بهبود و تقطیع تصاویر میکروآرایه
چکیده
ظهور اخیر تکنیک میکرو آرایه dna قابلیت نشان دادن همزمان بیان هزاران ژن را ایجاد کرده است. آرایه های dna شامل شمار زیادی از ملکول های dna نقطه گذاری شده در یک ترتیب منظم روی یک زمینه جامد (غشا های نا یلونی , اسلاید های شیشه ای یا تراشه های سیلیکونی) می باشد. این ساختار پس از عبور از مراحل آماده¬سازی مختلف که شامل فرآیندهای شیمیائی و فیزیکی است، در آخرین مرحله توسط سیستمی متشکل از دو پرتو لیزر با طول موج مختلف پیمایش میشود و در نتیجه این پیمایش دو تصویر در دو طیف مختلف حاصل میشود. اطلاعات مورد نیاز در درون این تصاویر نهفته است و هدف، از پردازش تصاویر میکروآرایه استخراج این اطلاعات از تصویر است. این اطلاعات در شدت لکه های تشکیل¬دهنده تصاویر میکروآرایه نهفته است. در این پروژه هدف ما بهبود و تقطیع تصاویر میکروآرایه جهت استخراج نقاط لکه ها است. در ابتدا ما به بهبود تصاویر، جهت حذف نویزهای موجود در آنها بررسی میشود. تصاویر میکروآرایه به سبب شرایط پیچیده شکل گیریشان با انواعی از نویزها میتوانند همراه باشند که از آن جمله نویز گوسی، فلفل نمکی، ضربه و بصورتی محدودتر نویز اسپکل را میتوان نام برد. مرحله حذف نویز بطور در روشهای موجود در پردازش تصاویر میکروآرایه بسیار کم مورد توجه قرار گرفته است که دلیل آن را میتوان در عمومی نبودن الگوریتمهای موجود دانست که هر یک برای بانک دادگان مخصوصی طراحی شده اند. در این پروژه در مرحله بهبود تصاویر میکروآرایه از حذف نویز با استفاده از آستانه گذاری بر روی ضرائب ویولت بر اساس حد آستانه فراگیر پرداخته¬ایم و سپس سعی کرده¬ایم تا با ارائه یک تابع آستانه گذار جدید کیفیت روشهای پیشین را ارتقاء ببخشیم و در نهایت روش پیشنهادی خود را با روشهای مرسوم مقایسه کرده¬ایم. پس از مرحله بهبود تصاویر میکروآرایه نوبت به تقطیع لکه ها از میان تصویر میرسد. برای این مرحله در ابتدا با استفاده از روشی خودکار به شبکه گذاری تصویر در دو مرحله پرداخته¬ایم تا بلوکهای تشکیل¬دهنده اسلاید میکروآرایه و سپس لکه های درون هر بلوک درون خانه¬های شبکه قرار بگیرند. با این کار ما به خانه¬هایی دست پیدا میکنیم که درون هر یک باید یک لکه وجود داشته باشد. سپس با استفاده از اعمال ویولت biorthogonal و بازسازی تصویر اولیه با استفاده از ضرائب تقریب ، میزان سیگنال به نویز را در هر خانه از شبکه افزایش داده و با استفاده از آستانه گذاری نقاط نامزد انتخاب به عنوان نقاط لکه مربوط به خانه مورد نظر را استخراج میکنیم و تصویری دودویی از نقاط نامزد و دیگر نقاط میسازیم و در ادامه با استفاده از برچسب¬زنی اشیاء درون این تصویر دودویی را شناسایی کرده وبا استفاده از قوانین اعتبار سنجی نقاط متعلق به لکه را از دیگر نقاط جدا میکنیم. روشی که ما مورد استفاده قرار گرفته است از لحاظ سرعت و دقت از کارایی بسیار خوبی برخوردار است. در انتها ما روش خود را با روشهای مطرحی چون genepix و scanalyze مقایسه کردیم که دقت تشخیص در روش پیاده سازی شده بر روشهای فوق برتری محسوسی نشان میدهد و این برتری با افزایش میزان نویز تصاویر ورودی بصورت تصاعدی افزایش پیدا میکند.