经典算子： 设定闽值的情况F，四种算法都不能有效的提取我f『J所处理的测序芯片中的特征点，对 丁-不同闽值F的提取效果，这里采用了方筹分析作为判断标准，最后采HJ Canny算子提 取图像特征点。对丁．边缘提取算法不适合的豳像，采_LIj直接闽值分割的方法，这里的阈 值采用迭代闽值的方法进行计算，并且发现将图像分割为若干子图像再进行直接闽值分 割更为合适： (2)对幽像的特征点提取以后，计算图像特征点的质心，也就是特征点的灰度中心，作为特 征点的唯一标识； (3)由于测序是个动态过程，冈此需要对一系列幽像进行配准，这里采Hi了互信息配准的方 法，此方法不需要考虑整个斟像中每个点的轮廓外删管信息，只需要考虑整个图像的灰 度信息，这对丁-我们所处理高密度点阵图像比较合适，这里将图像进行平移旋转，计算 待配准图像与I州定图像之间的互信息值，从中得到最佳的互信息值，也就是最匹配的变 化。 关键词：生物芯片，DNA测序，图像处理 Abstract in MoleculeLatticeofGenome Thesis Sequencing title：ImageProcessingHighDensity Chips Graduatestudent name：QiallZhengying name：Prof．Lu Supervisor Zuhong Schoolname：Southeast University an roleinthe ofhuman Genome has genome sequencingplayedimportant completion traditionalmethods include：Slab project(HGP)．The ofgenomesequencing gel newmethods Capillaryelectrophoresis(CE)．Andrelatively electrophoresis(SGE)and