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PCR凝胶成像分析系统的研究和实现

作　者: 李冲冲
导　师: 柴欣
学　校: 河北工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: PCR凝胶成像图像处理高帽低帽低通滤波高斯平滑积分光密度
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

PCR是多聚酶链反应技术,它是一种体外DNA扩展技术。是生物分子学的重要研究技术。对于PCR凝胶成像分析系统来说,只有先对PCR凝胶图像进行正确的分析和提取,才能正确的对PCR产物进行定性、定量分析。该系统主要包括PCR凝胶图像的图像去噪、图像增强、泳道和条带的划分、图像分割、条带的光密度值的计算和图像定性和定量分析。图像通过低通滤波来达到图像的去噪处理,通过高帽低帽算法来实现图像增强处理,在图像的泳道和条带的划分中对图像的纵向投影曲线进行高斯平滑,通过平滑曲线得到泳道和条带划分的阈值,完成对PCR凝胶图像的泳道和条带的划分,采用全局阈值的自适应阈值算法来实现图像分割操作的,最后通过图像的灰度值来计算图像的光密度值,进而计算图像的积分光密度值。完成对图像的积分光密度值的求解后,通过Beer-Lambert光吸收定律就可以完成对PCR凝胶图像的定量分析,再通过待测样品条带和已知样品条带的对比,即可完成对条带的定性分析。最终的实验结果表明,采用改进的方法降低了条带和泳道划分的时间,提高了划分的精度,并且最终的定量分析更加精确。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-14
  1-1 图像处理的发展与现状  8-10
    1-1-1 图像处理的发展现状  8-9
    1-1-2 图像处理研究的内容  9-10
  1-2 PCR 凝胶成像简介  10-12
    1-2-1 多聚酶链反应（PCR）技术  10
    1-2-2 琼脂糖凝胶电泳成像技术  10-12
    1-2-3 PCR 凝胶成像技术的目的和意义  12
  1-3 PCR 凝胶成像分析的研究现状  12-13
  1-4 本论文的工作及章节安排  13-14
    1-4-1 论文的工作安排  13
    1-4-2 论文的章节安排  13-14
第二章系统分析  14-20
  2-1 传统PCR 凝胶成像分析系统存在的主要问题  14
  2-2 系统可行性研究和评价  14
  2-3 系统任务和功能概述  14-15
    2-3-1 任务概述  14-15
    2-3-2 功能概述  15
  2-4 系统开发技术  15-19
    2-4-1 技术介绍  15-17
    2-4-2 技术使用  17-19
  2-5 本章小结  19-20
第三章算法设计  20-42
  3-1 图像去噪算法设计  20-23
    3-1-1 图像去噪  20-22
    3-1-2 实验结果  22-23
  3-2 图像增强算法设计  23-29
    3-2-1 图像增强分析  23-26
    3-2-2 图像增强算法设计  26-28
    3-2-3 实验结果与分析  28-29
  3-3 PCR 凝胶成像泳道和条带划分算法分析与设计  29-37
    3-3-1 PCR 凝胶成像图像分析  30-31
    3-3-2 PCR 凝胶图像泳道和条带划分算法设计  31-36
    3-3-3 实验结果和分析  36-37
  3-4 PCR 凝胶图像的信息分析和提取  37-40
    3-4-1 光密度值和积分光密度值介绍  37-38
    3-4-2 PCR 凝胶图像信息分析和提取的目标  38
    3-4-3 PCR 凝胶成像信息提取的流程  38-39
    3-4-4 图像分割  39
    3-4-5 积分光密度  39-40
  3-5 实验结果对比  40-41
  3-6 本章小结  41-42
第四章功能设计及其实现  42-46
  4-1 图像去噪模块  42-43
  4-2 图像增强模块  43-44
  4-3 图像泳道划分模块  44
  4-4 图像条带划分和含量分析模块  44-45
  4-5 定性定量分析结果  45
  4-6 本章小结  45-46
第五章总结与展望  46-47
  5-1 论文总结  46
  5-2 论文展望  46-47
参考文献  47-49
致谢  49

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