染色体图像分析技术研究

摘要

染色体核型分析,染色体遗传分析技术的经典方法,是遗传学科学研究和辅助临床诊断的重要手段之一,是分析染色体易位,缺失,诊断各种遗传病变的关键指标.染色体分析的目的就是要确定细胞或个体的染色体组成,尤其是要将其与正常结构间的偏差和生理的或临床疾病关联起来.模式识别技术的发展,以及图像处理技术在医学中的广泛应用,使得自动化染色体分析成为可能.利用计算机进行染色体自动分析会大大提高工作效率,也减轻了医护人员的负担,并且它不依赖于工作人员的状况,工作人员也不需要专家级的技术和经验,同时也为染色体分析远程医疗提供了可能.该文对染色体图像进行了预处理,特征提取与选择和初步分类分析,通过大量的实验证明我们所采用的算法是有效的.在染色体图像的预处理过程中,首先进行阀值的计算,我们根据Qtsu提出的类判别法来寻找阀值,用该阀值处理后的图像,有较好的分离特征.对染色体图像进行处理以后,利用标号法实现了染色体图像的自动分割,得到单条染色体图像.在染色体的自动分割提取的过程中,可以对杂质实行去除,而保留我们需要用来进行识别的染色体.面积,周长,着丝粒指数是识别染色体的重要特征.着丝粒指数的求解依赖于着丝粒定位和染色体长度.我们采用染色体求周长后的骨架来确定染色体着丝粒位置,然后再来进行染色体着丝粒指数的计算.实验证明这种方法是有效的.我们提取并选择染色体的面积,周长,着丝粒指数作为以后分类的依据.通过大量实验和最后的初步分类表明:在染色体分散良好,无交叉的染色体的情况下,这些方法是非常有效的.

目录

文摘

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昆明理工大学学位论文原创性声明

第一章绪论

1.1染色体分析的意义

1.2染色体分析技术现状

1.3现有染色体自动分析系统

1.4论文的主要工作

第二章染色体图像预处理

2.1染色体生物特征

2.2二值图像数学形态学

2.3分割和二值化

2.4空穴填充

2.5骨架提取

2.6细化

2.7粘连或交叉染色体的分割

2.8本章小结

第三章染色体的特征提取

3.1特征的重要性

3.2图像特征提取的一般方法

3.3染色体图像二值化及自动分割

3.4染色体面积和周长的计算

3.5染色体着丝点的确定

3.6染色体着丝粒比的计算

3.7染色体着丝粒指数及相对长度的计算

3.8染色体带型特征的提取

3.9本章小结

第四章染色体的配对

4.1特征的选择

4.2染色体特征的归一化处理

4.3染色体配对依据

4.4设计分类器

4.5染色体的配对

4.6本章小结

第五章总结

5.1实验总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录1：染色体特征提取软件介绍

附录2：系统相关函数说明

附录3：染色体着丝点位置的确定算法

附录4：确定染色体着丝粒比的算法