細胞内物流のための画像情報学の展開―大規模自動定量化と知識獲得
Publicly Offered Research
| Project Area | Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic |
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| Project/Area Number |
23113722
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
内田 誠一 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (70315125)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 細胞内画像処理 / 細胞内ロジスティクス / バイオイメージインフォマティクス / 物体追跡 / パターン認識 / ライブセルイメージング / 物体検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの研究実施により，神経細胞内のAPP-GFP輸送画像について，画質改善，粒状物質の検出，粒状物質の追跡の手法を開発し，それらを用いることで，人間の目視による精度に近いレベルの結果が得られることを実証した．今年度は，その精度をさらに高めるための改良を行った．検出については，これまでの学習ベースではなく，ガウシアンフィッティングに基づく方法も導入した．追跡アルゴリズムについては，動的計画法に基づくマッチングアルゴリズムの改良に加え，安定結婚アルゴリズムに基づく方法，および整数線形計画法(ILP)に基づく方法を実装した．研究の進捗については，研究協力者（北大薬学研究院鈴木利治教授）との綿密な議論を行った．
同じAPP-GFP輸送については，動画像中の多物体追跡という上記の方法論以外にカイモグラフィーによる方法も検討した．後者は3次元時空間ボリュームを2次元平面（すなわち１枚の画像）に投影したものであり，複数の物体の動きが同画像上での複数の軌跡として表現される．このカイモグラフィーについて，背景雑音の低減や，モルフォロジ技術の導入による軌跡の先鋭化，また投影により失われた残り1次元情報をカラーグラデーションとして表現する新しいカイモグラフィーの開発を行った．
なお，本新学術領域研究に端を発したバイオイメージインフォマティクス研究について，APP-GFP解析に留まらず，国内１０弱のバイオ研究グループとの共同研究を開始した．いずれにおいても，APP-GFP輸送画像解析で利用した最適化に基づくアプローチと同様，できるかぎり高精度・安定な手法を利用し，自動定量化・解析ソフトウエアを開発した．
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(25 results)
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[Presentation] 大局的最適化による細胞内粒子の追跡2012
Author(s)
藤崎顕彰, 青木健太, フォン ヤオカイ, 内田誠一, 荒関雅彦, 齋藤有紀, 鈴木利治
Organizer
電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
Place of Presentation
東北大学,仙台市
Year and Date
2012-02-10
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[Presentation] 局所特徴を用いた細胞画像認識2012
Author(s)
島田祐輝, フォン ヤオカイ, 内田誠一
Organizer
電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
Place of Presentation
東北大学,仙台市
Year and Date
2012-02-10
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[Presentation] ライブセルイメージのための雑音除去2012
Author(s)
青木健太, 藤崎顕彰, フォン ヤオカイ, 内田誠一, 荒関雅彦, 齋藤有紀, 鈴木利治
Organizer
電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
Place of Presentation
東北大学,仙台市
Year and Date
2012-02-09
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[Presentation] 細胞内粒子の追跡2011
Author(s)
藤崎顕彰, 青木健太, ヤオカイ フォン, 内田誠一, 荒関雅彦, 齋藤有紀, 鈴木利治
Organizer
電気関係学会九州支部連合大会
Place of Presentation
佐賀大学,佐賀市
Year and Date
2011-09-27
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