JPH0785056B2 - バンド配列パタ−ンのバンド位置補正方法 - Google Patents

バンド配列パタ−ンのバンド位置補正方法

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JPH0785056B2
JPH0785056B2 JP60241549A JP24154985A JPH0785056B2 JP H0785056 B2 JPH0785056 B2 JP H0785056B2 JP 60241549 A JP60241549 A JP 60241549A JP 24154985 A JP24154985 A JP 24154985A JP H0785056 B2 JPH0785056 B2 JP H0785056B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバンド配列パターンのバンド位置補正方法に係
り、特にＸ線フィルムに像影された遺伝子の塩基配列等
のバンド配列パターン内のバンド位置補正に好適なバン
ド位置補正方法に関する。
〔発明の背景〕
生物の遺伝子は、デオキシリボ核酸（DNA）なる物質よ
りなり、アデニン（Ａ），シトシン（Ｃ），グアニン
（Ｇ），チミン（Ｔ）の４種類の有機塩基が２重螺旋状
に配列された構造を有することが解明され、一般に知ら
れている。このDNAの塩基配列を決定する方法にショッ
トガン法がある。この方法では、各塩基を化学的に切断
する試薬でDNAの鎖をばらばらにし、電気泳動法により
各塩基を長さの違いにより配列させ各塩基をフィルム上
にＸ線像影する。第２図Ａに示すように、このＸ線像影
されたフィルム３上には塩基コードA,C,G,Tのそれぞれ
に対して、一つのレーン内に、レーンにほぼ垂直を方向
に延在する各バンド４が複数配列されており、このフィ
ルム上の塩基配列を解析することにより、遺伝子を解析
することができる。
この解析のため、フィルム上の塩基配列パターンをコン
ピュータへ入力する。このための入力装置としては、従
来、デジタイザを用い、上記Ｘ線フィルム３をこのデジ
タイザの上に置き、ペン又はカーソルでフィルム上のバ
ンド４の位置を順次指してデジタイザの出力信号をコン
ピュータに入力する装置がある。
しかし、従来の装置においてはＸ線フィルム上のバンド
をペン等で順次指すことにより入力を行なうため、Ｘ線
フィルム上の全バンドを入力するのに手間がかかり、長
時間の入力操作を行なうと入力ミスも多くなる。
このため、塩基配列パターンの自動読取装置の開発が要
望されていた。
上記塩基配列パターンの自動読み取りを行なうために
は、Ｘ線フィルムを画素単位で読み取った後、塩基コー
ドA,C,G,T夫々の有効範囲（以下「レーン」という）を
認識して、このレーンに沿ってバンドの濃淡画像スペク
トル収集を行なう。この後収集されたスペクトルを解析
して各塩基コードのレーンごとにバンドの存在位置を検
出し、バンド位置を塩基コードに変換してレーンの長手
方向の塩基コードの配列順序を読み取る。しかし、Ｘ線
フィルムに像影されたバンドは各塩基コードのレーンの
境界に対して傾いている場合が多く、その傾きも各レー
ンごとに異なっており、各塩基コードのバンド配列順序
を正しく検出することが困難であるという問題点があ
る。
さらに、Ｘ線フィルムに像影されたバンドが薄い場合に
はバンドが検出されず、また、バンド間隔が密なる部分
では複数のバンドが単一のバンドとして検出されてバン
ド検出洩れが発生する。また、Ｘ線フィルムに像影され
たゴーストバンド、ゴミ等による雑音がバンドとして検
出される。このような場合、塩基配列情報が誤って読み
取られるという問題点がある。
〔発明の目的〕
本願第１の発明は、レーン毎に検出されたバンドがレー
ンごとに異なって傾いてもバンドの配列順序を正確に検
出バンド配列パターンのバンド位置補正方法を提供する
ことを目的とする。
本願第２の発明は、バンド位置の誤った読み取りを防止
するバンド位置補正方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本願第１の発明においては、互いに隣接するレーンを形
成して配列するバンドの位置が、レーン夫々毎に検出さ
れる。このバンド位置はバンド夫々の傾きに応じてレー
ンの長手方向の一線上の位置に正規化され、この後バン
ドの配列順序が読み取られる。
本願第２の発明においては、互いに隣接するレーンを形
成して配列するバンドの位置が、レーン夫々毎に検出さ
れる。このバンド位置はバンド夫々の傾きに応じてレー
ンの長手方向の一線上の位置に正規化される。上記一線
上の相隣るバンドのバンド間隔は予め定められた最小バ
ンド間隔及び一線上の位置に応じた基準バンド間隔と比
較され、バンドの消去又は再検出が行なわれる。
〔発明の実施例〕
第１図（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明になるバンド配
置パターン読取装置の一実施例のブロック系統図および
イメージスキャナ（５）の概略構成を示す。第１図
（Ａ）において、イメージスキャナ５には例えばA3サイ
ズ程度の透明ガラス２が設けられている。
遺伝子の塩基配列がＸ線像影されているＸ線フィルム３
は透明ガラス２上に載置される。Ｘ線フィルム３には第
２（Ａ）図に示す如く、ショットガン法により配列決定
された４種の塩基コードA,C,G,Tに夫々対応した実線で
示すバンド４が配列されて像影されている。通常Ｘ線フ
ィルム３には塩基コードA,C,D,G,Tを１組みとしてＸ軸
方向に複数組の塩基コードが像影されているが第２
（Ａ）図においてはそのうちの１組のみを示している。
上記のＸ線フィルム３は塩基コードA,C,G,T夫々の有効
範囲であるレーンの長手方向がイメージスキャナ５のＹ
軸方向とほぼ一致するように位置決めされている。
透明ガラス２位置に対応して１次元イメージセンサ６が
設けられている。一次元発光素子７よりの光がＸ線フィ
ルム３に照射され、Ｘ線フィルム３のＸ軸方向１ライン
分の反射光がイメージセンサ６に入射する。イメージセ
ンサ６はこの１ライン分の反射光を画素単位で光電変換
した後内蔵するチャージ・カップルド・ディバイス（CC
D）（図示せず）等を用いてシリアルに取り出し、取り
出した電気信号を例えば８ビットのディジタル信号にA/
D変換して出力する。このイメージセンサ６とは発光素
子７は駆動機構（図示せず）によりＹ軸方向に等速で移
動せしめられてＸ線フィルム３の読み取り検出を行な
う。また、読取装置にはスタートキー等の操作キー９が
設けられている。
上記イメージスキャナ５及び操作キー７は第１図（Ａ）
に示すインターフェース回路８に接続されている。この
インターフェース回路８はイメージスキャナ５とCPU12
とのインターフェースをとるための回路である。
上記インターフェース回路８、CPU12、ROM14、RAM150、
ディスク装置16、インターフェース部17夫々はバスライ
ン13を介して相互に接続されている。
インターフェース回路８は第１図（Ｃ）に示す構成であ
る。第１図（Ｃ）において制御回路30は、CPU12よりバ
ス13を介して端子31,32に入力されたアドレス信号及び
制御信号に応じてインターフェース回路８内の他回路の
動作制御信号を生成する。コマンドレジスタ33は、端子
34に入力されるイメージスキャナ５及びその駆動機構に
対するCPU12からの制御信号を記憶し、制御回路30より
の動作信号に応じてこれを端子35よりイメージスキャナ
５及びその駆動機構に供給する。ステータスレジスタ36
は端子37より入力されるイメージスキャナ５及びその駆
動機構のステータス信号と、制御回路30及びアドレスカ
ウンタ38等のインターフェース回路８内部のステータス
信号を記憶し、制御回路30に制御されてこれを端子39よ
りバスライン13を介してCPU12に供給する。
アドレスカウンタ38は制御回路30より供給されるクロッ
クを計数してＸ軸方向１ライン上における画素位置に対
応したアドレスを生成するＸカウンタ38aと、Ｘカウン
タのキャリーを計数してＹ軸方向の画素位置に対したア
ドレスを生成するＹカウンタ38bとより構成されてい
る。Ｘカウンタ38a及びＹカウンタ38bの出力アドレスは
画像父メモリ40に供給され、Ｘカウンタ38aの出力アド
レスはさらに加算メモリ41にも供給される。
画像メモリ40は、端子42から入力されるイメージセンサ
６の出力画素データを上記アドレスに応じて記憶し、ま
た制御回路30の制御により記憶した画素データを読み出
し端子43よりCPU12に供給する。また、端子42に入力さ
れる画素データは加算器44に供給されて、ここで加算メ
モリ41より読み出され、ラッチ回路45にラッチされてい
る加算画素データと加算される。加算器44が出力する加
算画素データは再び加算メモリ41に記憶される。また、
加算メモリ41に記憶された加算画素データは制御回路30
の制御により読み出し端子46よりCPU12に供給する。
第３図はCPU12で実行されるバンド配列読み取りプログ
ラムの一実施例のフローチャートを示す。操作キー７内
のスタートキーの押動により発生された操作信号がイン
ターフェース回路８を介してCPU12に供給されると、CPU
12は第３図（Ａ）に示す処理の実行を開始しイメージセ
ンサ６によるＸ線フィルム３の読み取り及びスペクトル
収集が実行される（ステップ100）。
ステップ100においては、第３図（Ｂ）に示す処理が実
行される。同図中、ステップ130においてCPU12はインタ
ーフェース回路８を介してイメージセンサ６に制御信号
を供給し、これによってイメージセンサ６は駆動機構に
よりＹ軸方向に距離d1（d1は例えば数十mm）だけ一定速
度で移動せしめられる。イメージセンサ５は微小距離d2
（例えばd2＝1/16mm）移動する毎にＸ軸方向１ライン分
の画素データ（検出データ）をシリアルに出力する。こ
の画素データはインターフェース回路８に供給され、イ
ンターフェース回路８に内蔵される画像メモリに順次書
き込まれる。また、この画素データはインターフェース
回路８内の加算器44により、加算メモリ41の、Ｘ軸方向
１ラインの各検出位置に対応したアドレスから読み出さ
れた加算画素データと加算されて上記加算メモリ４の読
み出しと同じアドレスに記憶される。
つまりイメージセンサ６が距離d1間の画素データ読み取
るのと同時並列に加算メモリ41のＸ軸方向１ラインの各
検出位置に対応したアドレスに、Ｙ軸方向の微小距離d2
毎の画素データの和である加算データが記憶され，ヒス
トグラムが得られる。
以下、上記ステップ130の処理をより詳細に説明する。
この第４図（Ａ）に示すごとくシリアル伝送された画素
データは第１図（Ｃ）に示す端子42に入力され、画像メ
モリ40及び加算器44に供給される。この画素データと同
期してアドレスカウンタ38のＸカウンタ38aはその出力
アドレス値を第４図（Ｂ）に示すごとく変化させる。ま
た、制御回路30は第４図（Ｃ）に示すごとき動作制御信
号（ライトストローブ）を加算メモリ41に供給し、加算
メモリ41はライトストローブのローレベル期間に書き込
みを行ない、ハイレベル期間に読み出しを行なう。画像
メモリ40にも第４図（Ｃ）と同一のライトストローブが
供給され、そのローレベル期間に画像メモリ40の書き込
みが行なわれる。
加算メモリ41はＸ軸方向１ラインの各検出位置に対応し
たアドレスを有しており、CPU12がイメージセンサ６に
対して読取開始を指示するときに、全アドレスの内容が
ゼロクリアされている。この後、加算メモリ41は第４図
（Ｃ）に示すライトストローブのローレベル期間にＸカ
ウンタ38aより指示されたアドレスに記憶されている加
算画像データを読み出す。ラッチ回路45は第４図（Ｄ）
に示すごとくライトストローブを反転したラッチパルス
を制御回路30より供給されて、このラッチパルスの立上
がり時点、つまり加算メモリ41の読み出し終了時点で上
記の加算画素データのラッチを行なう。これによってラ
ッチ回路45より加算器44に供給される。加算画素データ
は第４図（Ｅ）に示すごとく変化する。従って加算器44
で得られた端子44よりの画素データとラッチ回路45より
の加算画素データとの加算値である加算画素データは第
４図（Ｆ）に示すごとく変化し、この加算画素データの
うち斜線で示す加算画素データが、第４図（Ｃ）に示す
ストローブのローレベル期間に加算メモリ41に書き込ま
れる。
これによってイメージセンサ６が距離d1だけ移動したと
きＸ軸方向の各画素位置（検出位置）に対応した加算メ
モリ41の各アドレスには、Ｙ軸方向の微小距離d1ごとの
画素データの総和である加算画素データつまりヒストグ
ラムが記憶されている。
ところで画像メモリ40はＹカウンタ38bの出力アドレス
の最上位ビットに応じて第１の領域41と第２の領域42と
に区分されており、最初にCPU12がイメージセンサ６に
対して読取を指示するとき上記最上位ビットの値は“0"
で第１の領域41が選択され、その後読取指示のたびにこ
の値が変化する。画像メモリ40に供給されるアドレスカ
ウンタ38のアドレスは端子42より画素データが入力され
るたびにインクリメントされ、上記のごとくイメージセ
ンサ６が最初に距離d1だけ移動する間に得られた画素デ
ータ（例えば、第２図の部分領域31内のデータ）はすべ
て第１の領域41に記憶される。なお、次にイメージセン
サ６が距離d1だけ移動する間に得られた画素データ（例
えば、第２図の部分領域32内のデータ）はすべて第２の
領域42に記憶される。
このように、Ｘ線フィルム３からの画素データを読み取
り画像メモリ40へ書き込むと同時に、Ｘ軸方向の各画素
位置単位毎にＹ軸方向の所定区間（距離d1間）の画素デ
ータの加算が行なわれて加算メモリ41に書き込まれヒス
トグラムの生成が行なわれる。以上がステップ130の内
容である。上記ヒストグラムの生成は加算器44等のハー
ドウェアで高速に行なわれ、これによって画像メモリ40
への画素データの書き込みと同時並列に処理することが
できる。
また、上記ヒストグラムの生成は加算メモリ41と単一の
加算器44、およびこれに付随するラッチ回路45により行
なわれ、部品点数が少なくその回路構成は簡単である。
加算メモリ41に記憶されている。ヒストグラムはアナロ
グ量に換算すると第５図（Ａ）に示す如き波形となる。
ステップ131において、CPU12は加算メモリ41のヒストグ
ラムをＸ方向に関して微分して、そのアナログ換算値が
第５図（Ｂ）に示す如き波形となる微分値を得、これを
RAM15内の作業領域（図示せず）に記憶する。更に微分
値の正の最大値、負の最大値夫々を基準にして、例えば
夫々の1/2の値である正の基準値THH、負の基準値THL夫
々を設定する。この後微分値が正の基準値THHを越える
点及び負の基準THL未満となる点xLA,xRA,xLC,xRC,xLG,x
RG,xLT,xRT夫々の値を求め、部分領域31（第２図）にお
ける塩基コードA,C,G,T夫々のレーンのＸ軸方向の左端
と右端の位置として認識する（ステップ131）。これに
続いて点xLA,xRA,xLC,xRC,xLGとxRG,xLTとxRT夫々の中
点xMA,xMC,xMG,xMC夫々の値を計算する。これらの点xLi
〜xRi（ｉ＝A,C,G,T）をサンプリング点として認識する
（ステップ132）。
この後、CPU12はイメージセンサ６を更にＹ軸方向に距
離d1だけ移動させ、イメージセンサ６の出力する画素デ
ータを画像メモリ40の第２の領域42に順次記憶させ、か
つ加算メモリ41にヒストグラムとしての加算画素データ
を記憶させる（ステップ133）。この後ステップ131と同
様にして各レーンの左端と右端と右端ｘ′Li,x′Ri（ｉ
＝A,C,G,T）夫々の値を求め各塩基コードのレーンの位
置として認識する（ステップ134）。更に上記各点の値
に基づいて第２の部分領域32（第２図）における各レー
ンの中点ｘ′Mi（ｉ＝A,C,G,T）を求め全サンプリング
点ｘ′Li,Mi,Ri（ｉ＝A,G,C,T）の値が求められる。
ここで、加算した領域において、特定のレーンに、１つ
も抽出すべきバンドがなくても、レーン内の濃淡値の方
が背景の濃淡値より大きいため、加算ヒストグラムで
は、有意な差が得られ、レーンを求めることができる。
しかし、この濃淡値の差が検出器の感度以下の場合など
で、加算ヒストグラムで差が求まらない場合は、その前
に求まったレーンの境界値とすれば良い。また、レーン
の求まらない小区間が第１の小区間であれば、求まった
他の塩基に該当するレーンの間を、比例配分すれば良
い。つまり、２本のレーンが求まらなければ、求まらな
い区間を２分割し、その中央をレーンの中心とすれば良
い。
上記のサンプリング点xLi,xMi,xRi及びｘ′Li,x′Mi,
x′Ri（ｉ＝A,C,G,T）はＹ軸方向距離d1の間の加算値に
基づいて得られたものであるから第１及び第２の部分領
域31,32のＹ軸方向の中央位置における各レーンの左
端，中心，右端の位置pLi,pMi,pRi,p′Li,p′Mi,p′Ri,
p′Ri（ｉ＝A,C,G,T）とみなすことができる。したがっ
て、点pLiとｐ′Ri,pMiとｐ′Mi,pRiとｐ′Miを結ぶ線
上の画素データを画像メモリ40から読み出せば、それぞ
れ、レーンの左端、中央、右端における画素データ列
（スペクトル）が得られる。
ところで、この時点において、画像メモリ40の第１及び
第２の領域41,42にはフィルム３のそれぞれ第1,第２の
部分領域31,32（第２図）の画素データが記憶されてい
る。このため、CPU12は、点pLiとｐ′Liを結ぶ直線上に
対応する位置（アドレス）の画素データを点pLiより点
ｐ′Li方向に順次読み出して、RAM15内の所定アドレス
に順次書込んで点pLA,p′LA間のスペクトル収集を行な
う。同様にして点pMA,p′MA間、点pRA,p′RA間夫々のス
ペクトル収集を行なう。同様のことを他のレーンについ
て行なう。（ステップ136）。これによって各塩基コー
ドA,C,G,T夫々はバンドの両端及び中央の３点でスペク
トル収集される。この後画像メモリ40の第１の領域41と
第２の領域42とが切換えて使用される（ステップ13
7）。次にイメージセンサ６が第１図（Ａ）に示す透明
ガラス２の右端まで走査してＸ線フィルム３の全面のス
ペクトル収集が終了したかどうかが判別され（ステップ
138）、終了していない場合にはステップ133に移動す
る。ここでステップ137において画像メモリ40の第１の
領域41と第２の領域42が切換えられているため、ステッ
プ133では前回画素データが書き込まれた画像メモリ40
内の領域（例えば第２の領域42）と異なる領域（例えば
第１の領域41）に次の距離d1の領域33（第２図）の画素
データが順次書込まれる。このようにしてステップ33〜
37を繰り返し実行することによりＸ線フィルム３の全面
のスペクトル収集が行なわれる。こうしてステップ100
が終了する。
上記ステップ100において、各塩基コードA,C,G,T夫々に
対して３種類で合計12種類のスペクトルSLi,SMi,S
Ri（ｉ＝A,C,G,T）が収集されてRAM15に各画素のＹ軸位
置順に記憶されている。次のステップ200ではスペクト
ルSLi,SMi,SRi（ｉ＝A,C,G,T）夫々を解析してバンド位
置検出が行なわれる。第３図（Ｃ）はこの処理200の詳
細なフローチャートを示す。ところでスペクトルSLi,S
Mi,SRi（ｉ＝A,C,G,T）は、それぞれアナログ量Ｓ
（ｙ）に換算すると第６図（Ａ）に示す如き波形であ
る。第３図（Ｃ）のステップ230においては、CPU12は各
スペクトルＳ（ｙ）をRAM15より読み出し、その微分を
行ない、アナログ換算値が第６図（Ｂ）に示す波形とな
る微分スペクトルＳ′（ｙ）を求める。この後微分スペ
クトルＳ′（ｙ）の正の最大値、負の最大値夫々を基準
として、例えば正の最大値、負の最大値夫々の1/2の値
である正の基準値THH、負の基準値THL夫々を設定する
（ステップ131）。
次に微分スペクトルＳ′（ｙ）が正の基準値THH以上の
値から正の基準値THH未満に変化するＹ軸方向の値y1,
y4,y7,……，及び微分スペクトルＳ′（ｙ）が負の基準
値THL以上の値から負の基準値THL未満の値に変化するＹ
軸方向の値y3,y6,y9,……が求められピーク存在範囲y1
〜y3,y4〜y6,y7〜y9,……が検出される（ステップ13
2）。この後上記ピーク存在範囲y1〜y3について微分ス
ペクトルＳ′（ｙ）が０であり、したがって、スペクト
ルＳ（ｙ）が極大となるＹ軸方向の値y2が求められ、同
様して各ピーク存在範囲y4〜y6,y7〜y9,……夫々におい
て微分スペクトルＳ′（ｙ）が０で、したがって、スペ
クトルＳ（ｙ）が極大となるＹ軸方向の値y5,y8,……が
求められる（ステップ133）。ここで求められた値y3,
y5,y8,……がピーク点の位置である。こうして、バンド
位置を表わす解析スペクトルSS（ｙ）が得られる。解析
スペクトルSS（ｙ）はＹ軸方向の画素単位でアドレスが
付されバンド存在位置の値が例えば“1"、バンド非存在
位置の値が“0"とされたテーブルとして、RAM15に記憶
される。このように、微分スペクトルＳ′（ｙ）を用い
てバンド存在範囲を検出し、更にこのバンド存在範囲内
で微分スペクトルＳ′（ｙ）が０で、したがって、スペ
クトルＳ（ｙ）が最大となる点をバンド位置として検出
することにより、バンドの濃淡及びバンド幅の大小に拘
らずバンドの存在位置を正確に特定することができる。
上記ピーク検出の後、正の基準値THHが所定の値αと比
較され（ステップ134）、正の基準値THHが大なる場合ス
テップ135に移行する。ステップ135では正の基準値TH
H、負の基準値THL夫々が今までの値の例えば1/2に更新
され、ステップ132に移行する。これによって新たな正
の基準値THH及び負の基準値THLを用いてピーク検出が繰
返される（ステップ133）が、前回のステップ132で求め
られた存在範囲y1〜y3,y4〜y6,y7〜y9においてはピーク
検出処理は行なわれない。ステップ134で正の基準値THH
が所定値αより小と判断されると一つのスペクトルにつ
いての第３図（Ｃ）の処理が終了する。この第３図
（Ｃ）の処理はスペクトルSLi,SMi,SRi（ｉ＝A,C,G,T）
すべてに対して行なわれバンド検出情報である解析スペ
クトルSSLi,SSMi,SSRi（ｉ＝A,C,G,T）が得られる。
次のステップ300ではバンド位置の正規化が、第３図
（Ｄ）に示すルーチンで行なわれる。
第３図（Ｄ）において、塩基コードＣについてはRAM15
内の解析スペクトルSSMCがＹ軸方向順にサーチされて、
値が“1"である解析スペクトルSSMCのアドレスつまり第
６図に示すＹ軸方向位置の値y51が求められる（ステッ
プ330）。ステップ331では値が“1"の解析スペクトルに
SSMCがサーチされたかが判別され、サーチされた場合ス
テップ332へ移行する。ステップ332ではこのサーチで求
められた値y51近傍（Ｙ軸方向）で解析スペクトルSSLC,
SSLR夫々の値が“1"となる点の値Ｙ座標y41,y61夫々が
求められ、バンドＣの左端、中央、右端の位置（y41,y
51,y61）の検出が行なわれる。勿論値y41,y61が求めら
れない場合、値y51は誤りと認識されてバンドＣの存在
は検出されない。この後、検出されたバンドC1上の３点
のy41,y51,y61を通る直線の傾きθC1が算出される（ス
テップ333）。
次に値y51とな傾きθC1を用いて、塩基コードC,Gの境界
II（第７図）における、バンドC1のｙ軸方向位置CINの
値（正規化値）が算出される（ステップ334）。この後
ステップ330に移行してステップ330〜334が繰り返し実
行され、正規化値C2N,……が求められる。スペクトルSS
MCのサーチが終了すると塩基コードＣに対する第３図
（Ｄ）の処理が終了し、この後塩基コードＧに対して第
３図（Ｄ）の処理が未実行が判定され（ステップ33
5）、同様にして正規化位置g1N,g2N,……が求められ
る。その後、塩基コードＡについては解析スペクトルSS
MAのサーチがRAM15に対して行なわれ（ステップ336）、
解析スペクトルSSMAのＹ軸方向位置の値、例えば、y21
が求められたときにはステップ337）、解析スペクトルS
SLA,SSRA夫々の値が“1"となる値y11,y31夫々が求めら
れバンドA1の位置（y11,y21,y31）の検出が行なわれる
（ステップ338）。更にステップ338でバンドA1の３点の
値y11,y21,y31を通る直線の傾きθa1が求められ（ステ
ップ339）、更に値y31と傾きθa1を用いて塩基コードA,
Cの境界Ｉにおける準正規化値α１が算出される（ステ
ップ340）。
ここで境界は、先に求めたレーンの境界であるため、傾
いている場合もある。その場合でも、ステップ339で求
めたバンドを値きθa1の直線とみなせるため、２直線の
交点を求めることで容易に準正規化値α１を求めること
ができる。
次に、ｙ軸方向位置の値である準正規化値α１よりｙ軸
方向の大なる部分、小なる部分夫々で準正規化値α１に
最も新い位置における塩基コードＣのバンドCi（本例で
はC1）の傾きθci（本例ではθc1）が見つけられ、これ
らを用いて塩基コードＣの（レーン）の準を規化値α１
に対応する位置の傾きθac1が求められる（ステップ34
1）。更に準正規化値α１と傾きθac1を用いて境界IIに
おけるバンドA1の正規化位置aINのＹ座標が求められる
（ステップ342）。この後ステップ335に移行してステッ
プ336〜342が繰り返し実行され、バンドA2,A3の正規化
位置a2N,a3N,……のＹ座標が求められる。その終了後
（ステップ343）、同様にして塩基コードＴに対する第
３図（Ｅ）の処理が実行されて正規化値t1N,……が求め
られる。
上記第３図（Ｄ），（Ｅ）の処理で得られた正規化値a
1N,c1N,g1N,t1N等は境界II上におけるＹ軸方向の値であ
る。RAM15内の領域SDは境界II上のＹ軸方向に対したア
ドレスが付されており、領域SDの上記正規化位置a1N…
…に対応するアドレスに塩基コードデータ「Ａ」が記憶
され、同様に正規化位置c1N,……及びg1N,……及びt1N,
……夫々に対するアドレスに塩基コードデータ「Ｃ」
「Ｇ」「Ｔ」夫々が記憶される。
このように塩基コードA,C,G,T夫々のバンド４はバンド
夫々の傾きに応じて境界II上に正規化されるので、バン
ド夫々が傾いている場合においても各塩基コードのバン
ド配列順序を正確に読み取ることができる。
こうして、第３図（Ａ）のステップ22が終了する。
この後、第３図（Ａ）のステップ400でRAM15内の領域SD
の塩基コードデータの補正が行なわれる。第３図（Ｅ）
はこの塩基コードデータの補正処理の詳細なフローチャ
ートを示す。ところでショットガン法で像影されたＸ線
フィルム３より読み取られ、第７図の破壊IIに示す境界
線上に正規化された相隣るバンドのバンド間隔（Ｙ軸方
向）とＹ軸方向位置の値とは第８図に示す如き関係にあ
る。第３図（Ｅ）のステップ430においては、上記領域S
Dの塩基コードデータが記憶されたアドレスの差から相
隣るバンドのバンド間隔が順次求められ、このバンド間
隔が第８図における最小バンド間隔Dminと比較される。
ここで求められたバンド間隔が最小バンド間隔Dminより
小なる場合、バンド間隔を求めた相隣るバンドのうちＹ
軸方向位置の値つまり領域SDのアドレス値が小なるバン
ドの塩基コードデータは雑音であるとして領域SDより消
去される。上記の雑音消去される。上記の雑音消去処理
は領域SDの全域について行なわれる。
次に、雑音消去処理が行なわれた領域SDを用いて、Ｙ軸
方向位置の値つまりアドレスを順次増大させて相隣るバ
ンドのバンド間隔が求められる。得られたバンドのバン
ド間隔に応じて第７図の特性をＹ軸方向（第７図におけ
る左右方向）に平行移動したバンド間隔特性が算出さ
れ、RAM15内のＹ軸方向に対応したアドレスを有するバ
ンド間隔関数用の領域Ｂに基準バンド間隔として順次記
憶される（ステップ431）。
このようにバンド間隔関数BYを求めるのは、透明ガラス
２上のＸ線フィルム３の載置位置等により第７図におけ
るＹ軸方向の値が変化するからである。
次に領域SDのアドレスを順次増大させて相隣るバンドの
バンド間隔が求められ、この相隣るバンドの中点のＹ軸
方向位置の値に対応するアドレスの領域Ｂより読み出さ
れた基準バンド間隔に所定の定数を乗じて得た許容バン
ド間隔と比較される（ステップ432）。個々で領域SDの
アドレスよりもとめたバンド間隔が許容バンド間隔より
大なるとき、バンド検出洩れがあるとしてステップ433,
434において以下のようにして、バンドの再検出が行な
われる。ステップ433では領SDの相隣るバンドの中点で
ある補正点のＹ軸方向位置に対応する塩基コードA,C,G,
T夫々のバンドの傾きが前述のバンド位置を検出するの
と同一手法により求められ、上記補正点に対応する塩基
コードA,C,G,T夫々のバンド中央（第４図（Ａ）におけ
るXMA,XMC,XMG,XMT）に対するＹ軸方向位置の値（逆正
規化補正点）が求められる。
この後ステップ434においてスペクトルS2の逆正規化補
正点の値が、この逆正規化補正点近傍におけるバンドと
認識されたスペクトルS2の値、例えばX2の値と比較さ
れ、上記逆正規化補正点の値が大なるとき逆正規化補正
点を塩基コードＡのバンド候補点とする。同様にしてス
ペクトルS5,S8,S11夫々について塩基コードC,G,T夫々の
バンド候補点が求められる。このようにして複数のバン
ド候補点が得られた場合、夫々のバンド候補点における
スペクトルの値が比較される。これによってスペクトル
の値が最大である塩基コードが補正塩基コードとして決
定され、領域SDの補正点に相当するアドレスに補正塩基
コードデータが記憶される。なお、ここで、前後のバン
ドの内容によってスペクトル値が増減することがあらか
じめ、フィルムの性質上分っている場合においては、そ
の条件を考慮した判定が有効である。例えば、隣りのバ
ンドがＡの場合、隣接するＣの値が30％小さくなるなど
とか、ゴーストが出る（30％値が大きくなる）などの条
件が分っている場合は、Ｃの値を補正した上で比較する
ことになる。ステップ432で領域SDのアドレスより求め
られたバンド間隔が許容バンド間隔より小と判別された
場合、又はステップ434が終了した後ステップ435に移行
して、ここでＹ軸方向全域に対するバンド間隔チェック
が終了したかどうかが判別され、終了していない場合ス
テップ432に移行する。このようにしてステップ432〜43
4を繰り返すことによりＹ軸方向全域に対するバンド間
隔チェックが実行され、第３図（Ｅ）の処理が終了す
る。
ステップ500では上記の存在確率に基づいて領域SDの塩
基コードデータを調べ、誤検出された塩基コードデータ
を消去し、かつ検出もれの塩基コードデータの補正を行
なう。
この後、上記領域SDに記憶された塩基コードデータをＹ
軸方向に対応したアドレスの順に読み出しディスク装置
16に格納すると共に、インターフェース回路17より外部
コンピュータ（図示せず）へ送出する。
なお、上記実施例ではＸ線像影された遺伝子の塩基コー
ドのバンド配列情報の読み取りを一例として説明した
が、これに限らずアミノ酸等のクロマトグラフにおける
バンド配列情報の読み取りを行なうものであっても良
く、また、電気泳動法等により移動するバンドを固定さ
れたセンサにより直接検出するものであっても良い。
〔発明の効果〕
上述のごとく、本発明ではバンド位置を夫々のバンドの
傾きに応じてレーン長手方向の一線上の位置に正規化す
るため、バンド夫々が個々に異なる角度で傾いていても
各レーンのバンド配列順序を正確に読み取りことができ
る等の特長を有している。
また、本発明では、一線上の相隣るバンドのバンド間隔
を最小バンド間隔及び基準バンド間隔と比較してバンド
の消去又はバンド位置補正を行なうため、ゴーストバン
ド、ゴミ等による雑音を除去でき、薄いバンド又は密な
るバンド間隔によるバンド検出洩れの発生を防止でき誤
りのないバンド配列情報を得ることができる等の特長を
有している。
【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ）は本発明によるバンド配列パターンの自動
読取装置のブロック図、 第１図（Ｂ）は、第１図（Ａ）の装置に用いるイメージ
スキャナの要部を示す図、 第１図（Ｃ）は、第１図（Ａ）の装置のインターフェー
ス回路のブロック図、 第２図（Ａ）は、第１図（Ａ）の装置で読みとられるバ
ンド配列パターンの一例を示す図、 第２図（Ｂ）は、第３図（Ａ）のバンド配列パターンの
他の例を示す図、 第３図（Ａ）から（Ｅ）は第１図（Ａ）の装置の動作フ
ロー図、 第４図は、第１図（Ｃ）の回路のタイムチャート、 第５図は、第１図（Ａ）の装置によるレーン位置代表点
の検出方法を説明する図、 第６図は、第１図（Ａ）装置によるレーン内のバンド位
置検出方法を説明する図、 第７図は、第１図（Ａ）の装置によるバンド位置の正規
化を説明する図、 第８図は、第１図（Ａ）の装置によるバンド位置検出エ
ラーの補正を説明する図。 ２……ガラス板、３……フィルム、４……バンド、６…
…光電変換回路、７……光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 1/00 3/00 (72)発明者 角 達雄 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 (56)参考文献 特開 昭55−156851（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−70455（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−16344（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに隣接するレーン夫々の長手方向に配
    列するバンドパターンを有するバンド配列パターンから
    該レーン夫々ごとに検出されたレーンの長手方向のバン
    ド位置を対応するバンド夫々の傾きに応じてレーンの長
    手方向の一線上の位置に正規化することを特長とするバ
    ンド配列パターンのバンド位置補正方法。
  2. 【請求項２】該バンド・配列パターンは、遺伝子の塩基
    配列であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    のバンド位置補正方法。
  3. 【請求項３】互いに隣接するレーン夫々の長手方向に配
    列するバンドパターン有するバンド配列パターンから該
    レーン夫々毎に検出されたバンド位置をレーンの長手方
    向の一線上の位置に正規化し、該一線上の位置の相隣る
    バンドのバンド間隔が少なくともあらかじめ定められた
    値である最小バンド間隔より小なるとき該相隣るバンド
    の一方を雑音として消去し、かつ該相隣るバンドのバン
    ド間隔が該一線の位置に対応した値である基準バンド間
    隔より充分に大なるとき該相隣るバンドの間にあるべき
    バンドの再検出を行なってバンド位置補正を行なうこと
    を特徴とするバント配列パターンのバンド位置補正方
    法。
  4. 【請求項４】該バンド配列パターンは、遺伝子の塩基配
    列パターンであることを特徴とする特許請求の範囲第３
    項記載のバンド位置補正方法。
JP60241549A 1985-10-30 1985-10-30 バンド配列パタ−ンのバンド位置補正方法 Expired - Lifetime JPH0785056B2 (ja)

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EP86115046A EP0220732B1 (en) 1985-10-30 1986-10-29 Method of and apparatus for automatically reading band arrayal pattern
US06/924,788 US4841443A (en) 1985-10-30 1986-10-30 Method of and apparatus for automatically reading 5 band arrayal pattern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5670455A (en) * 1979-11-13 1981-06-12 Olympus Optical Co Ltd Processing method for demarcation in electrophoresis
JPS5716344A (en) * 1980-07-04 1982-01-27 Joko:Kk Automatic detection system of measured length of sample in densitometer

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