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功能作图的混合效应模型开发
1
作者
王子健
叶梅霞
+1 位作者
张涵
邬荣领
《北京林业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期163-172,共10页
【目的】以大肠杆菌菌株丰度和功能作图模型为研究基础,通过在功能作图模型中引入群体的固定效应和个体间亲缘关系造成的随机效应,探究混合效应对功能作图模型性能的影响。【方法】本研究在功能定位框架基础上,使用大肠杆菌动态培养的...
【目的】以大肠杆菌菌株丰度和功能作图模型为研究基础,通过在功能作图模型中引入群体的固定效应和个体间亲缘关系造成的随机效应,探究混合效应对功能作图模型性能的影响。【方法】本研究在功能定位框架基础上,使用大肠杆菌动态培养的生长数据作为实际案例,将亚群和SNP基因型作为固定效应的来源,将固定效应因素融入定位模型,提出了Q矩阵模型的扩展;在保留使用方差–协方差模型对随机残差建模的前提下,使用Legendre模型对随机效应建模,开展了固定效应加一般性的随机效应的混合效应模型分析(模型1);利用限制性似然估计的方法推导其方差–协方差参数、随机效应和固定效应,开展了固定效应和亲缘关系造成随机效应的混合模型(模型2)分析;利用Zwald检验法推导各标记位点p值的计算方法。【结果】(1)2种模型中,95%的标记呈现出p值与期望值相吻合的特点,p值分布在QQ图中的上翘结果满意。(2)模型2相比模型1检测到了更多的SNP位点,表明模型2对亲缘关系造成的随机效应解释性更强。(3)计算机模拟结果显示:样本量较小、遗传力较低时,模型假阳性率为4.77%;当样本量为800,遗传力为1%时,模型对QTL的发现率可超过70%;或当样本量为400,遗传力超过1.5%时,QTL发现率也可超过70%。【结论】本研究提出的在功能作图模型中引入固定效应和亲缘关系造成的随机效应的混合模型的方法较好地完善了功能定位理论,对固定效应中的协变量因素具有较好的校正功能,可有效剖分随机效应与剩余残差;为后续完善功能定位,开发固定效应加亲缘关系(Q+K)模型的软件包奠定了良好基础。
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关键词
功能作图
关联分析
混合效应
限制性最大似然估计
数量性状位点
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职称材料
结合参数估计的天文图像极大似然恢复
被引量:
2
2
作者
耿则勋
魏小峰
沈忱
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第11期2943-2950,共8页
分析了Benvenuto等针对天文图像恢复提出的基于极大似然(ML)代价函数的有效逼近模型,由此提出了一种比传统ML收敛更快的图像恢复算法。该算法在未知点扩散函数(PSF)条件下,通过观测模糊图像,自适应估计湍流PSF,使PSF估计更符合成像环境...
分析了Benvenuto等针对天文图像恢复提出的基于极大似然(ML)代价函数的有效逼近模型,由此提出了一种比传统ML收敛更快的图像恢复算法。该算法在未知点扩散函数(PSF)条件下,通过观测模糊图像,自适应估计湍流PSF,使PSF估计更符合成像环境;然后,将该算法与混合高斯泊松噪声的ML算法相结合,形成增强ML迭代算法。在迭代过程中动态更新PSF,交替执行恢复图像、去除噪声等策略。结果显示:对于点源目标图像,本文算法恢复图像的质量在峰值信噪比、均方误差以及平均对比度3个指标上分别提高了96.64%,69.26%和25.6%;对于真实湍流退化图像,恢复质量也有一定改善。结论表明:该方法可以使迭代过程收敛更稳定,图像恢复质量得到明显提高,非常适用于天文观测图像的高清晰恢复与重建。
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关键词
图像恢复
天文图像
极大似然原理
点扩散函数估计
混合高斯泊松噪声
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职称材料
混合高斯/泊松最大似然函数下的CBCT图像重建
被引量:
10
3
作者
郑蓉珍
赵芳
+1 位作者
李波
田昕
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期457-464,共8页
如何在复杂噪声条件下提升锥形束计算机断层扫描成像(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)图像重建质量,对于CBCT系统而言是非常重要的。本文提出了一种混合高斯/泊松最大似然函数下的CBCT图像重建方法。首先研究了适宜于描述混合高斯...
如何在复杂噪声条件下提升锥形束计算机断层扫描成像(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)图像重建质量,对于CBCT系统而言是非常重要的。本文提出了一种混合高斯/泊松最大似然函数下的CBCT图像重建方法。首先研究了适宜于描述混合高斯/泊松噪声环境下的CBCT图像重建模型,它包含一个基于混合高斯/泊松最大似然函数的保真项和一个基于三维全变分正则化方法的约束项。保真项用于约束在混合噪声模型下重建结果与观测值尽可能的相近,约束项用于噪声去除并要求尽可能较好地保留图像的边缘与细节信息。进一步通过可分离近似方法和扩展拉格朗日方法对上述模型进行求解。最后通过仿真数据和真实数据对算法的有效性进行了验证,实验结果表明:仿真结果相对于其他方法而言,PSNR最高可以提升2.1 dB;从主观视觉而言,本文方法在噪声环境下具有较好的图像重建质量。因此,本文方法可以被广泛应用于各种低剂量条件下的CBCT图像重建中。
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关键词
CBCT
混合高斯/泊松最大似然函数
全变分正则化
图像重建
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职称材料
全基因组混合模型关联分析的极速回归扫描法研究
被引量:
3
4
作者
赵敬丽
李淑玲
+1 位作者
高进
杨润清
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期58-66,共9页
在全基因组混合模型关联分析(GWMMAS)中,利用剩余多基因遗传力代替方差比值(剩余多基因方差/误差方差),将多基因遗传力求解限制在(0,1)区间内。引入R语言Rcpp Armadillo程序包中的极速线性模型拟合函数(fast Lm Pure函数)快速估计单核...
在全基因组混合模型关联分析(GWMMAS)中,利用剩余多基因遗传力代替方差比值(剩余多基因方差/误差方差),将多基因遗传力求解限制在(0,1)区间内。引入R语言Rcpp Armadillo程序包中的极速线性模型拟合函数(fast Lm Pure函数)快速估计单核苷酸多态性(SNP)效应和完整LMM最大似然值。从由GBLUP估计的性状基因组遗传力出发,逐个高通量SNP的GWMMAS约需4次全基因组回归扫描。当仅关注EMMAX法估计的大效应或高显著水准标记时,GWMMAS运行时间缩短在两次扫描之内。与采用lm函数优化剩余多基因方差比的Fa ST-LMM法相比,极速回归扫描法可成倍提高GWMMAS计算效率。计算机模拟试验证实新方法统计和计算效率,运用极速回归扫描法可高效定位与牙鲆生长性状相关基因位点。
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关键词
全基因组混合模型关联分析
极速线性模型拟合函数
微效多基因遗传力
最大似然估计
基因组回归扫描
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职称材料
题名
功能作图的混合效应模型开发
1
作者
王子健
叶梅霞
张涵
邬荣领
机构
北京林业大学生物科学与技术学院
出处
《北京林业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期163-172,共10页
基金
国家自然科学基金项目(32071796)。
文摘
【目的】以大肠杆菌菌株丰度和功能作图模型为研究基础,通过在功能作图模型中引入群体的固定效应和个体间亲缘关系造成的随机效应,探究混合效应对功能作图模型性能的影响。【方法】本研究在功能定位框架基础上,使用大肠杆菌动态培养的生长数据作为实际案例,将亚群和SNP基因型作为固定效应的来源,将固定效应因素融入定位模型,提出了Q矩阵模型的扩展;在保留使用方差–协方差模型对随机残差建模的前提下,使用Legendre模型对随机效应建模,开展了固定效应加一般性的随机效应的混合效应模型分析(模型1);利用限制性似然估计的方法推导其方差–协方差参数、随机效应和固定效应,开展了固定效应和亲缘关系造成随机效应的混合模型(模型2)分析;利用Zwald检验法推导各标记位点p值的计算方法。【结果】(1)2种模型中,95%的标记呈现出p值与期望值相吻合的特点,p值分布在QQ图中的上翘结果满意。(2)模型2相比模型1检测到了更多的SNP位点,表明模型2对亲缘关系造成的随机效应解释性更强。(3)计算机模拟结果显示:样本量较小、遗传力较低时,模型假阳性率为4.77%;当样本量为800,遗传力为1%时,模型对QTL的发现率可超过70%;或当样本量为400,遗传力超过1.5%时,QTL发现率也可超过70%。【结论】本研究提出的在功能作图模型中引入固定效应和亲缘关系造成的随机效应的混合模型的方法较好地完善了功能定位理论,对固定效应中的协变量因素具有较好的校正功能,可有效剖分随机效应与剩余残差;为后续完善功能定位,开发固定效应加亲缘关系(Q+K)模型的软件包奠定了良好基础。
关键词
功能作图
关联分析
混合效应
限制性最大似然估计
数量性状位点
Keywords
function
al mapping
association analysis
mixed
effect
restricted
maximum
likelihood
estimation
quantitative trait loci(QTL)
分类号
Q943 [生物学—植物学]
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职称材料
题名
结合参数估计的天文图像极大似然恢复
被引量:
2
2
作者
耿则勋
魏小峰
沈忱
机构
解放军信息工程大学地理空间信息学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第11期2943-2950,共8页
基金
国家863高技术研究发展计划资助项目
文摘
分析了Benvenuto等针对天文图像恢复提出的基于极大似然(ML)代价函数的有效逼近模型,由此提出了一种比传统ML收敛更快的图像恢复算法。该算法在未知点扩散函数(PSF)条件下,通过观测模糊图像,自适应估计湍流PSF,使PSF估计更符合成像环境;然后,将该算法与混合高斯泊松噪声的ML算法相结合,形成增强ML迭代算法。在迭代过程中动态更新PSF,交替执行恢复图像、去除噪声等策略。结果显示:对于点源目标图像,本文算法恢复图像的质量在峰值信噪比、均方误差以及平均对比度3个指标上分别提高了96.64%,69.26%和25.6%;对于真实湍流退化图像,恢复质量也有一定改善。结论表明:该方法可以使迭代过程收敛更稳定,图像恢复质量得到明显提高,非常适用于天文观测图像的高清晰恢复与重建。
关键词
图像恢复
天文图像
极大似然原理
点扩散函数估计
混合高斯泊松噪声
Keywords
image restoration
astronomical image
maximum
-
likelihood
Point Spread
function
(PSF) estimation
mixed
Gaussian-Poisson noise
分类号
TP751.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
混合高斯/泊松最大似然函数下的CBCT图像重建
被引量:
10
3
作者
郑蓉珍
赵芳
李波
田昕
机构
武汉大学电子信息学院
武汉大学中南医院心血管内科
武汉大学口腔医院放射科
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期457-464,共8页
基金
湖北省自然科学基金资助项目(No.2018CFB435)
中央财政专项资助(No.2042018kf1009)。
文摘
如何在复杂噪声条件下提升锥形束计算机断层扫描成像(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)图像重建质量,对于CBCT系统而言是非常重要的。本文提出了一种混合高斯/泊松最大似然函数下的CBCT图像重建方法。首先研究了适宜于描述混合高斯/泊松噪声环境下的CBCT图像重建模型,它包含一个基于混合高斯/泊松最大似然函数的保真项和一个基于三维全变分正则化方法的约束项。保真项用于约束在混合噪声模型下重建结果与观测值尽可能的相近,约束项用于噪声去除并要求尽可能较好地保留图像的边缘与细节信息。进一步通过可分离近似方法和扩展拉格朗日方法对上述模型进行求解。最后通过仿真数据和真实数据对算法的有效性进行了验证,实验结果表明:仿真结果相对于其他方法而言,PSNR最高可以提升2.1 dB;从主观视觉而言,本文方法在噪声环境下具有较好的图像重建质量。因此,本文方法可以被广泛应用于各种低剂量条件下的CBCT图像重建中。
关键词
CBCT
混合高斯/泊松最大似然函数
全变分正则化
图像重建
Keywords
Cone Beam Computed Tomography(CBCT)
mixed poisson-gaussian maximum likelihood function
total variation regularization
image reconstruction
分类号
R816.98 [医药卫生—放射医学]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
全基因组混合模型关联分析的极速回归扫描法研究
被引量:
3
4
作者
赵敬丽
李淑玲
高进
杨润清
机构
南京农业大学无锡渔业学院
东北农业大学生命科学学院
中国水产科学研究院生物技术研究中心
出处
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期58-66,共9页
基金
中国水产科学研究院基本科研业务费专项资金资助项目(2017A001)
国家鲆鲽类产业技术体系(CARS-50-G02)
文摘
在全基因组混合模型关联分析(GWMMAS)中,利用剩余多基因遗传力代替方差比值(剩余多基因方差/误差方差),将多基因遗传力求解限制在(0,1)区间内。引入R语言Rcpp Armadillo程序包中的极速线性模型拟合函数(fast Lm Pure函数)快速估计单核苷酸多态性(SNP)效应和完整LMM最大似然值。从由GBLUP估计的性状基因组遗传力出发,逐个高通量SNP的GWMMAS约需4次全基因组回归扫描。当仅关注EMMAX法估计的大效应或高显著水准标记时,GWMMAS运行时间缩短在两次扫描之内。与采用lm函数优化剩余多基因方差比的Fa ST-LMM法相比,极速回归扫描法可成倍提高GWMMAS计算效率。计算机模拟试验证实新方法统计和计算效率,运用极速回归扫描法可高效定位与牙鲆生长性状相关基因位点。
关键词
全基因组混合模型关联分析
极速线性模型拟合函数
微效多基因遗传力
最大似然估计
基因组回归扫描
Keywords
genome-wide
mixed
model association study
fastlmpure
function
polygenic heritabilities
maximum
likelihood
estimation
genomic regression scan
分类号
Q348 [生物学—遗传学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
功能作图的混合效应模型开发
王子健
叶梅霞
张涵
邬荣领
《北京林业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
结合参数估计的天文图像极大似然恢复
耿则勋
魏小峰
沈忱
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
2
在线阅读
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职称材料
3
混合高斯/泊松最大似然函数下的CBCT图像重建
郑蓉珍
赵芳
李波
田昕
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
10
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
全基因组混合模型关联分析的极速回归扫描法研究
赵敬丽
李淑玲
高进
杨润清
《东北农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
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