[发明专利]基于图像处理的多序列比对可视化的方法

权利要求书

1.基于图像处理的多序列比对可视化的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.将多序列比对算法产生的多条氨基酸序列作为输入；

S2.分别为不同类型的氨基酸定义不同的颜色，然后对氨基酸序列进行颜色转换；

S3.结合图像转换，将氨基酸序列中的每一个氨基酸分别对应图像中的一个像素，像素的颜色对应氨基酸的颜色，图像转换将多条一维的氨基酸序列转换成二维彩色图像；

S4.对转换的图像利用基于边缘检测的图像分割算法进行分割，将分割后的图像展现给用户。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的多序列比对可视化的方法，其特征在于：所述步骤S2利用改进的Clustal Omega的配色标准对不同类型的氨基酸定义不同的颜色：

氨基酸AVFPMILW用红色表示；

氨基酸DE用蓝色表示；

氨基酸RK用品红色表示；

氨基酸STYHCNGQ用绿色表示；

剩余的氨基酸和其他字符使用黑色表示。

3.根据权利要求2所述的基于图像处理的多序列比对可视化的方法，其特征在于：所述步骤S3的具体流程如下：

设氨基酸序列的条数为M，M条氨基酸序列中最长的氨基酸序列的长度为N，对其余的氨基酸序列的尾部进行补空使其长度也为N，从而新建一个M*N的二维彩色图像。

4.根据权利要求3所述的基于图像处理的多序列比对可视化的方法，其特征在于：所述二维彩色图像中，氨基酸AVFPMILW采用RGB(255，0，0)表示，对应位置的像素为红色；氨基酸DE用RGB(20，90，255)表示，对应位置的像素为蓝色；氨基酸RK用RGB(180，90，180)表示，对应位置的像素为品红色；氨基酸STYHCNGQ用RGB(0，255，0)表示，对应位置的像素为绿色；剩余的氨基酸和其他字符用RGB(0，0，0)表示，对应位置的像素为黑色。

5.根据权利要求1所述的基于图像处理的多序列比对可视化的方法，其特征在于：所述步骤S4首先对转换的图像进行边缘检测，然后基于边缘检测的结果进行图像分割，其中进行边缘检测的具体方案如下：

(1)令输入图像为IM×N，输入图像的尺寸为M×N，定义区域距离为DG，高斯曼哈顿距离图为DM，累计区域距离为D，区域半径为R，初始化D＝0；R一般取3到5；

(2)取出输入图像中未处理过的点Iu，以Iu为中心点，获得边长为2R的矩阵区域Rect(Iu，R)，同时初始化一个空集合Sv；

(3)取出一个Rect(Iu，R)内的像素点Iv，得到以Iv为中心，边长为2R的矩形区域Rect(Iv，R)，将Iv加入到Sv中；

(4)计算当前高斯曼哈顿距离

D G = exp ( Σ k = 1 3 Σ i = 1 2 R Σ j = 1 2 R | I u R ( i , j , k ) - I v R ( i , j , k ) | σ 2 ) ]]>

其中，IuR表示Rect(Iu，R)的图像，IvR表示Rect(Iv，R)的图像，令D＝D+DG，表示将计算的高斯曼哈顿距离加入到累计区域距离；

(5)令Rect(Iu，R)内不包含Iu的所有像素的集合为Su，若则执行步骤(6)，否则执行步骤(3)；

(6)计算Iu的平均高斯曼哈顿距离以作为高斯曼哈顿距离图DM内相应位置上的差异值；

(7)IM×N内M×N个像素点未处理完转步骤(2)，否则转步骤(8)；

(8)获得高斯曼哈顿距离图DM，以此作为边缘检测结果进行输出。

6.根据权利要求5所述的基于图像处理的多序列比对可视化的方法，其特征在于：所述步骤S4利用基于边缘检测的图像分割算法进行分割后，利用分割的结果重构输入图像，然后再利用基于边缘检测的图像分割算法对重构的输入图像进行分割，分割-重构-分割的过程连续迭代多次，将最后一次分割的结果进行输出。