一种植物荧光图像序列数据处理方法、Web服务器和系统的制作方法_3

文档序号:9350014阅读:来源:国知局
为该区域的灰度值;
[0095] (3)根据⑵中提取灰度平均值的时间序列后,可以对灰度值时间序列进行平 滑,平滑算法采用了移动平均算法,用户可以输入平滑的参数;这里设灰度值时间序列为 F (t),平滑后的灰度值时间序列为Fs (t),
[0096] (4)在平滑后,需要用户选择进行拟合数据的范围,我们提供了两种拟 合函数,一种为单指数拟合FO (t) = a*exp (b*t),一种为双指数拟合FO⑴= a氺exp(b氺t)+c氺exp(d氺t);
[0097] (5)根据得到的拟合曲线F0(t),可以计算出植物电信号曲线为(F(t)-FO(t))/ F0(t)或(Fs(t)-F0(t))/F0(t);
[0098] 荧光图像的灰度值提取使用MapReduce框架进行分布式计算,将提取的植物电信 号数据以文本格式存储,返回到Web服务器;
[0099] 在自动提取多区域的植物电信号时,使用了 MapReduce对灰度值时间序列进行分 布式的拟合计算,将计算结果以文本格式存储,返回到Web服务器。
[0100] 具体的,在所述提取所述植物荧光图像序列数据中每一植物荧光图像的每一图像 区域的植物电信号之前,所述方法进一步包括:
[0101] 根据预设的单位矩形区域,对所述每一植物荧光图像进行平均分割,得到植物荧 光图像的多个图像区域,或
[0102] 根据预设的单位矩形区域,在每一植物荧光图像上进行区域截取,将截取的区域 作为植物荧光图像的图像区域,或
[0103] 在每一植物荧光图像上选择细胞区域的多个边界点,将所述多个边界点的直线连 接区域作为植物荧光图像的图像区域。
[0104] 本实施例中,用户通过浏览器选择数据集后,可以通过手动或自动的方式提取图 像序列的植物电信号。手动方式,提供了两种区域选择功能:一种是自动矩形框对图像的感 兴趣区域进行截取,然后计算该区域内灰度平均值,另一种方法是在图像上选择细胞区域 的四个边界点,用直线连接四个边界点,即可描绘出单个细胞轮廓,然后计算该轮廓区域内 的灰度平均值,这种方法不同于自动矩形框的特点在于此种方式可以完整的截取出细胞轮 廓,自动矩形框只能截取和图像边界平行的区域;自动方式,用户可以设定最小的单位矩形 区域,然后对图像进行平均分割,计算各个子区域内的灰度平均值。
[0105] 进一步地,所述步骤S2中获取每一植物荧光图像中任意两个图像区域的植物电 信号之间的传导和关联关系,具体为:获取每一植物荧光图像中任意两个图像区域的植物 电信号之间的传递熵;
[0106]具体的,获取每一植物荧光图像中任意两个图像区域的植物电信号之间的传递 熵,包括:
[0107] B1、获取每一植物荧光图像中所有图像区域的植物电信号的最大值Max和最小值 Min ;
[0108] B2、根据分级参数N,按照如下公式计算符号化参数unit :
[0109] unit = (Max-Min)/N,
[0110] 根据符号化参数unit,按照如下公式将每一图像区域的植物电信号的对应数值 F(t)转换为[0,N-1]之间的数字F(t)' :
[0111] F(t)' = (F(t)-Min)/unit,
[0112] 其中,t为时间参数;
[0113] B3、依次循环计算任意两个图像区域的植物电信号之间的传递熵。
[0114] 本实施例中,根据自动方式得到的植物电信号曲线,计算图像的各个子区域内植 物电信号的传导和关联关系,采用传递熵算法计算每个区域内植物电信号时间序列之间的 传递熵。植物电信号的传递熵计算步骤如下:
[0115] a.符号化:用户输入分级参数N(默认参数64),计算所有植物电信号时间序列的 最大值Max和最小值Min,然后计算unit = (Max-Min) /N,将每条植物电信号的对应数值 F(t),按照公式F(t)' = (F(t)-Min)/unit转换为[0,N-1]之间的数字;
[0116] b.依次循环计算任意两个植物电信号时间序列之间的传递熵,用户可以分别输入 两个植物电信号的时间序列的传递熵的计算阶数(默认为1)。遍历两个序列,计算各种状 态出现的概率;
[0117] c.根据传递熵计算公式计算两个植物电信号的时间序列的传递熵:
[0119] 其中,i为第i个区域的植物电信号时间序列,j为第j个区域的植物电信号时间 序列,k为第i个区域的植物电信号时间序列的延时阶数,1为第j个区域的植物电信号时 间序列的延时阶数,n为时间序列的第n个值,A为第i个区域,B为第j个区域,表示 第i个区域的植物电信号时间序列的k个值(in,in i,. . .,in k+1),表示第j个区域的植 物电信号时间序列的I个值(jn,jn i,?…,jn 1+1)。
[0120] 本实施例提供的植物荧光图像序列数据处理方法,进一步包括以下步骤:
[0121] 根据终端发送的共享请求,设置所述植物荧光图像序列数据的共享状态;以及
[0122] 根据终端上传的描述信息和附件,为处于共享状态的植物荧光图像序列数据添加 描述信息和附件。
[0123] 本发明实施两种,Web服务器允许用户通过浏览器创建文件夹并设置数据集是否 共享,用户需要为数据集填写描述信息,包括数据集信息,实验信息等描述信息,可以上传 与实验相关的附件资料,可以是文献,视频或图片等,附件资料存储到Web服务器;图像序 列数据以MapFiIe格式存入到HDFS中,同时数据目录信息也存储到数据库中。
[0124] 步骤S4中的所述植物电信号的可视化展示包括时空可视化展示和传导和关联关 系可视化展示;
[0125] 所述时空可视化展示,包括:将多条植物电信号同时显示在同一个坐标轴中、将多 条曲线按行排列显示、将多条植物电信号曲线和相应的植物荧光图像叠加显示以及将植物 电信号曲线转换为伪彩图序列显示中的一种或多种显示方式;
[0126] 传导和关联关系可视化展示,具体为:将采用Javacript函数库绘制出的各个图 像区域的植物电信号之间的传导和关联关系的拓扑图进行显示。
[0127] 本实施例中,植物电信号的时空可视化,具体是指采用Javascript实现多条曲线 的绘制,当鼠标箭头指向曲线时,可显示对应的曲线上点的数值,通过拖动页面滑块可以放 大和缩小曲线;
[0128] 多条植物电信号曲线的可视化采用4种方式进行展示:
[0129] 第一种将多条曲线同时显示在同一个坐标轴中;
[0130] 第二种将多条曲线按行排列显示;
[0131] 第三种将植物电信号曲线和荧光图像叠加显示,根据植物电信号的提取区域位 置,显示在此区域内提取的植物电信号曲线,实现了植物电信号的时空可视化。
[0132] 第四种,将植物电信号曲线转换为伪彩图序列,每个曲线的一个点转换为一种颜 色值,并将该颜色值设置为对应的图像区域的显示颜色,最后通过Javascript画出荧光图 像序列对应的伪彩图序列;
[0133] 植物电信号的传导和关联关系可视化,具体是指根据计算模块得到的传递熵值, 通过Javacript函数库画出各个区域植物电信号之间的传导和关联关系的拓扑图,传导和 关联关系的拓扑图,如图2所示,其中传导和关联关系的拓扑图绘制的主要的步骤如下:
[0134] a.用户可以输入显示阈值(默认为0),将每个区域以点代替,传递关系以带箭头 的直线表示。用传递熵较大的传导和关联关系来表示两个区域之间的传导和关联关系。
[0135] b.在显示时,为降低显示复杂度,提供了两种显示方式,一种是全连接方式,即每 个区域与任何其他区域之间的传导和关联关系都会显示;另一种是相邻连接方式,即仅显 示每个区域周围相邻的8个区域(左上方,正上方,右上方,正左方,正右方,左下方,正下 方,右下方)
[0136] c.通过滑动鼠标滑轮,可以放大或缩小拓扑图。
[0137] 进一步地,所述对所述每一图像区域的植物电信号进行特征值提取,包括:
[0138] CU确定每一图像区域的植物电信号中的波形位置,具体包括:
[0139
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