基于支持向量机和贝叶斯方法的蛋白质四级结构分类研究

用支持向量机和贝叶斯两种方法对蛋白质四级结构进行分类研究。结果表明,基于支持向量机的分类结果最好,其l0CV检验的总分类精度、正样本正确预测率、Matthes相关系数和假阳性率分别为74．2％、84．6％、0．474、38．9％;基于贝叶斯的分类结果没有支持向量机的分类结果好,但其l0CV检验的假阳性率最低(15．9％)．这些结果说明同源寡聚蛋白质一级序列包含四级结构信息,同时特征向量的确表示了埋藏在缔合亚基作用部位接触表面的基本信息。     

基于氨基酸组成分布的蛋白质同源寡聚体分类研究

基于一种新的特征提取方法——氨基酸组成分布,使用支持向量机作为成员分类器,采用“一对一”的多类分类策略,从蛋白质一级序列对四类同源寡聚体进行分类研究。结果表明,在10-CV检验下,基于氨基酸组成分布,其总分类精度和精度指数分别达到了86.22%和67.12%,比基于氨基酸组成成分的传统特征提取方法分别提高了5.74和10.03个百分点,比二肽组成成分特征提取方法分别提高了3.12和5.63个百分点,说明氨基酸组成分布对于蛋白质同源寡聚体分类是一种非常有效的特征提取方法;将氨基酸组成分布和蛋白质序列长度特征组合,其总分类精度和精度指数分别达到了86.35%和67.23%,说明蛋白质序列长度特征含有一定的空间结构信息。     

基于多分类支持向量机的基因表达系列分析

基因表达系列分析(Serial analysis of gene expression,SAGE)是一种基因表达数据,反映了细胞内的动态变化。模式识别和可视化方法是分析SAGE数据的基本工具,但是由于缺乏描述数据的统计特性,传统的聚类分析技术不适用于SAGE数据的分析。本文提出了一种基于多分类和支持向量机的SAGE数据的分析法。经过对模拟数据和人类癌症SAGE数据的分析,基于径向基核函数的多分类支持向量机算法"一对一"(one-against-one,OAO)算法提供了比PoissonC和PoissonS更好的分类结果。     

结合支持向量机和贝叶斯方法进行蛋白质二级结构预测

组建一个分两个阶段的分类器来进行蛋白质二级结构预测。第一阶段由支持向量机分类器组成,在第二阶段中使用第一阶段已预测的结果来进行贝叶斯判别。预测性能的改进表明了结合支持向量机和贝叶斯方法预测性能优越于单独使用支持向量机的预测性能。同时也证明残基在形成二级结构时是相互影响的。     

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。     

基于多策略滑动伸缩窗特征提取方法预测蛋白质同源寡聚体

寡聚蛋白质广泛地参与多种生命活动,对其预测研究有重要的意义。文章从蛋白质序列出发,提出多策略滑动伸缩窗特征提取方法,采用“ 一对一”的多类分类策略,对蛋白质同源寡聚体进行预测研究。结果表明,在Jackknife检验下,基于支持向量机的多策略滑动伸缩窗特征和氨基酸组成成分构成的特征集在加权情况下,其总分类精度最高达到了75.37%,比单纯的氨基酸组成成分法提高10.05%,比参考文献最好特征BG_Zhang提高了3.82%。 说明多策略滑动伸缩窗特征提取方法对于蛋白质同源寡聚体分类,是一种非常有效的特征提取方法。     

支持向量机及组合预测在蛋白质四级结构分类中的应用

目的:基于支持向量机建立一个自动化识别新肽链四级结构的方法,提高现有方法的识别精度.方法:改进4种已有的蛋白质一级序列特征值提取方法,采用线性和非线性组合预测方法建立一个有效的组合预测模型.结果:以同源二聚体及非同源二聚体为例.对4种特征值提取方法进行改进后其分类精度均提升了2～3%;进一步实施线性与非线性组合预测后,其分类精度再次提高了2～3%,使独立测试集的分类精度达到了90%以上.结论:4种特征值提取方法均较好地反应出蛋白质一级序列包含四级结构信息,组合预测方法能有效地集多种特征值提取方法优势于一体.     

基于支持向量机方法的蛋白质氨基酸残基可溶性预测

按照蛋白质序列中残基的相对可溶性,将其分为两类(表面/内部)和三类(表面/中间/内部)进行预测.选择不同窗宽和参数对数据进行训练和预测,以确保得到最好的分类效果,并同其他已有方法进行比较.对同一数据集不同分类阈值的预测结果显示,支持向量机方法对蛋白质可溶性的整体预测效果优于神经网络和信息论的方法.其中,对两类数据的最优分类结果达到79.0%,对三类数据的最优分类结果达到67.5%,表明支持向量机是蛋白质残基可溶性预测的一种有效方法.     

基于支持向量机融合网络的蛋白质折叠子识别研究

在不依赖于序列相似性的条件下,蛋白质折叠子识别是一种分析蛋白质结构的重要方法.提出了一种三层支持向量机融合网络,从蛋白质的氨基酸序列出发,对27类折叠子进行识别.融合网络使用支持向量机作为成员分类器,采用“多对多”的多类分类策略,将折叠子的6种特征分为主要特征和次要特征,构建了多个差异的融合方案,然后对这些融合方案进行动态选择得到最终决策.当分类之前难以确定哪些参与组合的特征种类能够使分类结果最好时,提供了一种可靠的解决方案来自动选择特征信息互补最大的组合,保证了最佳分类结果.最后,识别系统对独立测试样本的总分类精度达到61.04%.结果和对比表明,此方法是一种有效的折叠子识别方法.     

基于支持向量机识别亚高尔基体蛋白质的定位

研究表明,许多神经退行性疾病都与蛋白质在高尔基体中的定位有关,因此,正确识别亚高尔基体蛋白质对相关疾病药物的研制有一定帮助,本文建立了两类亚高尔基体蛋白质数据集,提取了氨基酸组分信息、联合三联体信息、平均化学位移、基因本体注释信息等特征信息,利用支持向量机算法进行预测,基于5-折交叉检验下总体预测成功率为87.43%。     

Real-Time Classification of EMG Myo Armband Data Using Support Vector Machine

ObjectivesThis study investigates the performance of the Support Vector Machine (SVM) to classify non-real-time and real-time EMG signals. The study also compares training performance using personalized and generalized data from all subjects. Thus, an idea about the data sets to be used in the training of the real-time classification model has been put forward. In addition, real-time classification results were obtained for ten days, and it was observed how training oneself would affect the classification results.Material and methods:EMG data were acquired for 7 hand gestures from 8 healthy subjects to create the data set: fist, fingers spread, wave-in, wave-out, pronation, supination, and rest. Subjects repeated each gesture 30 times. The Myo armband with 8 dry surface electrodes was used for data acquisition.Results14 features of the EMG signals have been extracted and non-real-time classification has been made for each feature; the highest accuracy of 96.38% was obtained using root mean square (RMS) and integrated EMG features. Three (3) kernel functions of SVM were tested in non-real-time classification and the highest accuracy was obtained with Cubic SVM using 3rd order polynomial. For this reason, Cubic SVM was used for real-time classification using the features that gave the best results in non-real-time classification. A subject repeated the gestures and real-time classification was performed. The highest accuracy of 99.05% was obtained with the mean absolute value (MAV) feature. The real-time classification was undertaken on eight subjects using the MAV feature's best performance with an average accuracy of 95.83% using the personalized data set and 91.79% using the generalized data set.ConclusionThe greatest accuracy is obtained by training the classifier with the subject's own data. Thus, it can be said that EMG signals are personal, just like fingerprints and retina. In addition, as a result, the tests repeated for 10 days showed the repeatability of the activation of the relevant muscle set and the training takes place and how this can be applied to those who will use prosthetic hands to obtain certain gestures.     

基于支持向量机分类的RNA共同二级结构预测

比较序列分析作为RNA二级结构预测的最可靠途径, 已经发展出许多算法。将基于此方法的结构预测视为一个二值分类问题: 根据序列比对给出的可用信息, 判断比对中任意两列能否构成碱基对。分类器采用支持向量机方法, 特征向量包括共变信息、热力学信息和碱基互补比例。考虑到共变信息对序列相似性的要求, 通过引入一个序列相似度影响因子, 来调整不同序列相似度情况下共变信息和热力学信息对预测过程的影响, 提高了预测精度。通过49组Rfam-seed比对的验证, 显示了该方法的有效性, 算法的预测精度优于多数同类算法, 并且可以预测简单的假节。     

支持向量机方法预测蛋白质结构中的二硫键

在蛋白质结构预测的研究中,一个重要的问题就是正确预测二硫键的连接,二硫键的准确预测可以减少蛋白质构像的搜索空间,有利于蛋白质3D结构的预测,本文将预测二硫键的连接问题转化成对连接模式的分类问题,并成功地将支持向量机方法引入到预测工作中。通过对半胱氨酸局域序列连接模式的分类预测,可以由蛋白质的一级结构序列预测该蛋白质的二硫键的连接。结果表明蛋白质的二硫键的连接与半胱氨酸局域序列连接模式有重要联系,应用支持向量机方法对蛋白质结构的二硫键预测取得了良好的结果。     

基于模糊支持向量机的膜蛋白折叠类型预测

现有的基于支持向量机（support vector machine,SVM）来预测膜蛋白折叠类型的方法．利用的蛋白质序列特征并不充分．并且在处理多类蛋白质分类问题时存在不可分区域,针对这两类问题．提取蛋白质序列的氨基酸和二肽组成特征,并计算加权的多阶氨基酸残基指数相关系数特征,将3类特征融和作为分类器的输入特征矢量．并采用模糊SVM（fuzzy SVM,FSVM）算法解决对传统SVM不可分数据的分类．在无冗余的数据集上测试结果显示．改进的特征提取方法在相同分类算法下预测性能优于已有的特征提取方法：FSVM在相同特征提取方法下性能优于传统的SVM．二者相结合的分类策略在独立性数据集测试下的预测精度达到96．6％．优于现有的多种预测方法．能够作为预测膜蛋白和其它蛋白质折叠类型的有效工具．     

使用多特征联合变量的支持向量机方法预测外膜蛋白

外膜蛋白(Outer Membrane Proteins, OMPs)是一类具有重要生物功能的蛋白质, 通过生物信息学方法来预测OMPs能够为预测OMPs的二级和三级结构以及在基因组发现新的OMPs提供帮助。文中提出计算蛋白质序列的氨基酸含量特征、二肽含量特征和加权多阶氨基酸残基指数相关系数特征, 将三类特征组合, 采用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)算法来识别OMPs。计算了包括四种残基指数的多种组合特征的识别结果, 并且讨论了相关系数的阶次和权值对预测性能的影响。在数据集上的十倍交叉验证测试和独立性测试结果显示, 组合特征识别方法对OMPs和非OMPs的识别精度最高分别达到96.96%和97.33%, 优于现有的多种方法。在五种细菌基因组内识别OMPs的结果显示, 组合特征方法具有很高的特异性, 并且对PDB数据库中已知结构的OMPs识别准确度超过99%。表明该方法能够作为基因组内筛选OMPs的有效工具。     

使用多特征联合变量的支持向量机方法预测外膜蛋白

外膜蛋白(Outer Membrane Proteins, OMPs)是一类具有重要生物功能的蛋白质, 通过生物信息学方法来预测OMPs能够为预测OMPs的二级和三级结构以及在基因组发现新的OMPs提供帮助。文中提出计算蛋白质序列的氨基酸含量特征、二肽含量特征和加权多阶氨基酸残基指数相关系数特征, 将三类特征组合, 采用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)算法来识别OMPs。计算了包括四种残基指数的多种组合特征的识别结果, 并且讨论了相关系数的阶次和权值对预测性能的影响。在数据集上的十倍交叉验证测试和独立性测试结果显示, 组合特征识别方法对OMPs和非OMPs的识别精度最高分别达到96.96%和97.33%, 优于现有的多种方法。在五种细菌基因组内识别OMPs的结果显示, 组合特征方法具有很高的特异性, 并且对PDB数据库中已知结构的OMPs识别准确度超过99%。表明该方法能够作为基因组内筛选OMPs的有效工具。     

支持向量机在害虫发生量预测中的应用

害虫发生量与其影响因子之间具有复杂的非线性和时滞性关系,传统方法不能很好的分析和拟合高度非线性的害虫发生量变化规律,导致预测精度不理想。为了有效构建害虫发生量与其影响因子之间复杂的非线性关系模型,提高害虫发生量预测精度,提出一种基于支持向量机的害虫发生量预测方法。该方法首先通过F测验对害虫发生量的最佳时滞阶数进行确定,并利用最佳时滞阶数对样本进行重构;然后利用前向浮动因子筛选法对害虫发生量的影响因子进行筛选,筛选出对预测结果贡献大的影响因子;最后采用10折交叉验证得到害虫发生量的最优预测模型。采用粘虫的幼虫发生密度数据在Mat-lab7.0平台下对该方法进行测试与分析,实验结果表明,相对于其它预测方法,支持向量机提高了害虫发生量的预测精度,克服了传统方法的缺陷,更适合于非线性、小样本的害虫发生量预测。     

用支持向量机识别 β-发夹模体

基于蛋白质序列,提出了一种新的超二级结构模体β-发夹的预测方法。利用离散增量构成的向量来表示序列信息,并将6个离散增量输入支持向量机,在六维向量空间中寻找最优超平面,将β-发夹和非β-发夹进行分类。计算结果表明,利用所设计的算法预测β-发夹,有较高的预测能力。对于训练集,5-交叉检验的预测总精度为81.24％,相关系数为0．57,β-发夹敏感性为83．06％;对于独立的检验集,预测总精度为78．34％,相关系数0．56,β-发夹敏感性为77．24％。将此预测模型应用于CASP6的63个蛋白质进行检验,得到较好结果。     

Intravascular Optical Coherence Tomography Image Segmentation Based on Support Vector Machine Algorithm

Intravascular optical coherence tomography (IVOCT) is becoming more and more popular in clinical diagnosis of coronary atherosclerotic. However, reading IVOCT images is of large amount of work. This article describes a method based on image feature extraction and support vector machine (SVM) to achieve semi-automatic segmentation of IVOCT images. The image features utilized in this work including light attenuation coefficients and image textures based on gray level co-occurrence matrix. Different sets of hyper-parameters and image features were tested. This method achieved an accuracy of 83% on the test images. Single class accuracy of 89% for fibrous, 79.3% for calcification and 86.5% lipid tissue. The results show that this method can be a considerable way for semi-automatic segmentation of atherosclerotic plaque components in clinical IVOCT images.     

Support Vector Machines for Predicting Apoptosis Proteins Types

Apoptosis proteins have a central role in the development and homeostasis of an organism. These proteins are very important for understanding the mechanism of programmed cell death, and their function is related to their types. According to the classification scheme by Zhou and Doctor (2003), the apoptosis proteins are categorized into the following four types: (1) cytoplasmic protein; (2) plasma membrane-bound protein; (3) mitochondrial inner and outer proteins; (4) other proteins. A powerful learning machine, the Support Vector Machine, is applied for predicting the type of a given apoptosis protein by incorporating the sqrt-amino acid composition effect. High success rates were obtained by the re-substitute test (98/98 = 100 %) and the jackknife test (89/98 = 90.8%).