本文關(guān)鍵詞：EMD去噪算法研究及其在結(jié)腸癌基因表達(dá)數(shù)據(jù)集中的應(yīng)用

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【摘要】：目前對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)集的研究是生物信息領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一,由于生物機(jī)體外部某些疾病的發(fā)生可能與內(nèi)部基因的表達(dá)存在某種關(guān)聯(lián),因此可以通過(guò)分析與疾病有關(guān)的基因表達(dá)數(shù)據(jù)集,找尋可能引發(fā)疾病的關(guān)鍵基因,探究疾病的發(fā)病機(jī)理,從而為疾病的預(yù)防與控制開辟一條新的途徑。然而數(shù)據(jù)集的制備過(guò)程比較復(fù)雜,制備過(guò)程中很容易受到系統(tǒng)或人為干擾,干擾會(huì)成為影響基因數(shù)據(jù)正常表達(dá)的噪聲成分,其將不利于數(shù)據(jù)集做進(jìn)一步的分析與處理。若想提高數(shù)據(jù)后期分析的準(zhǔn)確性就要保證原始基因數(shù)據(jù)的真實(shí)性,因此對(duì)基因表達(dá)數(shù)據(jù)集進(jìn)行去噪具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文去噪研究的理論基礎(chǔ)是經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition, EMD),其最大的優(yōu)勢(shì)在于信號(hào)可以自適應(yīng)分解,因此本文將以EMD為基礎(chǔ)對(duì)去噪方法展開研究并將其應(yīng)用到基因表達(dá)數(shù)據(jù)集去噪分析中�；陂撝档腅MD去噪方法不僅原理簡(jiǎn)單,而且算法設(shè)計(jì)靈活,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有EMD閾值去噪方法進(jìn)行分析與總結(jié)可知,本征模態(tài)函數(shù)(Intrinsic Mode Function,IMF)分量分界點(diǎn)選擇和閾值中噪聲標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算是兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),其算法設(shè)計(jì)將影響到信號(hào)最終的去噪效果。傳統(tǒng)中值估計(jì)EMD去噪利用信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的特點(diǎn)判斷IMF分量的分界點(diǎn)較為方便合理,但是使用中值估計(jì)IMF分量噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的方法不具有針對(duì)性,計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性較難保證,最終影響信號(hào)去噪效果。相比之下,基于白噪聲EMD分解特性的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算可以較好的反映白噪聲在EMD分解下隨IMF分量的分布特性,是計(jì)算IMF噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的一種新方法,因此本文將以中值估計(jì)EMD去噪為基礎(chǔ)聯(lián)合新的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算從而優(yōu)化中值估計(jì)EMD去噪。優(yōu)化后的方案一方面保留了傳統(tǒng)EMD去噪中IMF分界點(diǎn)選擇的優(yōu)勢(shì),另一方面提升了IMF分量噪聲標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算的準(zhǔn)確性,從而改善信號(hào)去噪的效果。上述優(yōu)化后的EMD去噪方法對(duì)白噪聲的降噪具有較好的效果,但是該方法對(duì)其他種類噪聲的降噪效果還有待進(jìn)一步提升,針對(duì)上述不足,本文使用分?jǐn)?shù)階高斯噪聲(fractional Gaussian noise,fGn)模型下的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算方法并對(duì)其做了相應(yīng)的改進(jìn)從而應(yīng)用到EMD去噪中,作為中值估計(jì)EMD去噪的另一種優(yōu)化方案。fGn模型下IMF分量噪聲標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算方法可以反映各個(gè)IMF分量間噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系,改進(jìn)后的計(jì)算方式可進(jìn)一步增強(qiáng)本文去噪的針對(duì)性,同時(shí)由于fGn是離散高斯白噪聲的一種廣義化模型,因此在該模型下去噪不僅可以減少常見的白噪聲而且可以降低有色噪聲的干擾,進(jìn)而增強(qiáng)去噪效果。本文的優(yōu)化去噪方案都將通過(guò)仿真信號(hào)及結(jié)腸癌基因表達(dá)數(shù)據(jù)集去噪實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,結(jié)果顯示,本文方案在信號(hào)降噪的同時(shí)能夠保留更多的有用信息,去噪效果整體優(yōu)于中值估計(jì)EMD去噪,與此同時(shí)也為結(jié)腸癌基因表達(dá)數(shù)據(jù)集的去噪提供了一種可參考的方案。
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R735.35;TN911.4;Q811.4

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳佳妮;基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析中IGA-FCM聚類算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1181571