DE3686803T2

DE3686803T2 - Verfahren und vorrichtung zur ablesung eines bandmusters.

Info

Publication number: DE3686803T2
Application number: DE8686115046T
Authority: DE
Inventors: Shigeru Kakumoto; Tetsuo Kurisu; Tatsuo Hitachi Sk Kounan- Sumi
Original assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2006-10-30
Also published as: US4841443A; DE3686803D1; EP0220732A3; EP0220732B1; EP0220732A2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters, spezieller ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters, die gut dazu geeignet sind, das Basenband-Feldmuster eines Gens zu lesen, das auf einem Röntgenfilm abgebildet ist, und um die Bandanordnungsfolge von Basencodes richtig zu ermitteln.
Es wurde klargestellt, und es ist allgemein bekannt, daß ein Gen eines lebenden Organismus aus der Substanz Desoxyribonukleinsäure (DNS) aufgebaut ist und eine Struktur aufweist, bei der die folgenden vier Arten organischer Basen, nämlich Adenin (A), Zytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) in Form einer Doppelhelix angeordnet sind. Ein Verfahren zum Bestimmen der Basenanordnung der DNS ist das Schrotschußverfahren. Bei diesem Verfahren wird die DNS-Kette durch Reagenzien zum chemischen Zerschneiden der jeweiligen Basen aufgebrochen und die einzelnen Basen werden abhängig von ihren verschiedenen Längen durch Elektrophorese angeordnet, woraufhin sie auf einem Film durch Röntgenstrahlen abgebildet werden. Der nach der Elektrophorese erhaltene Röntgenfilm trägt bandförmige Muster, die die Anordnung der vier Basenarten ausdrücken. Wie es in Fig. 2A dargestellt ist, sind auf dem der Röntgenabbildung unterworfenen Film 3 mehrere sich im wesentlichen rechtwinklig zu einer Bahn erstreckende Bänder 4 innerhalb der Bahn angeordnet, wobei es sich um den Gültigkeitsbereich für jeden der Basencodes A, C, G und T handelt. Das Gen kann dadurch analysiert werden, daß die Basenanordnung auf diesem Film analysiert wird.
Zum Zweck der Analyse wird das Basen-Feldmuster auf dem Film in einen Computer eingegeben. Als Eingabevorrichtung hierfür wurde bisher eine solche unter Verwendung eines Digitalwandlers benutzt, wobei der Röntgenfilm 3 auf den Digitalwandler aufgelegt wird und der Reihe nach mit einem Stift oder Cursor auf die Positionen der Bänder 4 auf dem Film 3 gezeigt wird, um die Ausgangssignale des Digitalwandlers in den Computer einzugeben.
Da mit der Vorrichtung aus dem Stand der Technik die Bänder auf dem Röntgenfilm durch aufeinanderfolgendes Zeigen auf dieselben mit einem Stift oder dergleichen eingegeben werden, erfordert es erhebliche Arbeit, alle auf dem Röntgenfilm vorhandenen Bänder einzugeben. Wenn der Eingabebetrieb über lange Zeit erfolgt, nehmen Eingabefehler zu.
Daneben wurde ein Verfahren zum Ermitteln der Basenanordnung einer DNS in der offiziellen Zeitschrift für Japanische Patentoffenlegungen unter der Nr. 59-126247 offenbart, bei dem Bandpositionen automatisch mit einem Laser gelesen werden, und unter Bezugnahme auf jeweilige Trennentwicklungspositionen, wie sie in einer Trennentwicklungsreihe einer Mischung auftraten, werden zur Identifizierung die Trennentwicklungspositionen von Spaltungszersetzungsprodukten, wie sie für Basen einzigartig sind und in anderen Trennentwicklungsreihen auftraten, verglichen.
Ein anderes Verfahren aus dem Stand der Technik zum Bestimmen der Basenanordnung einer DNS wurde in der offiziellen Zeitschrift für Japanische Patentanmeldungsoffenlegungen unter der Nr. 59-44648 offenbart, bei dem Kontrollen zu beiden Seiten einer Probe vorgenommen werden, um zu überprüfen, ob ein Band existiert oder nicht.
Diese Lehren aus dem Stand der Technik sind bei der praktischen Anwendung mit verschiedenen Einschränkungen verbunden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum erleichterten automatischen Lesen von Bandpositionen anzugeben.
Bei der Erfindung wird ein Muster mit mehreren Bändern in jeder von mehreren Bahnen photoelektrisch gewandelt, die Dichtedaten (Pixeldaten) von auf Linien rechtwinklig zu den Bahnen liegenden Pixeln werden auf Grundlage der Dichtedaten der jeweiligen Pixel photoelektrisch gewandelt, die Dichtedaten entlang Linien parallel zu den Bahnen werden aufsummiert, um ein Histogramm zu erhalten, dessen Grundlinie der Richtung rechtwinklig zu den Bahnen entspricht, Punkte, die für Bestehensbereiche der jeweiligen Bahnen repräsentativ sind, z. B. die Mittenpositionen der jeweiligen Bahnen werden aus dem Histogramm erfaßt, die Dichteeinzeldaten der Pixel auf den erfaßten Mittenpositionen der jeweiligen Bahnen, werden gesammelt, um das Spektrum der jeweiligen Bahnen zu erhalten, und die Spektren werden dazu verwendet, die mehreren Maximalpositionen jedes derselben als Bandpositionen festzulegen.
So werden Bahnenpositionen genau aufgefunden, so daß jeweilige repräsentative Positionen, z. B. Mittenpositionen genau aufgefunden werden können.
Gemäß einem besonders bevorzugten Gesichtspunkt zum Leistungsvermögen der Erfindung wird das Histogramm in der Richtung rechtwinklig zu den Bahnen für jeden winzigen Abschnitt in Erstreckungsrichtung der Bahnen erhalten und die Positionen der jeweiligen Punkte der Bahnbereiche, z. B. die Mittenpositionen der Bahnen werden für jeden solchen Abschnitt aufgefunden. So können die Bandpositionen selbst dann genau gefunden werden, wenn die Bahnen nicht immer gerade verlaufen, d. h., wenn sie mäanderförmig verlaufen.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt zum Leistungsvermögen der Erfindung werden die Positionen von Mittelpunkten der Bahnen und die Punkte an den beiden Enden der Bahnen als Punkte aufgefunden, die für die Bahnbereiche repräsentativ sind, Spektren in Erstreckungsrichtung der Bahnen werden für die jeweiligen, aufgefundenen Positionen erhalten, und die Spektren werden analysiert, um dadurch die Mittenposition und die beiden Endpositionen jeweiliger Bänder aufzufinden. So können die Bandpositionen selbst dann korrekt ermittelt werden, wenn die Bänder schief zur Bahnrichtung stehen.
Ferner weist eine zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gut geeignete, erfindungsgemäße Vorrichtung folgendes auf: einen ersten Speicher mit Speicherstellen, die verschiedenen Positionen in einer Richtung rechtwinklig zu Bahnen entsprechen, einen zweiten Speicher, in dem Pixeleinzeldaten, wie sie durch photoelektrische Wandlung erhalten wurden, abhängig von zweidimensionalen Positionen der jeweiligen Pixel eines Musters abgespeichert sind, eine Einrichtung zum Addieren jedes Pixeleinzeldatenwerts auf einer einzigen Linie des Musters rechtwinklig zu den Bahnen und des Datenwertes der entsprechenden Position rechtwinklig zu den Bahnen, wie er bereits in den ersten Speicher eingeschrieben ist, und zum erneuten Einschreiben des Ergebnisses in den ersten Speicher synchron mit der photoelektrischen Wandlung des Pixels auf der einzelnen Linie, um Histogrammdaten für die jeweiligen Positionen rechtwinklig zu den Bahnen zu bilden, und eine Einrichtung zum Erfassen der Position eines Punktes, der für den Existenzbereich jeder Bahn repräsentativ ist, auf Grundlage des Histogramms im ersten Speicher, um aus dem zweiten Speicher Pixeleinzeldaten auszulesen, die den Pixeln auf einer Linie entsprechen, die durch den erfaßten Punkt geht, um so Spektraldaten für jede Bahn zu erhalten, und um eine Maximumposition der Spektraldaten als Bandposition jeder Bahn zu ermitteln.
So können die Bandpositionen in den mehreren Bahnen des Musters mit hoher Geschwindigkeit erfaßt werden.
Ferner erzeugt gemäß einem Gesichtspunkt zum Leistungsvermögen der Erfindung die Additionseinrichtung das Histogramm für jeden vorgegebenen Abschnitt in der Erstreckungsrichtung der Bahnen. In diesem Fall besteht der zweite Speicher aus zwei Bereichen zum Abspeichern von Pixeleinzeldaten innerhalb zweier solcher Abschnitte, und beim Erzeugen des Histogramms für eine neuen Abschnitt werden die zwei Bereiche der Reihe nach ausgetauscht und verwendet.
So muß der zweite Speicher nicht alle Pixeleinzeldaten des Musters speichern, sondern er kann die Pixeleinzeldaten für jeden festgelegten Abschnitt speichern, wodurch die Vorrichtung vereinfacht ist.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt zum Leistungsvermögen der Erfindung werden die Positionen angeordneter, einander benachbarter, bahnenbildender Bänder für die jeweiligen Bahnen erfaßt, jede der erfaßten Bandpositionen wird auf eine Position auf einer einzelnen Linie in Längsrichtung der Bahn abhängig von der Neigung des einzelnen Bandes normiert, und die Anordnungsfolge der Bänder wird danach gelesen.
So kann die Anordnungsreihenfolge der Bänder selbst dann korrekt ermittelt werden, wenn die für die jeweiligen Bahnen ermittelten Bänder mit unterschiedlichen Steigungen geneigt sind.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt betreffend das Leistungsvermögen der Erfindung werden die Positionen angeordneter, benachbarter, bahnenbildender Bänder für die jeweiligen Bahnen ermittelt und jede der ermittelten Bandpositionen wird auf eine Position auf einer einzelnen Linie in Längsrichtung der Bahn abhängig von der Steigung des einzelnen Bandes normiert. Das Bandintervall von aneinander anschließenden Bändern auf der einzelnen Linie wird mit dem kleinsten vorgegebenen Bandintervall und einem Bezugsbandintervall abhängig von der Position auf der einzelnen Linie verglichen, und das Band wird gelöscht oder neu ermittelt.
So kann verhindert werden, daß Bandpositionen falsch gelesen werden.

Kurze Erläuterung der Zeichnungen

Fig. 1A ist ein Blockdiagramm einer automatischen Vorrichtung zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters.
Fig. 1B ist eine Ansicht, die wesentliche Abschnitte eines Bildscanners 5 zeigt, wie er in der Vorrichtung von Fig. 1A verwendet wird.
Fig. 1C ist ein Blockdiagramm einer Schnittstellenschaltung 8 in der Vorrichtung von Fig. 1A.
Fig. 2A ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Band-Feldmusters zeigt, wie es von der Vorrichtung gemäß Fig. 1A gelesen wird.
Fig. 2B ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel eines Band-Feldmusters zeigt.
Fig. 3A ist ein Flußdiagramm eines Programms zum Lesen einer Bandanordnung, das von einer CPU 12 in Fig. 1A ausgeführt wird.
Fig. 3B ist ein Flußdiagramm einer Verarbeitung, die durch einen Schritt 100 in Fig. 3A ausgeführt wird.
Fig. 3C ist ein Flußdiagramm einer Verarbeitung, die durch einen Schritt 200 in Fig. 3A ausgeführt wird.
Fig. 3D ist ein Flußdiagramm einer Verarbeitung, die durch einen Schritt 300 in Fig. 3A ausgeführt wird.
Fig. 3E ist ein Flußdiagramm einer Verarbeitung, die durch einen Schritt 400 in Fig. 3A ausgeführt wird.
Fig. 4A-4F sind Diagramme zum Erläutern des Betriebs der Schaltung in Fig. 1C, wobei:
Fig. 4A ein Zeitablaufdiagramm für gelesene Pixeldaten ist;
Fig. 4B ein Zeitablaufdiagramm für einen Adreßzähler 38 ist;
Fig. 4C ein Zeitablaufdiagramm für einen "Schreibimpuls" für einen Additionsspeicher 47 und einen Bildspeicher 40 ist;
Fig. 4D ein Zeitablaufdiagramm für Latchimpulse für eine Signalspeicherstufe 45 ist;
Fig. 4E ein Zeitablaufdiagramm für das Ausgangssignal der Signalspeicherstufe 45 ist; und
Fig. 4F ein Zeitablaufdiagramm des Ausgangssignals eines Addierers 44 ist.
Fig. 5A und 5B sind Diagramme zum Erläutern eines Verfahrens zum Ermitteln repräsentativer Punkte von Bahnpositionen mit der Vorrichtung von Fig. 1, wobei:
Fig. 5A Histogramme in Richtung der X-Achse von Bahnen zeigt; und
Fig. 5B differenzierte Signalzüge der Histogramme in Fig. 5A zeigt.
Fig. 6A-6E sind Diagramme zum Erläutern eines Verfahrens zum Ermitteln von Bandpositionen innerhalb von Bahnen mit der Vorrichtung von Fig. 1A, wobei:
Fig. 6A Spektren in Richtung der Y-Richtung der Bahnen zeigt;
Fig. 6B differenzierte Signalzüge der Spektren in Fig. 6A zeigt;
Fig. 6C Analysespektren zeigt, die die Bandpositionen wiedergeben;
Fig. 6D ein Beispiel eines Analysespektrums zeigt, wie es für jeweilige Basen erhalten wurde; und
Fig. 6E ein Beispiel ermittelter Basendaten in Entsprechung zu Fig. 6D zeigt.
Fig. 7 ist ein Diagramm zum Erläutern der Normierung von Bandpositionen mit der Vorrichtung von Fig. 1A.
Fig. 8 ist ein Diagramm zum Erläutern der Korrektur eines Bandpositions-Ermittlungsfehlers mit der Vorrichtung von Fig. 1A.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1A ist ein Blocksystemdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Lesen eines Band-Feldmusters, Fig. 1B ist eine Ansicht, die die schematische Anordnung eines Bildscanners 5 zeigt, und Fig. 1C ist ein Diagramm, das die innere Anordnung einer Schnittstellenschaltung 8 zeigt.
Ein Bezugszeichen 3 kennzeichnet einen Röntgenfilm, auf dem Bänder 4 als durchgezogene Linien angeordnet und abgebildet sind, die den vier Arten von Basencodes A, C, G und T entsprechen, wobei die Anordnung mit dem Schrotschußverfahren bestimmt wird.
Dieser Röntgenfilm 3 wird so positioniert, daß die Längsrichtung von Bahnen, bei denen es sich um die Gültigkeitsbereiche der jeweiligen Basen A, C, G und T handelt, im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Richtung der Y-Achse des Bildscanners 5 kommen.
Ein Bezugszeichen 2 kennzeichnet eine Platte aus durchsichtigem Glas, die in den Bildscanner 5 eingesetzt ist, und auf der der Röntgenfilm 3 angeordnet ist. Die Größe des transparenten Glases 2 ist z. B. etwa die Größe A3.
Ein eindimensionaler Bildsensor 6 ist in Übereinstimmung mit der Position des durchsichtigen Glases 2 angeordnet.
Eine eindimensionale Lichtaussendevorrichtung 7 projiziert Licht auf den Röntgenfilm 3. Dann tritt reflektiertes Licht, das einer Linie in Richtung der X-Achse des Röntgenfilms 3 entspricht, in den Bildsensor 6 ein.
Der Bildsensor 6 wandelt das reflektierte Licht für eine Linie in eine Pixeleinheit um und erzeugt danach seriell elektrische Signale unter Verwendung einer in ihn eingebauten (nicht dargestellten) ladungsgekoppelten Vorrichtung (CCD) oder dergleichen. Er nimmt eine A/D-Wandlung der erzeugten elektrischen Signale in Digitalsignale mit z. B. 8 Bits vor und gibt diese Signale aus. Der Bildsensor 6 und die Lichtaussendevorrichtung 7 werden mit gleicher Geschwindigkeit durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus in Richtung der Y-Achse bewegt, um den Röntgenfilm 3 zu lesen und die Bänder zu erfassen.
Der Bildscanner 5 ist aufgebaut, wie dies in Fig. 1B dargestellt ist. Er liest den Röntgenfilm 3 und liefert Pixeldaten als Leseergebnis.
Unter dem Bezugszeichen 9 sind Bedientasten dargestellt, zu denen eine Starttaste usw. gehören. Das Betätigen dieser Starttaste startet die Leseverarbeitung für den Röntgenfilm 3.
Die Schnittstellenschaltung 8 weist einen Bildspeicher, einen Additionsspeicher usw. auf, die eingebaut sind. Sie ist sowohl mit dem Bildscanner 5 als auch mit den Bedientasten 9 verbunden, und sie bildet über eine Busleitung 13 eine Schnittstelle zwischen dem Bildscanner 5 und einer CPU 12.
Die CPU 12 dient dazu, den Lesevorgang für die Bandanordnung sowie Korrekturen betreffend die Positionen gelesener Bänder auszuführen.
Ein Bezugszeichen 14 zeigt einen ROM an, in dem ein zu ladendes Programm abgespeichert ist.
Ein Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine Plattenvorrichtung, in der ein Programm zum Lesen einer Bandanordnung abgespeichert ist, und in der auch gelesene Basecodedaten abgespeichert werden. Wenn die Spannungsquelle der Lesevorrichtung eingeschaltet wird, wird das im ROM 14 abgespeicherte Ladeprogramm ausgeführt und das in der Plattenvorrichtung 16 abgespeicherte Programm zum Lesen einer Bandanordnung wird in einen RAM 15 geladen.
Der RAM 15 weist einen Bereich SD zum Abspeichern von Basedaten, einen Bereich für eine Bandintervallfunktion usw. auf.
Ein Bezugszeichen 17 kennzeichnet eine externe Schnittstelle, die dazu dient, die gelesenen Basecodedaten an einen (nicht dargestellten) externen Computer zu liefern.
Die Schnittstellenschaltung 8, die CPU 12, der ROM 14, der RAM 15, die Plattenvorrichtung 16 und der Schnittstellenabschnitt 17 sind über die Busleitung 13 miteinander verbunden.
Wegen der bisher beschriebenen Anordnung versorgt der Bildscanner 5 die Schnittstellenschaltung 8 mit den Pixeldaten, nachdem er das Bild des Röntgenfilms 3 auf der durchsichtigen Glasplatte 2 photoelektrisch in eine Pixeleinheit umgewandelt hat.
Darüber hinaus wird das im ROM 14 abgespeicherte Ladeprogramm ausgeführt und das in der Plattenvorrichtung 16 abgespeicherte Programm zum Lesen der Bandanordnung wird in den RAM 15 geladen.
Anschließend führt die CPU 12 das in den RAM 15 geladene Programm zum Lesen der Bandanordnung aus, und sie liefert verschiedene Steuersignale über die Busleitung 13 an die Schnittstellenschaltung 8. Die an die Schnittstellenschaltung 8 gegebenen Pixeldaten werden auf Grundlage der Steuersignale verarbeitet.
Danach werden die Basedaten als verarbeitetes Ergebnis z. B. an den (nicht dargestellten) externen Computer ausgegeben, was über die externe Schnittstelle 17 erfolgt.
Nun wird die innere Anordnung der Schnittstellenschaltung 8 unter Bezugnahme auf Fig. 1C beschrieben.
Ein Bezugszeichen 30 bezeichnet eine Steuerschaltung, die Betriebssteuersignale an einen Adreßzähler 38, ein Statusregister 36, ein Befehlsregister 33, einen Additionsspeicher 47 und eine Signalspeicherstufe 45 abhängig von einem Adreßsignal und einem Steuersignal liefert, die jeweils von der CPU 12 über die Busleitung 13 an Anschlüsse 31 und 32 gegeben werden.
Das Befehlsregister 33 ist mit der Steuerschaltung 30 verbunden. Es speichert Steuersignale für den Bildscanner 5 und den (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus derselben, wie sie an einen Anschluß 34 gegeben werden, und liefert die Steuersignale über einen Anschluß 35 abhängig von den von der Steuerschaltung 30 empfangenen Betriebssignalen an den Bildscanner 5 und den Antriebsmechanismus.
Das Statusregister 36 ist mit dem Adreßzähler 38 und der Steuerschaltung 30 verbunden. Es speichert die Statussignale des Bildscanners 5 und der Antriebseinrichtung desselben, wie sie an einen Anschluß 37 geliefert werden, sowie die Statussignale der Steuerschaltung 30 und des Adreßzählers 38 innerhalb der Schnittstellenschaltung 8, und es liefert die Statussignale von einem Anschluß 39 über die Busleitung 13 gesteuert von der Steuerschaltung 30 an die CPU 12.
Der Adreßzähler 38 ist mit einem Bildspeicher 40, der Steuerschaltung 30, dem Statusregister 36 und dem Additionsspeicher 47 verbunden. Er ist aus einem X-Zähler 38a aufgebaut, der von der Steuerschaltung 30 zugeführte Taktimpulse zählt und eine Adresse erzeugt, die einer Pixelposition auf einer Linie in Richtung der X-Achse entspricht, und aus einem Y- Zähler 38b, der die Übertragimpulse des X-Zählers zählt und eine Adresse erzeugt, die einer Pixelposition in Richtung der Y-Achse entspricht. Die Ausgangsadressen vom X-Zähler 38a und vom Y-Zähler 38b werden dem Bildspeicher 40 zugeführt, und die Ausgangsadresse des X-Zählers 38a wird ferner dem Additionsspeicher 47 zugeführt.
Der Bildspeicher 40 besteht aus einem ersten Bereich 41 und einem zweiten Bereich 42 und ist mit dem Adreßzähler 38 und der Steuerschaltung 30 verbunden. Er speichert von einem Anschluß 42 zugeführte Pixeldaten abhängig von den vom Adreßzähler 38 eingestellten X- und Y-Adressen, und er liest die gespeicherten Pixeldaten aus und liefert die ausgelesenen Daten über einen Anschluß 43 abhängig von einem von der Steuerschaltung 30 erhaltenen Betriebssteuersignal an die CPU 12.
Mit dem Bezugszeichen 44 ist ein Addierer gekennzeichnet, der mit dem Additionsspeicher 44 und der Signalspeicherstufe 45 verbunden ist. Er addiert die vom Anschluß 42 erhaltenen Pixeldaten und die in der Signalspeicherstufe 45 zwischengespeicherten Additionspixeldaten und liefert das Ergebnis an den Additionsspeicher 47.
Der Additionsspeicher 47 ist mit dem Addierer 44, dem Adreßzähler 38, der Steuerschaltung 30 und der Signalspeicherstufe 45 verbunden. Der vom Addierer 44 gelieferte Additionspixeldatenwert wird im Additionsspeicher 47 abhängig von der vom Adreßzähler 38 gelieferten X-Adresse abgespeichert, und er wird zur Ausgabe an die Signalspeicherstufe 45 gelesen und auch über einen Anschluß 46 abhängig von dem von der Steuerschaltung 30 erhaltenen Betriebssteuersignal an die CPU 12 geliefert.
Die Signalspeicherstufe 45 ist mit der Steuerschaltung 30, dem Addierer 44 und dem Additionsspeicher 47 verbunden. Sie nimmt eine Zwischenspeicherung des aus dem Additionsspeicher 47 ausgelesenen Additionspixeldatenwertes vor und liefert den zwischengespeicherten Additionspixeldatenwert abhängig von dem von der Steuerschaltung 30 empfangenen Latchimpuls an den Addierer 44.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3A ein Ausführungsbeispiels eines Programms zum Lesen einer Bandanordnung beschrieben, wie es von der CPU 12 ausgeführt wird.
Wenn ein durch Betätigen der Starttaste unter den Bedientasten 9 erzeugtes Betriebssignal der CPU 12 über die Schnittstellenschaltung 8 zugeführt wird, startet die CPU 12 die in Fig. 3A dargestellte Verarbeitung. In einem Schritt 100 werden das Lesen des Röntgenfilms 3 und das Sammeln von Spektraldaten durch den Bildsensor 6 ausgeführt.
In einem Schritt 200 wird das im Schritt 100 erhaltene Spektrum analysiert, um Bandpositionen zu ermitteln.
In einem Schritt 300 werden die im Schritt 200 ermittelten Bandpositionen normiert.
In einem Schritt 400 wird ein Basecodenwert korrigiert. D.h. daß der Basendatenwert überprüft wird, ein fehlerhaft ermittelter Basendatenwert gelöscht wird, und Kompensation für einen Basendatenwert erfolgt, der nicht ermittelt werden konnte.
In einem Schritt 500 werden die Baseneinzeldaten in der Reihenfolge von der Richtung der Y-Achse entsprechenden Adresse zur Einspeicherung in die Plattenvorrichtung 16 und zur Übertragung über die externe Schnittstelle 17 an den (nicht dargestellten) externen Computer ausgelesen.
Fig. 2A zeigt einen Röntgenfilm 3, auf dem mehrere Bänder 4 in Übereinstimmung mit jeder der Basen A, C, G und T angeordnet sind.
Fig. 2B zeigt den Röntgenfilm 3 auf ähnliche Weise. In diesem Fall sind die jeweiligen Bahnen jedoch nicht geradlinig, sondern mäanderförmig. Wenn der Röntgenfilm 3 derartige mäanderförmige Bahnen aufweist und die Spektraleinzeldaten unter der Annahme gesammelt werden, die Bahnen auf dem gesamten Röntgenfilm seien geradlinig, wird es unmöglich, die Bahn einer Base zu unterscheiden, zu der das Spektrum gehört, das nahe der Grenze zu den benachbarten Bahnen erfaßt wurde, wie sie mit gestrichelten Linien in Fig. 2B dargestellt sind.
Daher wird der Röntgenfilm 3 nach jedem festgelegten Abschnitt d&sub1; in Richtung der Y-Achse unterteilt, wie in Fig. 2A mit gestrichelten Linien angedeutet, für jeden Teilabschnitt d&sub1; wird ein Histogramm erstellt, das Histogramm wird analysiert, um die Positionen jeweiliger Bahnen der Basecodes A, C, G und T in Richtung der X-Achse zu ermitteln, und danach werden die Bahnen abgetastet.
So können die Spektren der jeweiligen Bahnen selbst dann genau zusammengestellt werden, wenn die Bahnen der Basen A, C, G und T in Richtung der X-Achse verschoben sind und mäanderförmig verlaufen, wie in Fig. 2B dargestellt.
Fig. 3B ist ein Flußdiagramm für die im Schritt 200 ausgeführte Verarbeitung. Die Verarbeitung des Lesens des Films und der Zusammenstellung des Spektrums, wie sie gemäß diesem Flußdiagramm ausgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf Fig. 1C beschrieben.
In einem Schritt 130 liefert die CPU 12 über die Interfaceschaltung 8 ein Steuersignal an den Bildsensor 6, wodurch der Bildsensor 6 mit einer ersten festgelegten Geschwindigkeit um den Weg d&sub1; (z. B. einige 10 mm) in Richtung der Y- Achse durch den (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus bewegt wird. Jedes Mal dann, wenn der Bildsensor 6 um einen winzigen Abstand d&sub2; (nicht dargestellt z. B. d&sub2; = 1/16 mm) bewegt wird, liefert er serielle Pixeldaten (Erfassungsdaten), die einer Linie in Richtung der X-Achse entsprechen. Die Pixeleinzeldaten werden der Schnittstellenschaltung 8 zugeführt und aufeinanderfolgend in den in die Schnittstellenschaltung 8 eingebauten Bildspeicher 40 eingeschrieben. Daneben wird der Pixeldatenwert durch den Addierer 44 in der Schnittstellenschaltung 8 zum Additionspixeldatenwert addiert, wie er unter der Adresse des Additionsspeichers 47 ausgelesen wird, die jeweils einer Erfassungsposition auf einer Linie in Richtung der X-Achse entspricht, und das Ergebnis wird unter derselben Ausleseadresse des Additionsspeichers 47 abgelegt.
D.h., daß gleichzeitig dann, wenn der Bildsensor 6 den Pixeldatenwert für den Weg d&sub1; ausliest, die Additionseinzeldatenwerte, von denen jeder ein Pixeldatenwert für den winzigen Abstand d&sub2; in Richtung der Y-Achse ist, parallel unter den Adressen des Additionsspeichers 47 aufsummiert werden, die den jeweiligen Erfassungspositionen auf einer Linie in Richtung der X-Achse entsprechen, und es wird ein Histogramm erhalten.
Hier wird nun die Verarbeitung im Schritt 130 im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeitablaufdiagramme der Fig. 4A-4F beschrieben.
Seriell übertragene Pixeleinzeldaten D&sub1;, D&sub2; und D&sub3;, wie sie in Fig. 4A dargestellt sind, werden in den in Fig. 1C dargestellten Anschluß 42 eingegeben und dem Bildspeicher 40 sowie dem Addierer 44 zugeführt. Synchron mit den Pixeleinzeldaten ändert der X-Zähler 38A des Adreßzählers 38 seinen Ausgangsadreßwert, wie dies in Fig. 4B dargestellt ist. Daneben versorgt die Steuerschaltung 30 den Additionsspeicher 47 mit einem Betriebssteuersignal (Schreibimpuls), wie dies in Fig. 4C dargestellt ist, und der Additionsspeicher 47 schreibt Daten während des Niederpegelintervalls des Schreibimpulses ein, und er liest Daten während des Hochpegelintervalls desselben aus. Der Bildspeicher 40 wird auch mit demselben Schreibimpuls versorgt, wie dies in Fig. 4C dargestellt ist, und Daten werden während des Niederpegelintervalls des Schreibimpulses in den Bildspeicher 40 eingeschrieben.
Der Additionsspeicher 47 weist den jeweiligen Erfassungspositionen auf einer Linie in Richtung der X-Achse entsprechende Adressen auf, und die Inhalte unter all diesen Adressen werden auf null gelöscht, wenn die CPU 12 den Bildsensor 6 anweist, mit dem Lesen zu beginnen. Danach liest der Additionsspeicher 14 den unter der vom X-Zähler 38A spezifizierten Adresse abgespeicherten Additionspixeldatenwert während des Hochpegelintervalls des Schreibimpulses aus, wie in Fig. 4C dargestellt. Die Signalspeicherstufe 45 wird von der Steuerschaltung 30 mit Latchimpulsen versehen, die dadurch erhalten werden, daß der Schreibimpuls invertiert wird, wie in Fig. 4D dargestellt. Sie nimmt eine Zwischenspeicherung des Additionspixeldatenwertes zum Zeitpunkt des Anstiegs des Latchimpulses vor, d. h. zum Zeitpunkt der Beendigung des Lesens des Additionsspeichers 47. So wird der Additionspixeldatenwert von der Signalspeicherstufe 45 an den Addierer 44 geliefert. Der Additionspixeldatenwert ändert sich, wie dies in Fig. 4E dargestellt ist. Demgemäß ändert sich der Pixeldatenwert, bei dem es sich um den Additionswert des vom Anschluß 42 an den Addierer 44 gelieferten Pixeldatenwertes und des von der Signalspeicherstufe 45 gelieferten Additionspixeldatenwertes handelt so, wie dies in Fig. 4F dargestellt ist. Unter den Additionspixeldatenwerten werden schraffiert dargestellte Additions-Pixeldateneinzelwerte während der Niederpegelintervalle des in Fig. 4C dargestellten Abtastimpulses in den Additionsspeicher 47 eingeschrieben.
Auf diese Weise werden der gelesene Pixeldatenwert D&sub1; und der Ausgabewert S&sub1; der Signalspeicherstufe 45 durch den Addierer 44 addiert und der sich ergebende Additionspixeldatenwert (S&sub1; + D&sub1;) wird während des Niederpegelintervalls des Schreibimpuls von Fig. 4C in den Bildspeicher 47 eingeschrieben.
Der Additionspixeldatenwert (S&sub1; + D&sub1;) sei mit S&sub2; bezeichnet; dann wird dieser Additionspixeldatenwert S&sub2; in der Signalspeicherstufe 45 zum Zeitpunkt des Endes des Hochpegelintervalls des Schreibimpulses von Fig. 4C zwischengespeichert, woraufhin der gelesene Pixeldatenwert D&sub2; und der Ausgabewert S&sub2; der Signalspeicherstufe addiert werden und als Additionspixeldatenwert (S&sub2; + D&sub2;) in den Bildspeicher 47 eingeschrieben werden.
Nun sei der Additionspixeldatenwert (S&sub2; + D&sub2;) mit S&sub3; bezeichnet; der gelesene Pixeldatenwert D&sub3; und der Ausgabewert S&sub3; der Signalspeicherschaltung werden auf ähnliche Weise addiert und als Additionspixeldatenwert (S&sub3;+ D&sub3;) in den Bildspeicher 47 eingeschrieben.
Durch Wiederholen dieser Verarbeitungsschritte werden die Pixeleinzeldaten addiert.
Wenn sich der Bildsensor 6 auf diese Weise um den Weg d&sub1; bewegt hat, werden die Additionspixeldaten oder die Histogramme, die die Summen der mit jedem winzigen Weg d&sub1; in Richtung der Y-Achse erzeugten Pixeldaten in denjenigen Adressen des Additionsspeichers 47 abgelegt, die den jeweiligen Pixelpositionen (Erfassungspositionen) in Richtung der X-Achse entsprechen.
Indessen ist der Bildspeicher 40 in den ersten Bereich 41 und den zweiten Bereich 42 abhängig vom höchstsignifikanten Bit der Ausgangsadresse des Y-Zählers 38b unterteilt. Wenn die CPU 12 zunächst den Bildsensor 6 zum Lesen der Daten anweist, ist der Wert des höchstsignifikanten Bits "0", und der erste Bereich 41 wird ausgewählt. Danach ändert sich der Wert des höchstsignifikanten Bits jedesmal dann, wenn Lesen angewiesen wird. D.h., daß der Bereich 41 für das höchstsignifikante Bit vom Wert "0" ausgewählt wird und der Bereich 42 für das höchstsignifikante Bit vom Wert "1". Die dem Bildspeicher 40 zuzuführende Adresse des Adreßzählers 48 wird jedesmal inkrementiert, wenn ein Pixeldatenwert vom Anschluß 42 eingegeben wird. Die Pixeleinzeldaten, wie sie erhalten werden, während der Bildsensor 6 das erste Mal um den Weg d&sub1; bewegt wird, wie oben beschrieben (z. B. Dateneinzelwerte innerhalb eines Teilbereichs 31 in Fig. 2A) werden alle in den ersten Bereich 41 eingespeichert. Die Pixeleinzeldaten, die erhalten werden, während der Bildsensor 6 anschließend um den Weg d&sub1; bewegt wird (z. B. Einzeldaten innerhalb eines Teilbereichs 32 in Fig. 2A) werden alle in den zweiten Bereich 42 eingespeichert.
Auf diese Weise werden gleichzeitig mit dem Lesen von Pixeleinzeldaten vom Röntgenfilm 3 und dem Einschreiben in denselben in den Bildspeicher 40 die Pixeleinzeldaten des vorgegebenen Abschnitts (mit der Länge d&sub1;) in Richtung der Y- Achse für die jeweiligen Pixelpositionen in Richtung der X- Achse aufsummiert und die Ergebnisse werden in den Additionsspeicher 47 eingeschrieben, um die Histogramme zu erzeugen. Das Obige ist der Inhalt des Schritts 130.
Um die Bahnen zu erkennen, müssen Histogramme in solcher Weise erhalten werden, daß die Werte von Pixeldaten im vorbestimmten Abschnitt d&sub1; in Richtung der Y-Achse der Bahnen für die Bahnen der jeweiligen Basen A, C, G und T aufsummiert werden. In diesem Fall werden die gelesenen Pixeleinzeldaten für jede jeweilige Pixelposition in Richtung der X-Achse durch den Addierer 44 aufsummiert, wobei Additionspixeldaten oder Histogramme für die jeweiligen Pixelpositionen in Richtung der X-Achse gleichzeitig und parallel mit dem Auslesen der Pixeldaten erhalten werden.
Die Erzeugung der Histogramme wird durch die Hardware des Addierers 44 usw. schnell ausgeführt und kann daher durch gleichzeitige Verarbeitung parallel mit dem Einschreiben der Pixeldaten in den Bildspeicher 40 erfolgen.
Daneben wird das Erzeugen der Histogramme sowohl durch den Additionsspeicher 47 als auch durch den einzelnen Addierer 44 und die zugehörige Signalspeicherstufe 45 ausgeführt, so daß die Anzahl von Komponenten klein ist und die Schaltungsanordnung einfach ist.
Auf diese Weise werden gleichzeitig und parallel mit dem Lesen von Pixeldaten für den Weg d&sub1; durch den Bildsensor 6 diejenigen Additionseinzeldaten, die die Summen der mit jedem winzigen Weg d&sub2; in Richtung der Y-Achse erhaltenen Pixeldaten sind, unter den Adressen des Additionsspeichers 47 abgelegt, die den jeweiligen Erfassungspositionen einer Linie in Richtung der X-Achse entsprechen, und die Histogramme werden erzeugt.
Wenn die im Additionsspeicher 47 abgelegten Histogramme in eine analoge Größe umgewandelt werden, wird ein Signalzug erhalten wie er in Fig. 5A dargestellt ist. In einem Schritt 131 differenziert die CPU 12 die Histogramme des Additionsspeichers 47 hinsichtlich der X-Richtung, um Differenzwerte für die analoggewandelten Werte zu erhalten, wodurch ein Signalzug erhalten wird, wie er in Fig. 5B dargestellt ist, und sie speichert die Differenzwerte in einen (nicht dargestellten) Arbeitsbereich innerhalb des RAM 15 ein. Ferner werden unter Bezugnahme auf den positiven Maximalwert und den negativen Maximalwert der Differenzwerte ein positiver Schwellenwert THH und ein negativer Schwellenwert THL eingestellt, die jeweils beispielsweise 1/2 des positiven bzw. negativen Maximalwertes entsprechen. Danach werden diejenigen Werte von Punkten, für die die Differenzwerte den positiven Schwellenwert THH überschreiten, und diejenigen Punkte, bei denen diese kleiner als der negative Schwellenwert THL sind, aufgefunden, d. h. xLA, xRA, xLC, xRC, xLG, xRG, xLT und xRT, und sie werden als Positionen der linken und rechten Enden der Bahnen der jeweiligen Basecodes A, C, G und T in Richtung der X-Achse im Teilbereich 31 erkannt (Fig. 2A) (Schritt 131). Anschließend werden die Werte der Mittelpunkte xMA, xMC, xMG und xMT der jeweiligen Punkte xLA und xRA, xLC und xRC, xLG und xRG sowie xLT und xRT berechnet. Die Punkte xLi-xRi (i = A, C, G, T) werden als Abtastpositionen erkannt (Schritt 132).
Danach bewegt die CPU 12 den Bildsensor 6 um den Weg d&sub1; in Richtung der Y-Achse weiter. Sie speichert aufeinanderfolgend im zweiten Bereich 42 des Bildspeichers 40 vom Bildsensor 6 gelieferte Pixeldaten ein und speichert auch Additionspixeldaten als Histogramme im Additionsspeicher 47 (Schritt 133). Danach werden auf dieselbe Weise wie im Schritt 131 die Werte für die linken und rechten Enden x'Li-x'Ri (i = A, C, G, T) der jeweiligen Bahnen aufgefunden und als Positionen der Bahnen der jeweiligen Basen erkannt (Schritt 134). Ferner werden die Positionen x'Mi (i = A, C, G, T) der Mittelpunkte P'Mi (i = A, C, G, T) der jeweiligen Bahnen im zweiten Teilbereich 32 (Fig. 2A) auf Grundlage der Werte für die obigen Punkte aufgefunden, wodurch die Werte für alle Abtastpositionen x'Li, Mi, Ri (i = A, G, C, T) aufgefunden werden.
Hierbei wird selbst dann, wenn eine besondere Bahn in dem der Addition unterliegenden Bereich kein zu entnehmendes Band aufweist, eine deutliche Differenz zwischen einem Dichtewert in der Bahn und einem Dichtewert für den Hintergrund außerhalb der Bahn im Additionshistogramm erhalten, da der Dichtewert in der Bahn größer als der Dichtewert des Hintergrundes ist, so daß die Bahn im allgemeinen gefunden werden kann. Wenn im Additionshistogramm jedoch keine Differenz gefunden wird, z. B. aus dem Grund, daß die Differenz der Dichtewerte für die Bahn und den Hintergrund kleiner ist als die Empfindlichkeit eines Detektors, können die Grenzwerte für die im vorigen vorbestimmten Abschnitt aufgefundene Bahn verwendet werden. Wenn der kleine Abschnitt, in dem keine Bahn gefunden wird, der erste Abschnitt ist, können außerdem die Grenzwerte für die Bahn proportional dadurch eingestellt werden, daß der Zwischenraum zwischen für andere Basen aufgefundene Bahnen festgesetzt wird. Wenn z. B. zwei Bahnen nicht aufgefunden werden, kann der Abschnitt, in denen sie nicht aufgefunden werden, zweigeteilt werden, wobei die Mitten der unterteilten Bereiche als Mitten der Bahnen gesetzt werden.
Da die oben genannten Abtastpositionen xLi, xMi, xRi und x'Li, x'Mi, x'Ri (i = A, C, G, T) auf Grundlage der Additionswerte für den Weg d&sub1; auf der Y-Achse erhalten wurden, können sie als Positionen pLi, pMi, pRi, p'Li, p'Mi und p'Ri (i = A, C, G, T) für die linken Enden, Mitten und rechten Enden der jeweiligen Bahnen in den mittleren Positionen des ersten und des zweiten Teilbereichs 31 und 32 in Richtung der Y-Achse angesehen werden. Wenn die Pixeleinzeldaten auf Linien, die die Punkte pLi und p'Li, pMi und p'Mi sowie pRi und p'Ri verbinden, aus dem Bildspeicher 40 ausgelesen werden, werden demgemäß Pixeldatenzüge (Spektren) am linken Ende, in der Mitte und am rechten Ende jeder Bahn erhalten.
Indessen werden zu diesem Zeitpunkt die Pixeleinzeldaten für den ersten und den zweiten Teilbereich 31 und 32 (Fig. 2A) des Films 3 jeweils im ersten und zweiten Bereich 41 und 42 des Bildspeichers 40 abgelegt. Aus diesem Grund stellt die CPU 12 die Spektraldaten zwischen den Punkten pLA und p'LA auf solche Weise zusammen, daß die Pixeleinzeldaten für Positionen (Adressen), die einer Linie entsprechen, die die Punkte pLi und p'Li verbindet, aufeinanderfolgend in der Richtung vom Punkt PLi zum Punkt p'Li aufeinanderfolgend ausgelesen werden und aufeinanderfolgend unter vorgegebenen Adressen in den RAM 15 eingeschrieben werden. Ebenso werden Spektraleinzeldaten zwischen den Punkten pMA und p'MA sowie zwischen den Punkten pRA und p'RA zusammengestellt. Dasselbe wird für die anderen Bahnen ausgeführt (Schritt 136). So werden für jeden der Basecodes A, C, G und T Spektraldaten an den drei Punkten, d. h. den Enden und der Mitte des Bandes zusammengestellt. Danach werden der erste Bereich 41 und der zweite Bereich 42 des Bildspeichers 40 ausgetauscht und verwendet (Schritt 137). Anschließend wird entschieden, ob der Bildsensor 6 das rechte Ende der in Fig. 1B dargestellten durchsichtigen Glasplatte 2 abgetastet hat, wodurch das Zusammenstellen der Spektraldaten für den gesamten Bereich des Röntgenfilms 3 beendet wäre (Schritt 138). Wenn das Zusammenstellen noch nicht beendet ist, geht die Verfahrenssteuerung zum Schritt 133 über. Hierbei wurden der erste Bereich 41 und der zweite Bereich 42 des Bildspeichers 40 im Schritt 137 ausgetauscht. Im Schritt 133 werden daher die Pixeleinzeldaten für den Bereich 33 (Fig. 2A) für den nächsten Weg d&sub1; aufeinanderfolgend in denjenigen Bereich (z. B. den ersten Bereich 41) eingeschrieben, der dem Bereich (z. B. dem zweiten Bereich 42) innerhalb des Bildspeichers 40 entgegengesetzt ist, in den Pixeleinzeldaten das vorige Mal eingeschrieben wurden. Auf diese Weise werden die Schritte 133- 137 wiederholt ausgeführt, um dadurch Spektraldaten für den Gesamtbereich des Röntgenfilms 3 zusammenzustellen. Dann endet der Schritt 100.
Im Schritt 100 werden Spektraleinzeldaten SLi, SMi und SRi (i = A, C, G, T) der folgenden drei Arten, nämlich linkes Ende, Mitte und rechtes Ende für jede der Basen A, C, G und T, insgesamt zwölf Arten, zusammengestellt und im RAM 15 in der Reihenfolge der Positionen der jeweiligen Pixel in Richtung der Y-Achse abgespeichert.
Im nächsten Schritt 200 werden die Spektren SLi, SMi und SRi (i = A, C, G, T) jeweils analysiert, um Bandpositionen festzustellen. Fig. 3C zeigt ein detailliertes Flußdiagramm für den Ablauf 200. Wenn die Spektren SLi, SMi und SRi (i = A, C, G, T) jeweils in analoge Größen S(y) umgewandelt werden, werden sie zu Signalzügen, wie sie in Fig. 6A dargestellt sind. In einem Schritt 230 in Fig. 3C liest die CPU 12 die jeweiligen Spektren S(y) aus dem RAM 15 aus und differenziert sie, um Differenzspektren S'(y) für die analoggewandelten Werte zu erhalten, was zu einem Signalzug führt, wie er in Fig. 6B dargestellt ist. Danach werden unter Bezugnahme auf den positiven Maximalwert und den negativen Maximalwert der Differenzspektren S'(y) ein positiver Schwellenwert CHH und ein negativer Schwellenwert THL eingestellt (Schritt 231), die jeweils z. B. 1/2 des positiven Maximalwertes und des negativen Maximalwertes entsprechen.
Anschließend werden Werte y&sub1;, y&sub4;, y&sub7;, . . . in Richtung der Y-Achse, bei denen sich die Differenzspektren S'(y) von einem Wert, der nicht kleiner ist als der positive Schwellenwert THH zu einem Wert, der kleiner ist als derselbe ändern, und Werte y&sub3;, y&sub6;, y&sub9;, . . ., bei denen sich die Differenzspektren S'(y) von einem Wert, der nicht kleiner ist als der negative Schwellenwert THL zu einem Wert, der kleiner ist als derselbe, ändern, aufgefunden, um die Existenzbereiche von Signalspitzen y&sub1;-y&sub3; y&sub4;-y&sub6; y&sub7;-y&sub9; zu erhalten (Schritt 232). Teile, die in den Fig. 6A und 6B mit gestrichelten Linien angezeigt sind, sind die Existenzbereiche von Spitzenwerten. Danach wird, was den Existenzbereich eines Spitzenwertes y&sub1;-y&sub3; betrifft, ein Y-Achsenwert y&sub2; aufgefunden, bei dem das Differenzspektrum S'(y) null ist und demgemäß das Spektrum S(y) maximal wird. Entsprechend werden in den jeweiligen Existenzbereichen für Spitzenwerte y&sub4;-y&sub6;, y&sub7;-y&sub9;, . . . Y-Achsenwerte y&sub5;, y&sub8;, . . . aufgefunden, bei denen das Differenzspektrum S'(y) null ist und demgemäß das Spektrum S(y) maximal wird (Schritt 233). Die hierbei erhaltenen Werte y&sub3;, y&sub5;, y&sub8;, . . . sind die Positionen der Spitzenwertpunkte.
Der Grund, weswegen der Spitzenwertexistenzbereich zunächst auf diese Weise ermittelt wird, ist der folgende: Das Spektrum S(y) könnte Störsignale N enthalten, die z. B. Staub usw. zuzuschreiben sind. Daher würde eine fehlerhafte Bandposition ermittelt werden, wenn nur der Wert erfaßt würde, bei dem das Differenzspektrum S'(y) null ist.
Um eine solche Ermittlung einer fehlerhaften Bandposition zu verhindern, werden demgemäß der positive Schwellenwert THH und der negative Schwellenwert THL eingestellt und der Spitzenwertexistenzbereich wird erhalten, woraufhin der Wert, bei dem das Differenzspektrum S'(y) null ist, innerhalb des Spitzenwertexistenzbereich aufgefunden wird. Daher wird ein Störsignal N nicht als Bandposition ermittelt.
Auf diese Weise wird ein die in Fig. 6(C) dargestellten Bandposition ausdrückendes Analysespektrum SS(y) erhalten. Z.B. zeigt Fig. 6D ein Analysespektrum SS(y), das die Bandpositionen wiedergibt, wie sie für jeweilige Basen A, G, T und C erhalten wurden. Die Analysespektren SS(y) werden im RAM 15 als Tabelle abgelegt, wobei den jeweiligen Pixeln Adressen in Richtung der Y-Achse zugeordnet sind, und wobei der Wert für eine Existenzposition eines Bandes z. B. "1" und derjenige für eine Nichtexistenzposition eines solchen "0" ist.
Ferner weist die Position des dem Band entsprechenden Spektrums eine gewisse Breite in Richtung der Y-Achse auf, wie dies für S(y) in Fig. 6A dargestellt ist. Die Breite unterscheidet sich für einzelne Bänder, und es unterscheiden sich auch die Dichtewerte für die einzelnen Bänder. Daher wird ein Bandexistenzbereich unter Verwendung des Differenzspektrums S'(y) ermittelt, und derjenige Punkt, bei dem das Differenzspektrum S'(y) null ist und demgemäß das Spektrum S(y) maximal wird, wird als Bandposition innerhalb des Bandexistenzbereichs ermittelt, wodurch die Position des Vorhandenseins des Bandes unabhängig von der Dichte des Bandes und dem Ausmaß der Bandbreite genau bestimmt werden kann.
Nach der Spitzenwertermittlung wird der positive Schwellenwert THH mit einem vorgegebenen Wert α verglichen (Schritt 234). Wenn der positive Schwellenwert THH größer ist, geht der Verarbeitungsablauf zu einem Schritt 235 über. Im Schritt 235 werden der positive Schwellenwert THH und der negative Schwellenwert THL auf z. B. 1/2 der bis dahin verwendeten jeweiligen Werte aktualisiert, woraufhin der Verarbeitungsablauf zum Schritt 232 übergeht. So wird die Spitzenwertvermittlung unter Verwendung des neuen positiven Schwellenwertes THH und des negativen Schwellenwerts THL wiederholt (Schritt 233). Hierbei wird die Verarbeitung zum Erfassen von Spitzenwerten nicht in den im Schritt 232 beim letzten Analyseprozeß aufgefundenen Existenzbereichen y&sub1;- y&sub3;, y&sub6; und y&sub7;-y&sub9; ausgeführt. Wenn im Schritt 234 entschieden wird, daß der positive Schwellenwert THH nicht größer ist als der vorgegebene Wert nicht größer ist als der vorgegebene Wert d endet die Verarbeitung von Fig. 3C für ein Spektrum. Hierbei ist die Untergrenze des vorgegebenen Wertes α auf einen Wert gesetzt, durch den ein Störsignal N nicht als Bandposition erkannt wird, und während der Wert aktualisiert wird, werden aufeinanderfolgend mögliche Bandpositionen aufgefunden. Die Verarbeitung von Fig. 3C wird für alle Spektren SLi, SMi und SRi (i = A, C, G, T) ausgeführt und es werden Analysespektren SSLi, SMi und SRi (i = A, C, G, T) erhalten, bei denen es sich um Bandermittlungsinformation handelt.
Im nächsten Schritt 300 werden die Bandpositionen durch eine in Fig. 3D dargestellte Routine normiert.
Die Normierung der Bandpositionen wird ausgeführt, um die Reihenfolge in der Bandanordnung der Basencodes selbst in einem solchen Fall genau zu lesen, bei dem jeweilige Bänder 4 der Basen A, C, G und T geneigt sind, wie in Fig. 7 dargestellt.
Gemäß Fig. 3D wird, was die Base C betrifft, das Analysespektrum SSMC innerhalb des RAM 15 in Richtung der Y-Achse aufgesucht, und die Adresse des Analysespektrums SSMC mit dem Wert "1", d. h. mit dem Wert y&sub5;&sub1; einer in Fig. 7 dargestellten Y-Achsenposition wird aufgefunden (Schritt 330). In einem Schritt 331 wird entschieden, ob ein Analysespektrum SSMC mit dem Wert "1" aufgesucht wurde. Wenn ein solches aufgesucht wurde, geht der Verarbeitungsablauf zu einem Schritt 332 über. Im Schritt 332 werden Y-Koordinatenwerte y&sub4;&sub1; und y&sub6;&sub1; vor Punkte, für die die Werte der Analysespektren SSLC und SSRC "1" werden jeweils nahe (in Richtung der Y-Achse) bei dem durch die Suche aufgefundenen Wert y&sub5;&sub1; aufgefunden. Dann werden die Positionen des linken Endes, der Mitte und des rechten Endes (y&sub4;&sub1;, y&sub5;&sub1;, y&sub6;&sub1;) des Bandes C ermittelt. Selbstverständlich wird dann, wenn keine Werte y&sub4;&sub1; und y&sub6;&sub1; erhalten werden können, der Wert y&sub5;&sub1; als Fehler erkannt und es wird kein Vorhandensein des Bandes C ermittelt. Danach wird die Neigung RC1 einer durch diese drei Punkte y&sub4;&sub1;, y&sub5;&sub1; und y&sub6;&sub1; auf dem ermittelten Band C1 gehenden geraden Linie berechnet (Schritt 333).
Anschließend wird unter Verwendung des Wertes y&sub5;&sub1; und der Neigung RC1 der Wert (normierter Wert) der Position C1N des Bandes C&sub1; an der Grenze II (Fig. 7) der Basecodes C und G in Richtung der Y-Achse berechnet (Schritt 334). Danach geht der Verarbeitungsablauf zum Schritt 330 über und die Schritte 330-334 werden wiederholt ausgeführt, wodurch normierte Werte C2N, . . . aufgefunden werden. Wenn die Durchsuchung des Spektrums SSMC vorüber ist, ist die Verarbeitung von Fig. 3D für die Base C vorbei. Danach wird entschieden (Schritt 335), ob die Verarbeitung von Fig. 3D für die Base G ausgeführt wurde oder nicht. Wenn sie nicht ausgeführt wurde, werden normierte Positionen g1N, g2N, . . . auf ähnliche Weise gefunden. Danach wird, was die Base A betrifft, das Analysespektrum SSMA im RAM 15 durchsucht (Schritt 336). Wenn der Wert, z. B. y&sub2;&sub1; der Position in Y-Richtung im Analysespektrum SSMA aufgefunden wurde (Schritt 337) werden jeweilige Werte y&sub1;&sub1; und y&sub3;&sub1;, bei denen die Werte der Analysespektren SSLA und SSRA "1" sind nahe (in Richtung der Y-Achse) dem obigen Wert y&sub2;&sub1; aufgefunden, um die Positionen (y&sub1;&sub1;, y&sub2;&sub1;, y&sub3;&sub1;) des Bandes A&sub1; zu ermitteln (Schritt 338). Ferner wird die Neigung Ra1 einer durch die Werte y&sub1;&sub1;, y&sub2;&sub1; und y&sub3;&sub1; der drei Punkte des Bandes A&sub1; gehenden geraden Linie berechnet (Schritt 339). Daneben wird unter Verwendung des Wertes y&sub3;&sub1; und der Neigung Ra1 ein quasinormalisierter Wert α&sub1; an der Grenze I zwischen den Basecodes A und C berechnet (Schritt 340).
Hierbei verlaufen die Bahnen manchmal mäanderförmig, wie dies in Fig. 2B dargestellt ist, und dadurch ist die Grenze der erfaßten Bahnen geneigt. Selbst in diesem Fall kann das im Schritt 338 ermittelte Band als gerade Linie mit der im Schritt 339 berechneten Neigung Ra1 angesehen werden, so daß der quasinormierte Wert α&sub1; leicht dadurch aufgefunden werden kann, daß der Schnittpunkt zwischen diesem Band und der Grenze erhalten wird.
Anschließend wird die Neigung RCi (RC1 bei diesem Beispiel) des Bandes Ci (C&sub1; bei diesem Beispiel) des Basecodes C an einer Position gefunden, die dem quasinormierten Wert α&sub1; am nächsten liegt, und zwar in jedem der X-Achsenteile, die größer und kleiner sind als der quasinormierte Wert α&sub1;, bei dem es sich um den Wert der Y-Achsenposition handelt. Unter Verwendung des quasinormierten Wertes α&sub1; und der Neigung RCi wird die Neigung Rac1 der Position aufgefunden, die dem quasinormierten Wert α&sub1; (der Bahn) des Basecodes C entspricht. Ferner werden der quasinormierte Wert α&sub1; und die Neigung Rac1 dazu verwendet, den Y-Koordinatenwert der normierten Position a1N des Bandes A&sub1; an der Grenze II zu finden (Schritt 342). Danach geht der Verarbeitungsablauf zum Schritt 336 über und die Schritte 336-342 werden wiederholt ausgeführt, wodurch die Y-Koordinatenwerte der normierten Positionen a2N und a3N der jeweiligen Bänder A&sub2; und A&sub3; erhalten werden. Nachdem eine derartige Normierung beendet ist (Schritt 343) wird die Verarbeitung von Fig. 3D für den Basecode T auf ähnliche Weise ausgeführt, um normierte Werte t1N, . . . zu erhalten.
Die durch die obige Verarbeitung von Fig. 3D erhaltenen normierten Werte a1N, c1N, g1N, t1N sind Y-Achsenwerte auf der Grenze II. Ein Bereich SD innerhalb des RAM 15 erhält Adressen für die Richtung der Y-Achse auf der Grenze II. Baseeinzeldaten "A" werden unter den Adressen des Bereichs SD entsprechend den normierten Positionen a1N, . . . abgespeichert. Ebenso werden Baseeinzeldaten "C", "G" und "T" jeweils unter Adressen für die normierten Positionen c1N, . . ., g1N, . . ., bzw. t1N, . . . abgespeichert.
Wie oben beschrieben, sind die Bänder 4 der jeweiligen Basen A, C, G und T oft gegenüber den Grenzen der Bahnen der jeweiligen Basen geneigt und die Neigungen unterscheiden sich für die jeweiligen Bahnen. Die Bänder werden daher an der Grenze II in Übereinstimmung mit ihren Neigungen normiert, wodurch die Reihenfolge der Bandanordnung der Basen selbst dann korrekt gelesen werden kann, wenn die jeweiligen Bänder mit individuell verschiedenen Winkeln geneigt sind.
So endet der Schritt 300 in Fig. 3A.
Danach werden die Baseeinzeldaten des Bereichs SD innerhalb des RAM 15 im Schritt 400 in Fig. 3A korrigiert.
Genauer gesagt, wird ein auf dem Röntgenfilm abgebildetes Band, dann, wenn es dünn ist, nicht ermittelt. Außerdem werden im Fall eines engen Bandintervalls mehrere Bänder als Einzelband ermittelt und es tritt ein Fehler dahingehend auf, daß ein Band oder mehrere ermittelt werden.
Ferner wird ein auf dem Röntgenfilm 3 abgebildetes Geisterband und Staub usw. zuschreibbare Störsignale als Bänder ermittelt.
In der Verarbeitung von Schritt 400 werden daher die Intervalle benachbarter Bänder auf einer einzelnen Linie mit einem minimalen Bandintervall sowie einem Bezugsbandintervall verglichen, und das Band wird gelöscht, oder seine Position wird korrigiert.
Nun wird die Verarbeitung von Schritt 400 unter Bezugnahme auf Fig. 3E im einzelnen erläutert.
Diese Figur zeigt ein detailliertes Flußdiagramm der Verarbeitung zum Korrigieren der Basedaten.
Die Bandintervalle (in Richtung der Y-Achse) benachbarter Bänder, die vom Röntgenfilm 3 abgelesen wurden, nachdem sie durch das Schrotschußverfahren abgebildet wurden, und die auf die durch die strichpunktierte Linie II in Fig. 7 angezeigte Grenzlinie normiert wurden, weisen eine Beziehung zu den Werten der Y-Achsenpositionen auf, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist. In einem Schritt 430 in Fig. 3E werden die Bandintervalle der benachbarten Bänder aufeinanderfolgend auf Grundlage der Differenzen der Adressen des Bereichs SD aufgefunden, in dem die Baseeinzeldaten abgespeichert sind, und sie werden mit dem minimalen Bandintervall Dmin in Fig. 8 verglichen. Wenn das hierbei aufgefundene Bandintervall kleiner als das minimale Bandintervall Dmin ist, wird der Basedatenwert desjenigen Bandes der zum Auffinden des Bandintervalls verwendeten benachbarten Bänder als Störsignal betrachtet und aus dem Bereich SD gelöscht, für das der Wert der Y-Achsenposition, d. h. der Adreßwert des Bereichs SD kleiner ist. Die vorstehend angegebene Störsignal-Beseitigungsverarbeitung wird für den gesamten Bereich SD ausgeführt.
Anschließend werden unter Verwendung des der Störsignal-Beseitigungsverarbeitung unterzogenen Bereichs SD die Bandintervalle der benachbarten Bänder dadurch aufgefunden, daß die Werte der Y-Achsenpositionen, d. h. die Adressen, aufeinanderfolgend erhöht werden. Abhängig von den erhaltenen Bandintervallen der Bänder wird eine Bandintervallfunktion BY mit der parallel zur Richtung der Y-Achse (Querrichtung in Fig. 7) verschobenen Charakteristik von Fig. 7 berechnet und in einem Bereich B für die Bandintervallfunktion innerhalb des RAM 15 mit entsprechenden Adressen in Richtung der Y-Achse als Referenzbandintervalle in aufeinanderfolgender Art abgespeichert (Schritt 431).
Der Grund, weswegen die Bandintervallfunktion BY auf diese Weise aufgefunden wird, ist der, daß sich die Werte in Richtung der Y-Achse in Fig. 7 abhängig von der Anordnungsposition des Röntgenfilms 3 auf dem durchsichtigen Glas usw. ändern.
Anschließend werden die Bandintervalle der benachbarten Bänder dadurch aufgefunden, daß die Adressen im Bereich SD der Reihe nach erhöht werden. Das Bandintervall wird mit einem zulässigen Bandintervall verglichen, das auf solche Weise erhalten wird, daß das Bezugsbandintervall, wie es aus derjenigen Adresse des Bereichs B ausgelesen wird, die dem Wert der Y-Achsenposition des Mittelpunkts der benachbarten Bänder entspricht, mit einer vorgegebenen Konstante multipliziert wird (Schritt 432). Wenn das auf Grundlage der Adresse des Bereichs SD individuell aufgefundene Bandintervall größer als das zulässige Bandintervall ist, wird entschieden, daß ein Fehler bei der Bandermittlung auftrat, und das Band wird auf die folgende Weise in Schritten 433 und 434 neu ermittelt. Im Schritt 433 werden die Neigungen der Bänder der jeweiligen Basen A, C, G und T, die der Y-Achsenposition eines Korrekturpunktes entsprechen, bei dem es sich um den Mittelpunkt der benachbarten Bänder im Bereich SD handelt, mit demselben Ablauf aufgefunden, wie er zuvor für das Ermitteln der Bandpositionen angegeben wurde, und die Werte (umgekehrt normierte Korrekturpunkte) der Y-Achsenposition für die Bandmitten (xMA, xMC, xMG und xMP in Fig. 5B) der jeweiligen Basen A, C, G und T, die dem erstgenannten Korrekturpunkt entsprechen, werden aufgefunden.
Im folgenden Schritt 434 wird der Wert des umgekehrt normierten Korrekturpunktes des Spektrums SSMA mit einem Wert verglichen, der z. B. 1/2 des Wertes des Spektrums SSMA entspricht, das als Band nahe dem umgekehrt normierten Korrekturpunkt erkannt wurde, und wenn der Wert des Spektrums am umgekehrt normierten Korrekturpunkt größer ist, wird dieser umgekehrt normierte Korrekturpunkt als Bandkandidatenpunkt für die Base A angesehen. Ebenso werden Bandkandidatenpunkte für die jeweiligen Basen C, G und T für die Spektren SSMC SSMG und SSMT bestimmt. Wenn auf diese Weise mehrere Bandkandidatenpunkte erhalten wurden, werden die Werte der Spektren bei den jeweiligen Bandkandidatenpunkten verglichen. Dann wird diejenige Base, die den größten Spektralwert aufweist, als Korrekturbase bestimmt, und ein Korrekturbasendatenwert wird unter der Adresse des Bereichs SD abgespeichert, die dem Korrekturpunkt entspricht. Hierbei wirkt eine Entscheidung, wenn es vorab für die Eigenschaft des Films bekannt ist, daß der Spektralwert abhängig von den Inhalten der vorangehenden und nachfolgenden Bänder zunimmt oder abnimmt, die diese Bedingung berücksichtigt. Z.B. erfolgt bei der bekannten Bedingung, daß dann, wenn das Nachbarband das der Base A ist, der Wert der Nachbarbase C 30% kleiner wird, oder daß ein Geistersignal auftritt (der Wert nimmt um 30% zu) der Vergleich nach Korrektur des Wertes der Base C. Wenn der Schritt 432 entschieden hat, daß das aus der Adresse des Bereichs SD gefundene Bandintervall nicht größer ist als das zulässige Bandintervall, oder nachdem der Schritt 434 beendet wurde, geht der Verarbeitungsablauf zu einem Schritt 435 über. Hier wird entschieden, ob die Überprüfung der Bandintervalle für den gesamten Bereich in Richtung der Y-Achse abgeschlossen wurde oder nicht. Wenn sie nicht vorüber ist, geht der Verarbeitungsablauf zum Schritt 432 über. Durch Wiederholen der Schritte 432-434 auf diese Weise wird die Bandintervallüberprüfung für den gesamten Bereich in Richtung der Y-Achse ausgeführt, woraufhin die Verarbeitung von Fig. 3E endet.
Auf diese Weise werden im Schritt 400 die Baseeinzeldaten im Bereich SD innerhalb des RAM 15 auf Grundlage der vorab bekannten Bandintervallcharakteristik untersucht, um fehlerhaft ermittelte Basedaten zu löschen, und um eine Kompensation für Basedaten vorzunehmen, für die die Ermittlung fehlschlug.
D.h., daß das Bandintervall der benachbarten Bändern mit dem Minimalbandintervall Dmin verglichen wird und ein Basedatenwert eines Störbandes aus dem Bereich SD des Speichers 15 gelöscht wird. Daneben wird das Bandintervall der benachbarten Bänder mit dem Bezugsbandintervall abhängig von der Bandposition verglichen, und ein nicht ermitteltes Band wird neu ermittelt, um die Bandposition zu korrigieren. Daher kann verhindert werden, daß ein Fehler bei der Bandermittlung auftritt, wie er einem dünnen Band oder einem engen Bandintervall zuzuordnen ist, und es können Bandanordnungsdaten ohne Fehler erhalten werden.
Danach werden im Schritt 500 die im Bereich SD des Speichers 15 abgespeicherten Baseeinzeldaten in der Reihenfolge der der Richtung der Y-Achse entsprechenden Adressen ausgelesen, um in der Plattenvorrichtung 16 abgespeichert und von der externen Schnittstellenschaltung 17 an den (nicht dargestellten) externen Computer übertragen zu werden.
Hierbei sind in Fig. 6E unter den ermittelten Baseeinzeldaten solche dargestellt, die den Analysespektren in Fig. 6D entsprechen.
Obwohl beim vorstehenden Ausführungsbeispiel ein Lesen der Bandanordnungsinformation von Basen von mit Röntgenstrahlen abgebildeten Genen als Beispiel beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern es kann auch Gutbandananordnungsinformation im Chromatogramm von Aminosäuren usw. gelesen werden. Daneben ist es gut möglich, durch Elektrophorese oder dergleichen bewegte Bänder direkt mit Hilfe eines feststehenden Sensors zu ermitteln.
Wie oben beschrieben kann gemäß der Erfindung ein Band-Feldmusters automatisch gelesen werden.
Mit einem Verfahren, bei dem Histogramme für jeden vorgegebenen Abschnitt in der Längsrichtung von Bahnen (in Richtung einer Y-Achse) erzeugt werden, und bei dem Bandpositionen auf Grundlage der Histogramme ermittelt werden, können die Bandpositionen der jeweiligen Bahnen selbst dann genau ermittelt werden, wenn die Bahnen mäanderförmig verlaufen.
Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können Histogramme parallel zum Ansammeln von Dichtedaten erhalten werden, so daß die Verarbeitung beschleunigt werden kann.
Mit einem Verfahren, bei der die Anordnungsreihenfolge von Bändern gelesen wird, nachdem ermittelte Bandpositionen auf Positionen auf einer einzelnen Linie in der Längsrichtung von Spuren abhängig von den Neigungen der jeweiligen Bänder ermittelt wurden, kann die Anordnungsreihenfolge der Bänder selbst dann genau ermittelt werden, wenn die Bänder in den einzelnen Bahnen geneigt sind.
Ferner kann bei einem Verfahren, bei dem das Bandintervall benachbarter Bänder auf einer einzelnen Linie mit einem vorgegebenen minimalen Bandintervall und einem Bezugsbandintervall abhängig von der Position auf der einzelnen Linie verglichen wird, und bei dem das Band gelöscht oder neu ermittelt wird, ein fehlerhaftes Lesen der Bandposition vermieden werden.

Claims

1. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) mit

einem Schritt zum photoelektrischen Umwandeln des Musters (3), um ein elektrisches Signal von Dichte-Datenwerten entsprechender Pixel zu erzeugen, wobei das Muster (3) innerhalb einer Vielzahl von Bahnen (A, C, G, T), die sich im wesentlichen entlang einer ersten Richtung (OY) erstrecken, eine Vielzahl von entlang einer zweiten (OX) zur ersten (OY) senkrechten Richtung angeordneten Bandmustern (4) aufweist,

einem Schritt zum Feststellen von Histogrammen aus den erzeugten Dichte-Datenwerten, wobei die Histogramme aus Summen der Dichte-Datenwerten von Pixeln, die entsprechenderweise auf einer Vielzahl von geraden in die genannte erste Richtung (OY) verlaufenden Linien liegen, bestehen,

einem Schritt zum Feststellen von repräsentativen Punkten (XMA, XMC, XMG, XMT...) für die entsprechenden Bahnen (A, C, G, T) aus den Histogrammen, wobei die Punkte Positionen der entsprechenden Bahnen in der zweiten Richtung (OX) darstellen,

einem Schritt zum Feststellen von Dichte-Datenketten der Pixel auf geraden Linien in erster Richtung (OY), die die festgestellten repräsentativen Punkte (XMA, XMC, XMG, XMT...) passieren, für die entsprechenden Bahnen (A, C, G, T), und

einem Schritt zum Feststellen von Positionen (Y2, Y5, Y8) der Vielzahl von Bändern (4) innerhalb der entsprechenden Bahnen (A, C, G, T) in der ersten Richtung (OY) aus den festgestellten Dichte-Datenketten.

2. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch ,, wobei das Feststellen der Histogramme und das Feststellen der repräsentativen Punkte (XMA, XMC, XMG, XMT...) für jede einer Vielzahl von Abschnitten (31, 32, 33) durchgeführt wird, die durch Teilen der entsprechenden Bahnen (A, C, G, T) in erster Richtung (OY) erhalten werden.

3. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 1, wobei die repräsentativen Punkte (XMA, XMC, XMG, XMT...) Punkte sind, die Mittelpositionen der entsprechenden Bahnen (A, C, G, T) in der zweiten Richtung (OX) darstellen.

4. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 1, wobei das Feststellen der repräsentativen Punkte (XMA, XMC, XMG, XMT...) darin besteht, eine Vielzahl von Punkten festzustellen, die eine Vielzahl von Positionen jeder der Bahnen (A, C, G, T) in der zweiten Richtung (OX) darstellen, das feststellen der Spektren darin besteht, für jede der Bahnen eine Vielzahl von Dichte-Datenketten festzustellen, die aus Dichte-Datenketten der Pixel auf einer Vielzahl von geraden Linien in erster Richtung (OY) bestehen, die entsprechenderweise die Vielzahl von repräsentativen Punkten passieren, und wobei das Feststellen der Bandpositionen (Y2, Y5, Y8) darin besteht, auf der Basis jeder der Vielzahl von Dichte-Datenketten für jede Bahn die Positionen einer Vielzahl von Bändern (4) in der ersten Richtung (OY) und einer Vielzahl von Bandpositionen für die entsprechenden Bänder innerhalb jeder Bahn aus der Vielzahl von festgestellten repräsentativen Punktpositionen und der Vielzahl von festgestellten Bandpositionen für jede der Vielzahl von Dichte-Datenketten festzustellen.

5. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 4, wobei die repräsentativen Punkte (XMA, XMC, XMG, XMT...) jeder der Bahnen (A, C, G, T) jeweils ein Punkt (XMA, XMC, XMG, XMT), der eine Mittelposition der jeweiligen Bahn darstellt und Punkte (XLA, XLC, XLG, XLT, XRA, XRC, XRG, XRT), die Positionen der beiden äußeren Kantenbereiche jeder der Bahnen darstellen, sind.

6. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 5, wobei das Feststellen der Vielzahl von repräsentativen Punkten (XMA, XMC, XMG, XMT...) jeder der Bahnen (A, C, G, T) für jede einer Vielzahl von Abschnitten (31, 32, 33) durchgeführt wird, die durch Teilen der entsprechenden Bahnen in der ersten Richtung (OY) erhalten werden.

7. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Feststellen der Mittelposition (XMA, XMC, XMG, XMT) jeder Bahn (A, C, G, T) und der Positionen (XRA, XRC, XRG, XRT, XLA, XLC, XLG, XLT) jeder der äußeren Kantenbereiche jeder Bahn so durchgeführt wird, daß die Histogramme für die Vielzahl der Bahnen differenziert werden, um differentielle Kurven zu erhalten, einen positiven Maximalwert und einen negativen Maximalwert in jeder der differentiellen Kurven für die Vielzahl von Bahnen zu bestimmen und einen positiven Schwellenwert und einen negativen Schwellenwert mit entsprechenderweise festgelegten Beziehungen zu dem positiven Maximalwert und dem negativen Maximalwert zu berechnen, worauf Punkte mit dem positiven Schwellenwert und dem negativen Schwellenwert in der differentiellen Kurve des Histogramms jeder Bahn entsprechenderweise als Punkte erfaßt werden, die die Positionen der beiden äußeren Kantenbereiche jeder Bahn darstellen, während ein Punkt in der Mitte der Punkte, die die Positionen beider äußerer Kantenbereiche repräsentieren als Punkt erfaßt wird, der die Mittelposition jeder Bahn darstellt.

8. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Feststellen der Vielzahl von Bandpositionen (Y2, Y5, Y8) auf der-Grundlage von Dichte-Datenketten darin besteht, Pixelpositionen mit maximalen Dichte-Datenwerten in den genannten Dichte-Datenketten festzustellen.

9. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 1, wobei die entlang der genannten ersten Richtung (OY) festgestellten Bandpositionen (Y2, Y5, Y8) entsprechend der Neigungen einander entsprechender Bänder (4) auf Positionen auf einer einzigen Linie in der genannten ersten Richtung (OY) jeder Bahn (A, C, G, T) normalisiert werden.

10. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 9, wobei, wenn ein Bandintervall benachbarter Bänder bei den entsprechenderweise auf der genannten einzelnen Linie in erster Richtung (OY) normalisierten Bandpositionen kleiner ist als mindestens ein einen vorbestimmten Wert darstellendes minimales Bandintervall (Dmin), eines der benachbarten Bänder als Rauschen gelöscht wird und außerdem, wenn das Bandintervall der genannten benachbarten Bänder ausreichend größer als ein Bezugs-Bandintervall ist, das einen einer Position auf der genannten einzelnen Linie entsprechenden Wert darstellt, ein Band, das zwischen den genannten benachbarten Bändern auftreten sollte, wiedergewonnen wird.

11. Verfahren zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Band-Feldmuster ein Basen-Band-Feldmuster eines Gens ist.

12. Vorrichtung zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) mit

einer photoelektrischen Umwandlungseinrichtung (6) zum photoelektrischen Umwandeln des Band-Feldmusters (3) und zum Liefern von Dichte-Datenwerten entsprechender Pixel, wobei das Band-Feldmuster (3) eine Vielzahl von Bandmustern (4) aufweist, die innerhalb jeder einer Vielzahl von sich im wesentlichen entlang einer ersten Richtung (OY) erstreckenden Bahnen (A, C, G, T) im wesentlichen entlang einer zur ersten (OY) senkrechten zweiten Richtung (OX) angeordnet sind, wobei die Einrichtung (6) eine photoelektrische Umwandlung einer vorbestimmten Zahl von Pixeln auf einer geraden Linie in der genannten zweiten Richtung (OX) durchführt, während die Position der geraden Linie aufeinanderfolgend in der genannten ersten Richtung (OY) verändert wird,

einem ersten Speicher (47) mit einer vorbestimmten Zahl von Speicherplätzen,

einer Additionseinrichtung (44) zum Addieren der Dichte- Datenwerte der vorbestimmten Zahl von Pixeln und Daten innerhalb einer Speicherposition des genannten ersten Speichers (47) und zum Schreiben des Additionsergebnisses in den genannten ersten Speicher (47) synchron mit der photoelektrischen Umwandlung der vorbestimmten Zahl von Pixeln auf der einzelnen geraden Linie in der genannten zweiten Richtung (OX) durch die photoelektrische Umwandlungseinrichtung (6), um dadurch in dem ersten Speicher (47) Histogramme zu bilden, die die Summe von Dichte-Datenwerten von Pixeln auf einer Vielzahl von jeweils in erster Richtung (OY) verlaufenden geraden Linien sind,

einem zweiten Speicher (40), der die Dichte-Datenwerte der genannten Pixel aufeinanderfolgend synchron mit der photoelektrischen Umwandlung durch die photoelektrische Umwandlungseinrichtung (6) speichert, und

einer Verarbeitungseinrichtung (12) zum Feststellen eines eine Position jeder Bahn (A, C, G, T) in zweiter Richtung (OX) repräsentierenden Punkts (XMA, XMC, XMG, XMT...) aus dem Histogramm in dem ersten Speicher (47) zu den entsprechenden Bahnen (A, C, G, T), zum Auslesen einer Dichte-Datenkette für die Pixel auf der geraden Linie in der ersten Richtung (OY), die den festgestellten repräsentativen Punkt passiert, aus dem genannten zweiten Speicher (40) zu den entsprechenden Bahnen, und zum Feststellen von Positionen (Y2, Y5, Y8) der entsprechenden Bänder (4) innerhalb jeder Bahn in der ersten Richtung (OY) aus der aus dem zweiten Speicher (40) ausgelesenen Datenkette.

13. Vorrichtung zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 12, wobei

der zweite Speicher (40) einen ersten (41) und einen zweiten (42) Bereich umfaßt, von denen jeder einen Satz von Dichte-Datenwerten innerhalb eines einer Vielzahl von Abschnitten (31, 32, 33) beinhaltet, die von der photoelektrischen Umwandlungseinrichtung (6) in erster Richtung (OY) aneinandergestellt werden, und wobei der zweite Speicher (40) weiterhin eine Einrichtung (30, 38) zum abwechselnden Schreiben der Sätze der Dichte-Datenwerte innerhalb der Vielzahl von Abschnitten in den ersten (41) und den zweiten (42) Speicherbereich synchron mit der Lieferung der Abschnitte der Dichte-Datenwerte der entsprechenden Abschnitte durch die photoelektrische Umwandlungseinrichtung (6) umfaßt,

der erste Speicher (47) eine Einrichtung zum Zurücksetzen seines gespeicherten Inhalts synchron mit dem Liefern der Sätze von Dichte-Datenwerten der entsprechenden Abschnitte durch die photoelektrische Umwandlungseinrichtung umfaßt, um dadurch im ersten Speicher (47) die Histogramme entsprechend der Dichte-Datenwerte der Vielzahl von Pixeln innerhalb eines der genannten Abschnitte (31, 32, 33) aufzunehmen, und

die genannte Verarbeitungseinrichtung (12) eine Einrichtung zum Bestimmen einer Position (XMA, XMC, XMG, XMT...) eines eine Position jeder Bahn (A, C, G, T) repräsentierenden Punkts innerhalb jeder der Abschnitte (32) synchron mit dem Liefern der Sätze von Dichte-Datenwerten der entsprechenden Abschnitte durch die photoelektrische Umwandlungseinrichtung (6) ist, um Positionen von Pixelketten festzustellen, die auf einer Linie liegen, die den die Position jeder Linie innerhalb des festgestellten Abschnitts (32) repräsentierenden ersten Punkt mit dem die Position jeder Bahn des Abschnitts (31), der dem genannten zuvor festgestellten Abschnitt (32) vorangeht, repräsentierenden zweiten Punkt verbindet, um Dichte-Datenwerte der Pixel an den festgestellten Positionen aus dem genannten ersten (41) und dem zweiten (42) Bereich auszulesen und um Positionen entsprechender Bänder innerhalb der entsprechenden Bahnen in der genannten ersten Richtung (OY) auf der Grundlage der Dichte-Datenketten, die aus dem zweiten Speicher (40) zu der Vielzahl von Abschnitten (31, 32, 33) ausgelesen werden, festzustellen.

14. Vorrichtung zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach Anspruch 13, wobei

der erste Speicher (47) die gespeicherten Datenwerte aufeinanderfolgend synchron mit der photoelektrischen Umwandlung der Vielzahl von Pixel auf der genannten geraden Linie in der zweiten Richtung (OX) durch die photoelektrische Umwandlungseinrichtung (6) liefert, und

die Additionseinrichtung (44) eine Einrichtung zum aufeinanderfolgenden Empfangen und Addieren der Dichte-Datenwerte für die Vielzahl von Pixeln auf der genannten einen geraden Linie in der genannten zweiten Richtung (OX), wie sie von der photoelektrischen Umwandlungseinrichtung (6) geliefert werden, und der aus dem genannten ersten Speicher (47) aufeinanderfolgend ausgelesenen Datenwerten darstellt.

15. Vorrichtung zum automatischen Lesen eines Band-Feldmusters (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Band- Feldmuster ein Basen-Band-Feldmuster eines Gens ist.