基于FPGA 超声信号数字动态滤波器的实现

目的:本文研究了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)超声成像系统中数字动态滤波器的实现方法和过程。方法:动态滤波器中FIR滤波器采用分布式算法(Distributed Arithmetic,DA)实现结构,并在应用中对DA算法进行了改进,包括数据并行处理结构的设计、对查找表(Look Up Table,LUT)输入字长N大小的控制和具有对称系数的FIR滤波器的采用。改进后的DA实现在FPGA资源占用和处理速度之间达到了平衡。同时,结合多级流水线结构,动态滤波器实现了数字超声信号并行处理。结果:采用常值滤波器(远场匹配参数)进行滤波后,超声回波图像远场分辨率达到了要求,但越靠近近场效果越差。相比之下,本文设计的基于FPGA超声信号动态数字滤波器达到了很好的滤波效果,使回声图像近场和远场都有最佳分辨率。结论:利用FPGA实现超声系统中动态滤波器是完全可行的,并且有助于提高系统的稳定性和可靠性,并大大减低系统成本。     

生物序列比对算法的研究现状

序列比对是生物信息学研究的一个重要工具,它在序列拼接、蛋白质结构预测、蛋白质结构功能分析、系统进化分析、数据库检索以及引物设计等问题的研究中被广泛使用。本文详细介绍了在生物信息学中常用的一些序列比对算法,比较了这些算法所需的计算复杂度,优缺点,讨论了各自的使用范围,并指出今后序列比对研究的发展方向。     

基于新杂合进化算法的蛋白质折叠计算

蛋白质能量最小化是蛋白质折叠的重要内容。用于蛋白质折叠的新的杂合进化算法结合了交叉和柯西变异。基于toy模型的蛋白质能量最小化算例表明,这个新的杂合进化算法是有效的。     

基于配准的插值

断层间图像插值是三维重建的一个关键步骤,因为图像上像素之间的间隔常常小于断层图像之间的距离,而在三维重建需要它们有一致的分辨率.由于是同模态断层图像层间插值,对于解决同模态弹性配准问题,Thirion的demons算法比较适合.所以配准采用Demons方法.Demons算法先判断出待配准图像上各个象素点的运动方法,通过对各个象素点的移动来实现非刚性配准.在这个算法中,每张图像都被视为同灰度值轮廓的集合.该算法可以应用于精度要求比较高的体数据插值重建过程.     

B细胞表位的计算机预测

B细胞表位预测对于多种免疫学研究是必不可少的重要工具.本文概括了计算机预测B细胞表位的现状,汇总了多种表位预测工具及其原理和应用,介绍了一些用于建立与评价预测工具的数据库和数据集,对各类预测工具和数据库的特点和网址进行整理列表.另外,还分析了B细胞表位预测领域存在的问题,并对其未来发展提出了建议.     

低维输入空间的支持向量机识别人类剪接位点

真核生物剪接位点的识别作为基因阵构成的向量来表示序列,用支持向量机在六维向量空间中寻找最优超平面,从而将真实的剪接位点和虚假的剪接位点进行分类.计算结果表明,利用这样的算法预测人类的剪接位点,有较好的预测效果.与其他的一些算法相比,表现出参数少,精度高等优点.     

基于粒子群优化算法的脑磁图源定位

脑磁图作为一种新型的脑探测技术,具有较高定位精度和毫秒级时间分辨率的特点。快速准确地利用脑磁图技术对三维空间中的脑神经活动源进行定位,对于脑功能研究和医学临床应用都具有重要的应用价值。可是,目前的脑磁图源定位广泛采用了多信号分类方法,它要求对三维大脑空间进行全局扫描,需要大量的计算,存在速度慢的缺点。针对这一问题,提出了一种基于粒子群优化算法的脑磁图源定位方法。先利用粒子群优化算法全局搜索能力强的特点寻找出目标函数的全局最优值,进行初步的脑磁图源定位;然后,再在小范围内进行小网格的搜索,进一步实现精确的定位。实验结果表明,基于粒子群优化算法的脑磁图源定位能够很好地解决上述问题,具有计算速度快、定位精度高的特点。     

同源建模关键步骤的研究动态

应用同源建模的蛋白质结构预测已经成为一种快速获得蛋白质结构的技术,这种技术也将成为完成结构基因组计划的有力工具.同源建模是指寻找与目标序列同源而且有实验测定结构的蛋白质作为模板,从而构建目标序列的结构模型的方法.限制这种方法的应用主要是同源建模的关键步骤,即目标与模板之间序列比对和环区建模的准确性.当模型的准确性达到令人信服的程度时,更为精确的计算机辅助药物设计和改造蛋白质,甚至设计全新功能的蛋白质将成为可能.综述了从算法和策略上提高同源建模关键步骤准确性的研究进展.     

一种基于支持向量机的自适应肿瘤分类检测算法

根据肿瘤分类检测模型的特点,提出了一种新的算法,该算法结合使用了基因选择和数据抽取的有效方法,并在此基础上使用支持向量机对基因表达数据进行分类或者检测。其中乳腺癌的分类交叉验证结果由88．46％提高到100．0％,急性白血病的也由71．05％提高至100．0％。实验结果说明了这一方法的有效性,为在大量的基因表达数据中提高检测癌症的准确性提出了一种比较通用的方法。     

昆虫种群的一类时空动态模型研究

昆虫种群的时空动态包括种群的数量变化和空间分布变化.根据密度制约性原理, F推导出描述昆虫种群时空动态的非线性偏微分方程模型.该模型由扩散、迁移、出生及死亡等成分组成.建立了模型的差分解法,也给出模型参数的拟合方法.模型的初始分布确定为二项分布,Poisson分布,以及负二项分布.给出产生3种空间分布的计算方法.给定初始分布类型及参数,由各算法组装的计算机模型可得到初始分布,田间各点各时刻的昆虫数量 ,以及该时刻的空间分布类型和聚集性.