空間符号モアレ法に基づく光学的ゲノム情報処理技術の開発

基于空间码莫尔法的光学基因组信息处理技术研究进展

• 批准号: 12208028
• 负责人: 谷田 純
• 金额: --
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12208028/
• 关键词: 光学情報処理; 空間符号化; モアレ縞; ゲノム情報処理; ホモロジー検索; 情報視覚化; 液晶ディスプレイ; 自由空間光学系

光演算技術は,大容量情報に対する並列処理性と,人間の優れたパターン認識能力を誘起する情報可視性をあわせ持ち,それらの有効利用はゲノム情報処理の効率化に寄与しうる.本研究では,その具体的手法として,空間符号モアレ法による2配列間マッチング演算を対象とし,特性,および,有効性を評価した.空間符号モアレ法では,符号パターンや実現方法により,出力情報の加工が可能である.相補配列の検出能力をもつ対称型符号パターンを用いて,ステムループ構造の抽出が行えることを確認した.次に,濃度反転符号と非反転符号の組合せによる一致信号の先鋭化技術を考案し,従来方式では不可能であった1塩基置換によるミスマッチの検出を実現した.また,3色の符号パターンにより,3配列間マッチング処理を実現した.一方,検討手法の簡便な利用をめざして,マッチング情報端末を試作した.2台の液晶ディスプレイ画面を半透鏡で合成する方式と,1台の液晶ディスプレイ画面に印刷済透明シートを張り合わせる方式とを実装した.後者の方式は,データ操作の自由度では劣るものの,視認性の点で極めて優れている.光演算技術に基づく情報システムとして,自由空間光インターコネクションによる配列マッチング専用プロセッサの基本構成を検討した.空間符号を時分割展開した時間符号が処理スループットの点で優れていることを見い出し,予備実験により原理確認を行った.空間符号モアレ法は,ホモロジー検索の基本演算であるドット・プロット法と等価な信号を出力する.しかし,モアレ縞は,各要素のマッチング結果が継ぎ目なく表されるアナログ画像情報である.その結果,人間のパターン認識能力をより強く誘起しうる可能性をもつ.符号化については,視覚特性を考慮する必要がある.一つの展開方向として,動態視の利用によりマッチング識別能力を向上させる方式が考えられる.

Optical computing technology has the ability to process large amounts of information in parallel, and the ability to recognize human beings 'excellent information has the ability to induce information visibility. In this study, we propose a specific method for spatial symbol mapping, and evaluate its properties. Space symbol The ability to detect complementary columns is to identify the type of symbol used, and the type of structure is to identify the type of symbol. Second, the concentration of inverted symbols and non-inverted symbols in the combination of the first sharpening technique to examine the case, the way to do so is impossible to achieve the first base substitution. 3 color symbols are arranged in 3 rows. On the one hand, the method of discussion is simple and easy to use, and the information terminal is tested. 2 sets of liquid crystal display screen are semi-lens and synthesized, and 1 set of liquid crystal display screen is printed in transparent mode. The latter way is opposite, the freedom of operation is opposite, the visibility is opposite. The basic structure of optical computing technology is discussed in this paper. Space symbol time division time symbol processing time division time symbol processing time division The basic algorithm of spatial symbol mapping is to determine the output of signals. The results of the analysis of the various elements are as follows: As a result, the cognitive ability of human beings is strongly induced. Symbolization is necessary to consider visual characteristics. The development of a root to the end, dynamic vision utilization of the ability to identify the upward direction of the way.

项目成果

Keiichiro Kagawa: "Optoelectronic parallel-matching architecture : architecture description, performance estimation, and prototype demonstration"Applied Optics. 40・2. 283-298 (2001)

Keiichiro Kakawa：“光电并行匹配架构：架构描述、性能评估和原型演示”应用光学 40・2（2001）。

K.Harata: "Crystallization and preliminary X-ray study of Pk-REC from a hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus kodakaraensis KOD1"Acta Cryst. D56. 648-649 (2000)

K.Harata：“来自超嗜热古菌 Pyrococcus kodakaraensis KOD1 的 Pk-REC 的结晶和初步 X 射线研究”Acta Cryst。

Masaaki Morikawa: "Thiol protease from Thermococcus kodakaraensis KOD1"Methods in Enzymol. 330. 424-433 (2001)

Masaaki Morikawa：“来自 Thermococcus kodakaraensis KOD1 的硫醇蛋白酶”Enzymol 中的方法。

Jun Tanida: "String data matching based on a moire technique using 1-D spatial coded patterns"Proceedings of SPIE. 4089. 16-23 (2000)

Jun Tanida：“基于使用一维空间编码图案的云纹技术的字符串数据匹配”SPIE 论文集。

Jun Tanida: "Thin observation module by bound optics (TOMBO) : an optoelectronic image capturing system"Proceedings of SPIE. 4089. 1030-1036 (2000)

Jun Tanida：“基于束缚光学的薄型观察模块（TOMBO）：一种光电图像捕获系统”SPIE 论文集。