Automatyczne metody analizy orientacji mikrotubul
Książka "Automatyczne metody analizy orientacji mikrotubul" została napisana w 2007 r dostępna jest w Wydawnictwe Uniwersytetu Slaskiego
Książka adresowana jest przede wszystkim do biologów, utwierdzając ich w przekonaniu, że wiele pracochłonnych pomiarów może za nich wykonać profilowany program komputerowej analizy obrazu. Algorytmy analizy i przetwarzania obrazów, wykorzystywane w tej grupie badań, owocują nie tylko ilościowymi wynikami, lecz także pełną automatyzacją pomiarów, co znacznie przyspiesza proces badań. Cele monografii to m.in.: opracowanie metody automatycznego wyznaczania kąta nachylenia mikrotubul, opracowanie metody przestrzennej rekonstrukcji mikrotubul oraz opracowanie metody wyznaczania przestrzennego rozłożenia protofilamentów w poprzecznym obrazie mikrotubuli.
Spis treści
Spis ważniejszych oznaczeń 4
Wprowadzenie 5
CZĘŚĆ I Opis algorytmu i jego własności 7
1. Akwizycja i wstępne przetwarzanie obrazów mikrotubul 8
1.1. Wprowadzenie 8
1.2. Obrazy mikroskopowe mikrotubul 9
1.3. Obrazy mikrotubul i ich geometryczne przybliżenie 10
1.4. Dotychczasowe algorytmy analizy obiektów wydłużonych 13
2. Pomiar kąta nachylenia mikrotubul 15
2.1. Wprowadzenie 15
2.2. Zastosowanie operacji szkieletyzacji dla mikrotubul 17
2.3. Wstępne przetwarzanie obrazu 19
2.4. Algorytmy główny pomiaru stopnia nachylenia mikrotubul 20
2.5. Przybliżenie mikrotubuli prostą 31
2.6. Optymalizacja algorytmu 36
3. Własności opracowanego algorytmu i jego modyfikacji 40
3.1. Wprowadzenie 40
3.2. Metodyka pomiaru własności algorytmów 43
3.2.1. Generator losowy obiektów wydłużonych 44
3.2.2. Analiza histogramów 45
3.3. Parametry opracowanych algorytmów 46
3.3.1. Wpływ zmian rozmiaru maski h 46
3.3.2. Wpływ zmian progu pr 49
3.3.3. Wpływ liczby obiektów na scenie 51
3.3.4. Wpływ kąta nachylenia obiektów na scenie 51
3.3.5. Wpływ doboru kroku działania algorytmu 53
3.4. Podsumowanie 54
CZĘŚĆ II Wykorzystanie i uogólnienie algorytmu 55
4. Analiza zmienności kąta nachylenia mikrotubul 56
4.1. Wprowadzenie 56
4.2. Globalna analiza kąta nachylenia komórek 56
4.3. Obszarowa analiza kąta nachylenia mikrotubul 59
4.4. Typy histogramów mikrotubul 65
4.5. Podsumowanie 70
5. Rekonstrukcja mikrotubul na podstawie sekwencji ich obrazów 74
5.1. Wprowadzenie 74
5.2. Nakładanie sekwencji obrazów 75
5.3. Podsumowanie 80
6. Pole kierunku w analizie obiektów cylindrycznych 81
6.1. Wprowadzenie 81
6.2. Analiza konturów obiektów cylindrycznych 82
6.3. Analiza obiektów cylindrycznych 87
6.3.1. Wyznaczenie obszaru analizy 88
6.3.2. Rekonstrukcja konturu obiektu cylindrycznego 92
6.4. Przykładowe zastosowanie 97
Dodatek 99
7. Analiza okresowości protofilamentów w poprzecznym obrazie mikrotubuli 100
7.1. Wprowadzenie 100
7.2. Liczba protofilamentów w poprzecznym obrazie mikrotubuli 100
7.3. Okresowości protofilamentów w poprzecznym obrazie mikrotubuli 106
7.3.1. Szybka transformata Fouriera 106
7.3.2. Optymalizacja simpleksowa 107
7.3.3. Filtracja filtrem Butterworth’a 110
7.3.4. Inne możliwe podejścia 114
7.4. Podsumowanie 116
8. Literatura 117