형태적 특징 정보를 이용한 C.Elegans의 개체 분류

Classification of C.elegans Behavioral Phenotypes Using Shape Information

  • 전미라 (한국항공대학교 정보통신과 컴퓨터비젼 및 영상처리 연구실) ;
  • 나원 (한국항공대학교 정보통신과 컴퓨터비젼 및 영상처리 연구실) ;
  • 홍승범 (한국항공대학교 정보통신과 컴퓨터비젼 및 영상처리 연구실) ;
  • 백중환 (한국항공대학교 정보통신과 컴퓨터비젼 및 영상처리 연구실)
  • 발행 : 2003.07.01

초록

C.elegans 선충은 유전자 기능 연구에 주로 쓰이고 있으나, 변종들의 구분이 육안으로는 쉽지 않다. 이를 해결하기 위하여 컴퓨터 비젼을 이용하여 자동으로 분류할 수 있는 시스템이 연구 중이며, 이전 논문[1]에서 선충의 자동 분류 시스템에 사용될 영상의 전처리 과정에 대하여 서술한 바 있다. 본 논문에서는 전처리 된 영상 데이터를 이용하여 추출해 낼 수 있는 선충의 형태적 특징들을 제시한다. 선충의 크기와 관련한 특징과 자세에 관련한 특징으로 나누어, 각 특징의 추출 알고리즘을 수학적으로 표현하였다. 실험에서 제시된 형태적 특징 정보를 이용하여 직접 분류해 봄으로써 성능을 확인하였다. 분류 알고리즘은 Hierarchical Clustering을 사용하였다. 그 결과 실험에 이용된 선충의 4 종류 모두 90% 이상 옳게 분류되었다.

C.elegans are often used to study of function of gene, but it is difficult for human observation to distinguish the mutants of C.elegans. To solve this problem, the system, which can classify the mutant types automatically using the computer vision, is now studying. Tn previous work[1], we described the preprocessing method for automated-classification system. In this paper, we introduce shape features, which can be extracted from an acquisition image. We divide the feature into two categories, which are related to size and posture of the worm, and each feature is described mathematically We validate the shape information experimentally. And we use hierarchical clustering algorithm for classification. It reveals that 4 mutants of the worm, which are used in experiment, can be classified with over 90% of success rate.

키워드

참고문헌

  1. 한국신호 처리시스템 학회 2002 추계 학술대회 논문집 Caenorhabditis Elegans의 자동 분류를 위한 전처리 전미라;나원;홍승범;백중환
  2. Neuron Control of behavioral stats by serotonin in Caenorhabditis elegans Waggoner,L.(et al.)
  3. IEEE Trans On Signal Processing A three- state biological point process model and its parame -ter estimation Zhou,G.T.;Schafer,W.R.
  4. J Neurosci v.19 The fundamental role of pirouettes in Caenorhabditis elegans chemotaxis Pierce-Shimomura JT.;Morse,T.M..;Lockery,S.R.
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  7. Machine Vision Jain,R.;Kasturi,R;.Schunck,B.G.
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  9. Shape Analysis and Classification Luciano da Fontoura Costa;Roberto Marcondes Cesar Jr.
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