基于全相位数字信号处理的基因识别算法研究

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1、TN92公开分类号：____________密级：______________ＵＤＣ：____________单位代码：______________11646基于全相位数字信号处理的基因识别硕士学位论文算法研究论文题目：基于全相位数字信号处理的基因识别算法研究王飞宇1111082036学号：_________________________姓名：_________________________王飞宇专业名称：_________________________通信与信息系统学院：_________________________

2、信息科学与工程学院宁波指导教师：_________________________郑紫微大学论文提交日期：2014年6月15日万方数据TN92公开分类号：____________密级：______________ＵＤＣ：____________单位代码：______________11646硕士学位论文论文题目：基于全相位数字信号处理的基因识别算法研究学号：_________________________1111082036姓名：_________________________王飞宇通信与信息系统专业名称：_________

3、________________学院：_________________________信息科学与工程学院指导教师：_________________________郑紫微论文提交日期：2014年6月15日万方数据AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeGenePredictionBasedonAll-PhaseDigitalSignalProcessingCandidate：FeiyuWangSupervisors：ProfessorZiweiZhengFac

4、ultyofElectricalEngineeringandComputerScienceNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINAJune15,2014万方数据独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得宁波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若

5、有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________万方数据宁波大学硕士学位论文基于全相位数字信号处理的基因识别算法研究摘要DNA序列是遗传物质的载体，它由四种碱

6、基按照一定顺序组合而成。在一整段DNA序列中，只有其中一部分能够被编码成蛋白质，称为基因的外显子。而不能被编码成蛋白质的序列称为内含子。基因识别算法的目的是从未知的DNA序列中检测出有效的外显子片段。本文通过信号处理的方法检测未知基因中的编码区的位置。对基因信号做数字信号处理的第一个步骤是对DNA序列做数值映射，通过数值映射将符号序列转化为相应的数值序列，然后通过信号处理方法分析其频域特性。由于基因编码区的频谱具有三周期性，这种性质通常是由编码区密码子的偏性造成的。故可以由此特征来识别基因的外显子与内含子。针对DNA序列的数值映

7、射问题，本文分析并研究了DNA序列的几种常用的数值映射。在三种最常用的且物理意义较明确的数值映射下，推导了DNA序列功率谱与信噪比的快速算法。讨论了三者之间的相互关系，并给出了矩阵形式的闭式表达式。针对基因识别问题，传统的谱分析方法对数据进行截断时会造成频谱泄露，影响基因识别的准确度。为了减少频谱泄露，抑制背景噪声，本文将全相位数字信号处理技术应用到基因识别算法中。此项技术通过对原始数据进行全相位数据预处理，保持数据截断后首尾波形的连续，因而极大程度上减少了截断效应。本文针对基因识别算法设计相应的全相位FFT谱分析结构，以此来提

8、取出基因内部的三周期信号，达到对基因外显子准确预测的目的。同时将多采样率信号处理模型与谱分析结构相结合，在减少计算量的同时可实现流水线操作。为了进一步提取DNA序列中的三周期信号，提高基因识别的准确率。本文将全相位FIR模型与基因识别算法相结合，设计了适合于基因