基于多小波的胃癌病理细胞图像边缘检测与分析

对胃癌细胞图像的多尺度小波变换边缘检测进行了研究,为医生运用现代信息理论的方法进行相关疾病诊断提供了一种新的思路和途径。提出了多尺度小波边缘检测的新方法,归纳了改善小波边缘检测效果的一些策略。实验结果表明,对于具有复杂纹理的医学病理细胞图像,采用传统的边缘检测方法会产生伪边缘和方向性误差,它影响了图像边缘检测的可信度;而运用小波变换的时频尺度特性和对奇异变化的优良检测性能,可得到无噪声污染的图像实际边缘。     

基于复合叶片特征的计算机植物识别方法

该文探讨如何根据植物的叶片特征,利用图像处理和机器学习的方法对植物进行分类。鉴于现有的叶片分类系统多采用单一的特征,如几何和纹理等,仅能在小规模数据库上得到较好的结果。然而,随着样本种类的增多,单一特征在不同种类叶片之间的相似性非常明显,致使分类正确率降低。该研究使用多种复合特征,并提出了原创的预处理方法以及宽度、叶缘频率特征,较传统的几何特征更为详尽。研究结果显示,复合特征可以有效避免算法过拟合问题,使之适用于更大的数据库。通过提取21类植物的叶片宽度、颜色、叶缘和纹理共292维特征,对1 915张数字图像进行了分类,正确率达到93%,并分析了各类特征对分类结果的影响。研究结果表明,在不影响分类正确率前提下,可将特征减少到约100维。     

光学透明技术在植物多尺度成像中的应用

光学透明技术是一种通过各种化学试剂,将原本不透明的生物样本实现透明化,并在光学显微镜下深度成像的技术。结合多种光学显微成像新技术,光学透明技术可对整个组织进行成像和三维重建,深度剖析生物体内部空间特征与形成机制。近年来,多种植物光学透明技术和多尺度成像技术被陆续研发,并取得了丰硕的研究成果。该文综述了生物体光学透明技术的基本原理和一些新技术,重点介绍基于光学透明技术开发的新型成像方法及其在植物成像与细胞生物学中的应用,为后续植物整体、组织或器官的透明、成像与三维重构及功能研究提供理论依据和技术支持。     

测量的区域土地覆盖格局研基于多尺度遥感究

 利用1km、4km和8km 3种空间分辨率的NOAA/AVHRR数字影像,对中国NECT样带西部地区进行了土地覆盖分类及其景观特征的比较研究。重点比较了几种空间分辨率遥感数据分类结果边界的一致性和空间差异,以及影像所记录的景观格局的差异。为进一步在不同尺度上研究景观变化过程以及尺度转换研究奠定了基础。研究表明：3种空间分辨率的遥感影像所反映的区域土地覆盖的宏观空间格局是一致的,但类型的边界、每一类型斑块的形状和数量均产生较大的差异;经过对反映景观空间结构的4种指标（分维数、破碎度、多样性、优势度）的比较显示出随着遥感影像空间分辨率的变化,影像所反映的景观结构发生了较大的变化。其中,各覆盖类型的分维数表现出最大差异,表征着空间分辨率的变化对斑块复杂程度的影响最大。     

测量的区域土地覆盖格局研基于多尺度遥感究

利用1km、4km和8km 3种空间分辨率的NOAA/AVHRR数字影像,对中国NECT样带西部地区进行了土地覆盖分类及其景观特征的比较研究。重点比较了几种空间分辨率遥感数据分类结果边界的一致性和空间差异,以及影像所记录的景观格局的差异。为进一步在不同尺度上研究景观变化过程以及尺度转换研究奠定了基础。研究表明：3种空间分辨率的遥感影像所反映的区域土地覆盖的宏观空间格局是一致的,但类型的边界、每一类型斑块的形状和数量均产生较大的差异;经过对反映景观空间结构的4种指标（分维数、破碎度、多样性、优势度）的比较显示出随着遥感影像空间分辨率的变化,影像所反映的景观结构发生了较大的变化。其中,各覆盖类型的分维数表现出最大差异,表征着空间分辨率的变化对斑块复杂程度的影响最大。     

基于加权Ripley's K-function的多尺度景观格局分析——以江苏盐城滨海湿地为例

以1987,1992,1997,2002,2007年的遥感影像为例,首次尝试使用加权Ripley's K-function的多尺度格局分析方法,计算了20年来景观异质性在江苏盐城滨海湿地的时间变化和空间分布趋势。通过对研究区的样带划分以及景观类型的点状化处理,建立滨海湿地样带图层和1987—2007年间各类型景观的点格局数据库,从而分析滨海湿地不同类型景观的空间聚集特征变化。基于加权Ripley's K-function的计算表明,在各级空间尺度和时间变化上,各类型湿地的斑块都呈现出空间聚集分布状态,且1987年以来,不同湿地类型的聚集空间特征尺度和空间分布强度均出现了大幅的增减变化,除互花米草滩之外的自然湿地的聚集空间特征尺度和强度都有明显下降甚至少到无法被检测到,而人工湿地却呈现聚集特征尺度和强度的双增长,且该聚集程度有逐渐增强的趋势。分析表明,既考虑样点的空间位置信息又考虑样点分布范围的加权Ripley's K-function方法能很好地表征湿地景观在多尺度上的变异,且与传统空间景观指数等分析方法的结论在一定程度上保持一致。     

多尺度上的多物种多格局——以莫索湾沙漠四种灌木及其生境为例

植物的生长固然与自身特性有关,也与其生境中环境要素及其它物种相互作用相互影响,牵涉到生物格局、环境格局和景观格局的相互作用,已有研究表明,这种作用具有多尺度特性.量化这3种格局的某些重要特征,将有利于理解这种尺度行为对格局的影响,甚至量化格局在多尺度上的一些特性.在古尔班通古特沙漠南缘莫索湾沙地选取相隔15km的两个200m×200m样地,以心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、琵琶柴(Perosimonia soongorica)和沙拐枣(Calligonum mongolicum)及其生境地形和土壤理化性质为研究对象,联合小波分析(WAA)、点格局分析(PPA)和典范对应分析(CCA)研究莫索湾沙漠4种灌木种内的聚集性(成丛性)及其周期性、种间相互作用、边缘效应及其与生境地形和土壤理化性质的关系,发现表观上沙生植物分布非连续,但是可形成25～80m尺度范围的成丛性分布,且周期性出现,心叶驼绒藜周期为115～125m、梭梭周期为130～140m,研究表明,周期为110m的地形基频是植物成丛性周期形成的主因.琵琶柴和沙拐枣虽成丛分布,但未发现其周期,其周期可能在更大的幅度上存在;其次,东西方向的边缘量化检测结果表明:东西方向也存在功能边缘和结构边缘,不像南北边缘的位置是受到太阳辐射和遮阴作用影响,东西边缘的位置却是受到了垄状沙丘大小和地形的影响;再次,种间关系研究发现:4种灌木相互都是负相关,且在大多数尺度上是显著负相关.结果表明:荒漠植物通过成丛或聚集分布可以形成适合本物种生存的局部微生境.     

植物叶片延迟发光的光谱特性

采用生物超微弱发光探测技术,对绿宝石喜林芋成熟叶片在特定波长下的延迟发光特性进行了测量和分析,得到在400 nm~640 nm波长范围内其延迟发光衰减参数"1/P"随波长变化的光谱特性。实验结果表明:叶片在各个特定波长下"1/P光谱"特性不同;植物叶片延迟发光主要集中在大于500 nm的长波波段,在这个波段内延迟发光强度最大;衰减参数1/P随波长的增加而上升,当波长大于500 nm时,衰减参数1/P相对稳定,在这个波段条件下衰减参数1/P最大。     

使用图像特征构建快速有效的蛋白质折叠识别方法

蛋白质结构自动分类是探索蛋白质结构- 功能关系的一种重要研究手段。首先将蛋白质折叠子三维空间结构映射成为二维距离矩阵,并将距离矩阵视作灰度图像。然后基于灰度直方图和灰度共生矩阵提出了一种计算简单的折叠子结构特征提取方法,得到了低维且能够反映折叠结构特点的特征,并进一步阐明了直方图中零灰度孤峰形成原因,深入分析了共生矩阵特征中灰度分布、不同角度和像素距离对应的结构意义。最后应用于27类折叠子分类,对独立集测试的精度达到了71.95 %,对所有数据进行10 交叉验证的精度为78.94 %。与多个基于序列和结构的折叠识别方法的对比结果表明,此方法不仅具有低维和简洁的特征,而且无需复杂的分类系统,能够有效和高效地实现多类折叠子识别。     

两种过滤特征基因选择算法的有效性研究

对基因表达谱进行特征基因选择不仅能改善疾病分类方法的效能,而且为寻找与疾病相关的特征基因提供新的途径．通过比较用调整p值的t检验、非参数评分两种特征基因选择算法后和未进行选择时支持向量机(SVM)分类器的分类性能、支持向量(SV)的吻合度、错分样本ID的吻合度和对样本均匀翻倍后的稳定性．结果发现：特征选择后线性、核函数为二阶多项式和径向基的SVM分类性能明显提高;特征选择前后的SV及错分样本ID的吻合度均较高;SVM的稳定性较好．由此得出结论：这两种特征选择算法具有一定的有效性．     

Design of Orthopedic Plates and Its Modification Based on Feature

To quickly construct the orthopedic plates and to conveniently edit it, a novel method for designing the plates is put forward based on feature idea and parameterization. Firstly, attached to the existing or repaired bone model, the region of interest (ROI) is selected as the abutted surface of orthopedic plate, and the ROI is reconstructed to form a CAD surface. Secondly, the CAD surface is to be defined as a surface feature (SF) and then some semantic parameters are configured for it. Lastly, the plate body is constructed through thickening, and some higher parameters are defined for it so as to produce a volumetric feature (VF). In the above process, there exist two main problems: one is parameterization of the abutted surface, and the other is construction of the outer surface. Besides, the mapping relationship has to be built between surface feature parameters and volumetric feature parameters. This method supports the modification of high-level parameters, consequently promoting the quality and efficiency of orthopedic plate design.     

Anatomical Feature Segmentation of Femur Point Cloud Based on Medical Semantics

Feature segmentation is an essential phase for geometric modeling and shape processing in anatomical study ofhuman skeleton and clinical digital treatment of orthopedics. Due to various degrees of freedom of bone surface,the existing segmentation algorithms can hardly meet specific medical need. To address this, a novel segmentationmethodology for anatomical features of femur model based on medical semantics is put forward. First, anatomicalreference objects (ARO) are created to represent typical characteristics of femur anatomy by 3D point fitting incombination with medical priori knowledge. Then, local point clouds between adjacent anatomies are selectedaccording to the AROs to extract boundary feature point (BFP)s. Finally, the complete model of femur is dividedinto anatomical regions by executing the enhanced watershed algorithm guided with BFPs. Experimental resultsshow that the proposed method has the advantages of automatic segmentation of femoral head, neck and othercomplex areas, and the segmentation results have better medical semantics. In addition, the slight modification ofsegmentation results can be achieved by adjusting a few threshold parameter values, which improves the convenience of modification for ordinary users.     

基于特征筛选方法预测不同离子通道活性的芋螺毒素

芋螺毒素是一种具有丰富序列多样性且富含二硫键的多肽．因其能够特异性地结合离子通道,阻断神经冲动的传递,芋螺毒索又具有极大的潜在药用价值．面对庞大的芋螺毒素种类,需借助理论的手段和方法来进行研究,从而降低实验成本,为实验做出理论指导．本文基于二项式分布结合支持向量机算法对芋螺毒素离子通道活性类型进行了预测,jackknife交叉验证的总体精度和平均精度分别达到87．5％和86．8％．结果表明,本文所建模型能够用于芋螺毒素的离子通道活性预测,为基于芋螺毒素新药物的进一步开发提供帮助和理论依据．     

基于Matlab语言的杂交水稻品种的颜色特征

本研究组建了基于机器视觉的杂交水稻种子检测硬件软件系统,并利用Matlab语言平台提取了杂交水稻种子图像的R、G、B、H、S、V六个颜色特征参数,研究了六个参数与水稻的品种相关性,实验证明通过颜色识别杂交水稻品种具有可行性,此结果为杂交水稻种子的基于机器视觉的识别方法提供了参考价值．     

基于LNMF的癌症基因表达谱数据的特征提取

海量数据的存在是现代信息社会的一大特点,如何在成千上万的基因中有效地选出样本的分类特征对癌症的诊治具有重要意义。采用局部非负矩阵分解方法对癌症基因表达谱数据进行特征提取。首先对基因表达谱数据进行筛选,然后构造局部非负矩阵并对其进行分解得到维数低、能充分表征样本的特征向量,最后用支持向量机对特征向量进行分类。结果表明该方法的可行性和有效性。     

病毒诱导的基因沉默技术及其在植物中的研究进展

病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)是近年来发现的一种转录后基因沉默现象,是植物抵抗病毒侵染的一种自然机制。现已被开发为快速鉴定植物基因功能的一种反向遗传学新技术。与传统的植物转基因技术相比,VIGS无需构建转基因植株,而且具有操作简便、获得表型快速等优点,目前已广泛应用于与植物抗病、逆境胁迫、细胞信号转导以及生长发育等相关基因功能的研究。该文就VIGS技术的作用机理、主要操作规程、在植物基因功能研究方面的应用以及存在的问题进行综述。