用R语言搞定了Dynamica的第一题! - 推酷
用R语言搞定了Dynamica的第一题!
Coursera 今年 3 月初开设了一门 DynamicalModeling Methods for Systems Biology ，怀着对建模的极大热忱二话不说就报了这个课程。按理说第一周的课无非就是水水课程简介什么的，可没想第一周的第一道练习题就立马给我个下马威！
什么乱七八糟啊 ( ╯ ‵ □ ′ ) ╯ ︵ ┻━┻ ！
( ╯ ﹏ ╰ )b 小白无人权，我忍！！
Google 和百度，我又来啦 ┗ | ｀ O ′ | ┛ 嗷 ~~
来来来，先让我们先来了解一下计算机是如何储存和表示图像的：
==================================================================================
图像的存储原理：
从结构上， 图形文件分为位图和矢量图。
在 位图中，图像由许多的屏幕小点（像素）组成，这些小点对应显存中的“位”，而就是这些“位”决定了像素的图形属性，如像素的颜色、灰度、明暗对比度等。当 一个像素所占的位数（计算机物理存储空间）越多时，它所能表现的颜色就更丰富。从整体看，图像的色彩就更艳丽，分辨率更高。位图中所分的二位图、八位图等 正是指像素所占的位数。
当位图被放大或缩小时，由于像素的数量没有改变，图像的分辨率就会降低，图像的外观自然大打折扣。从这点来说，位图的缺点显而易见——分辨率的固定导致大分辨率的清晰图像占用大量空间；像素的分散性使动态图像的表达显得困难（例如看 VCD 时出现马赛克，就是像素丢失造成的）。
因 此一种新的图形格式应运而生——矢量图。顾名思义，矢量图就是用矢量代替位图中的“位”。简单来说，就是用矢量给图的几何部分做标记。它的表达方式是先用 语句调用调色板描述背景，再用带矢量的数学公式来描述圆圈的大小、形状等，这就使得图形的放大、缩小和移动变得十分简单，仅仅把公式中的矢量变量改一改就 可以。因此，矢量图有无限放缩而不失真，占用空间少等优点。
这里我们回过头来说说位图是如何存储颜色的。
我们知道，自然界中所有颜色都可以由红、绿、蓝（ R ， G ， B ）组合而成。所谓的 8 、 16 位色中的位数，是指每个颜色（红、绿、蓝）中每个像素点可以存储的灰阶值。当一副图中每个像素被赋予不同的 RGB 值时，图像就能呈现出五彩缤纷的色彩。
当然，关于数学图像处理的学问同样博大精深，有兴趣的读者可以参考相关书籍。
=================================================================================
事实上，之所以自己还有点底气上这门课，是因为之前自己学了点 R 语言。所以尽管课程要求我们用 matlab ，不过我还是想用 R 去实现。但是这次的问题却是自己之前完全没遇过的！不过，用 R 进行图像处理真是一件很 geek 的事，这里特别推荐一篇很好玩的博文
进行图片处理的第一步自然是将图片读进来。 CRAN 上可供选择的有
。不过这四个包仅仅是读取图像文件，基本没有其他的图片处理扩展能力。其他的还有 biOps 和 bioconductor 上的 EBImage 等等。
那么下载安装并加载 EBImage 后，我们就可以开始读取图像了。
回到 C 站 Eric 的课程练习上。题目很有挑战性 ( ＠ _ ＠ ;)? [ 不懂 ] ，大意是在 rat ventricular myocyte 中加入了 Ca2+ sensitive indicator, fluo-3 ，然后放在共聚焦显微镜下拍照，照片如下：
这个细胞同时加入了 Ca2+ 的缓冲剂 NP-EGTA ，当它暴露在高强度的紫外线下时，它就不能结合 Ca2+ 。因此紫外光可以作为开关：当照射紫外光后， NP-EGTA 可以释放出大量游离的 Ca2+ 进入细胞，触发荧光。紧接着，细胞自身的电传递会引起第二次的 Ca2+ 浓度上升。我们的目的就是确定第一次 Ca2+ 上升对第二次 Ca2+ 的影响。
题目中特别强调了共聚焦显微镜是以“ line scan ”的模式成像，所以图片的一个维度是空间，另一个是时间。这句极具干扰性的话让从没接触过此技术的本人挠破脑袋不明所指。另外题目中对这张照片也缺乏描述，很难让人读懂这张图，因此只能求助于课程论坛。幸好还是有大神给出了提示：这是一张 512x634 的图片，其中 634 这个方向是时间轴（我想应该可以理解为在成像的时候显微镜打出一道线性的激光，沿着 634 这个方向边扫描边成像吧）。
这里当时我还遇到一个问题。前面说过这个课程实际上要求用 matlab 进行编程。不过因为在入门的时候学的只有 R 语言，所以碍于惰性也一心只想着看看能否在 R 上实现。但是接下来这道题目提示我们用 matlab 的 imagesc 函数，这可愁坏了我——这个函数是干嘛的？不用这个函数这道题还做不做了？！
天无绝人之路！就在山穷水尽之时，我突然惊喜地发现 R 里面居然有一个叫 matlab 的包，这个包里同样也有 imagesc 函数！！
接下来就容易多了：
先用 jpeg package 中的 readJPEG() 函数读取保存的图片（图片保存在 R 的 workspace 下的话就不用麻烦输入路径了）；转置一下矩阵，让列表示时间轴。
& img &- readJPEG(&flash4.jpg&)
& T&-t(img)
用 EBImage package 中的 display(XXX ， method=&raster&) 可以在 R 的作图窗口中显示。（不加“ raster ”的话，默认的显示方式是浏览器显示。）
调用 matlab 的 imagesc 函数，原来不过如此！
& imagesc(T)
从这张图我们就可以很清楚的看到发荧光的部分。论坛的大神还特别说题目中其实已经暗示了那个独立在远处的一小块光斑就是紫外线照射的部分（ ( ┳ ＿ ┳ ）好吧，碍于我拙劣的英语理解能力），然后线性的那条自然就是第二次发光。
那这个时候我们先把第一次发光的那部分截出来。因为这时候我们已经把图片读入并储存为矩阵形式，所以我自己粗略估计在第 210-280 行：
& display(T[210:280,],method=&raster&)
对这几行求平均，存入到一个 1x634 的变量 flash_mean 中
flash_mean &-apply(T[210:280,],2,mean)
对除 210-280 的其他行求平均，存入到另一个 1x634 的变量 noflash_mean 中；
& noflash_mean &-apply(T[-(210:280),],2,mean)
那么这样处理后，图片就会变成这个样子（ ╮ ( ￣ ▽ ￣ &) ╭ 丑是丑了点）！
& merge &-c(rep(noflash_mean,209),rep(flash_mean,71),rep(noflash_mean,232))
& new_T &-matrix(merge,ncol=634,byrow = TRUE)
&display(new_T,method=&raster&)
题目还特别友好地提示在第 70-100 行可以作为背景值，看原图的话其实就是穿过那条亮线下方的小缺口那一区域！所以我们同样求出这几行的均值，并存入到 1x634 的变量 baseline 中；
& baseline &-apply(T[70:100,],2,mean)
最后我们只要将 flash 和 noflash 分别除以 baseline ，就完成了 normalization 的过程。
& R_flash &-flash_mean/baseline
& R_noflash &- noflash_mean/baseline
接下来按照题目的提示，我们代入到公式
其中 KD=1000 ， Ca2+_baseline=150 。
那么对两条曲线分别作图的话，就可以得到正确答案啦 ~\( ≧ ▽ ≦ )/~
已发表评论数()
请填写推刊名
描述不能大于100个字符!
权限设置： 公开
仅自己可见
正文不准确
标题不准确
排版有问题
主题不准确
没有分页内容
图片无法显示
视频无法显示
与原文不一致&文件百科 WenJian.Net&&&&kxdynamica.kxl文件下载
当前位置：
» kxdynamica.kxl下载页面
&&文件详细信息&&
文件位置:&&C:\Windows\system32\
文件描述:&&kxdynamica.kxl
默认解压密码:
常见的错误：文件未找到、丢失或损坏,软件冲突,病毒感染。exe/dll文件: 未响应，意外的错误，CPU使用率过高、文件遇到问题需要关闭、应用程序发生异常未知的软件异常(0xxxxxxxx),位置为0xxxxxxxx、0xxxxxxx指令引用的0xxxxxxx内存,该内存不能为read、系统资源不足，无法完成请求的服务,WINDOWS 找不到文件C:\WINDOWS\system32\xxx.exe,无法定位程序输入点 xxx 于动态链接库 xxx.dll 上。”或“xxx.exe - 无法找到组件,没有找到xxx.dll,因此这个应用程序未能启动。重新安装应用程序可能会修复此问题。应用程序或DLL X:\xx\xxx\xxx.dll为无效的windows映像。
&如何注册DLL文件
将您下载的 "*. DLL" 文件复制到 "C:\Windows\system32\" 系统目录下
然后按 "Win键+R" 或单击 "开始"->"运行" 输入 "regsvr32 *.dll" 命令注册到系统文件。适用于Windows XP/2003/vista/win7/win8.
如何注册Windows\system32\下的所有.dll和.ocx文件?在开始->运行(win+r)下输入命令:
cmd /c for %i in (%windir%\system32\*.dll) do regsvr32.exe /s %i
cmd /c for %i in (%windir%\system32\*.ocx) do regsvr32.exe /s %i
注：如出现 “xxx.exe - 无法找到入口,无法定位程序输入点 xxx 于动态链接库 xxx.dll上。” 或是
“损坏的图像 应用程序或 DLL X:\xxx.DLL 为无效的 Windows 映像。请再检测一遍您的安装盘。”
的问题一般是由于dll文件版本与exe文件版本不同造成,此时可在你的系统内搜索该DLL文件,将搜索到的DLL同名文件全部删除,然后更换本站压缩包内的其他版本dll文件,再放进程序的目录或系统目录。
文件下载有问题
xp/vista/win7/8 进程文件信息。协助您修复.exe/.dll/.ocx 和其他系统文件错误，提高计算机效率。
1.如果Windows提示不能删除该文件，这表明该文件正在使用中。在这种情况下，重新启动计算机并按F8键进入安全模式，然后删除该文件。
2.如果在安全模式下文件仍然不能被删除，使用一些防病毒软件自带的顽固文件强行删除工具,强行删除该文件。
Windows XP sp2 5.1.
Windows XP sp3 5.1.
Windows Server 2003 sp2 5.2.
Windows Vista Ultimate 6.0.
Windows 7 Ultimate 6.1.您的位置：> -&
-& >Dynamic Log Viewer下载 档案号：#109402
软件授权：
软件大小：
软件语言：
软件评级：
官方主页：
更新时间：
应用平台：
复制到论坛
复制到博客
绿盟口号! 伸出你的手 - 绿色分享:
官方评级：3/2475
同类软件推荐
本类下载排行用R语言搞定了Dynamica的第一题!-技术方案-@大数据资讯
你好，游客
用R语言搞定了Dynamica的第一题!
来源：科学网&
作者：罗志达
Coursera今年3月初开设了一门DynamicalModeling Methods for Systems Biology，怀着对建模的极大热忱二话不说就报了这个课程。按理说第一周的课无非就是水水课程简介什么的，可没想第一周的第一道练习题就立马给我个下马威！
什么乱七八糟啊(╯‵□&)╯︵┻━┻！
(╯﹏╰)b小白无人权，我忍！！
Google和百度，我又来啦┗|｀O&|┛嗷~~
来来来，先让我们先来了解一下计算机是如何储存和表示图像的：
==================================================================================
图像的存储原理：
从结构上，图形文件分为位图和矢量图。
在 位图中，图像由许多的屏幕小点（像素）组成，这些小点对应显存中的&位&，而就是这些&位&决定了像素的图形属性，如像素的颜色、灰度、明暗对比度等。当 一个像素所占的位数（计算机物理存储空间）越多时，它所能表现的颜色就更丰富。从整体看，图像的色彩就更艳丽，分辨率更高。位图中所分的二位图、八位图等 正是指像素所占的位数。
当位图被放大或缩小时，由于像素的数量没有改变，图像的分辨率就会降低，图像的外观自然大打折扣。从这点来说，位图的缺点显而易见&&分辨率的固定导致大分辨率的清晰图像占用大量空间；像素的分散性使动态图像的表达显得困难（例如看VCD时出现马赛克，就是像素丢失造成的）。
因 此一种新的图形格式应运而生&&矢量图。顾名思义，矢量图就是用矢量代替位图中的&位&。简单来说，就是用矢量给图的几何部分做标记。它的表达方式是先用 语句调用调色板描述背景，再用带矢量的数学公式来描述圆圈的大小、形状等，这就使得图形的放大、缩小和移动变得十分简单，仅仅把公式中的矢量变量改一改就 可以。因此，矢量图有无限放缩而不失真，占用空间少等优点。
这里我们回过头来说说位图是如何存储颜色的。
我们知道，自然界中所有颜色都可以由红、绿、蓝（R，G，B）组合而成。所谓的8、16位色中的位数，是指每个颜色（红、绿、蓝）中每个像素点可以存储的灰阶值。当一副图中每个像素被赋予不同的RGB值时，图像就能呈现出五彩缤纷的色彩。
当然，关于数学图像处理的学问同样博大精深，有兴趣的读者可以参考相关书籍。
=================================================================================
事实上，之所以自己还有点底气上这门课，是因为之前自己学了点R语言。所以尽管课程要求我们用matlab，不过我还是想用R去实现。但是这次的问题却是自己之前完全没遇过的！不过，用R进行图像处理真是一件很geek的事，这里特别推荐一篇很好玩的博文
进行图片处理的第一步自然是将图片读进来。CRAN上可供选择的有
,&,&,&。不过这四个包仅仅是读取图像文件，基本没有其他的图片处理扩展能力。其他的还有biOps和bioconductor上的EBImage等等。
那么下载安装并加载EBImage后，我们就可以开始读取图像了。
回到C站Eric的课程练习上。题目很有挑战性(＠_＠;)? [不懂] ，大意是在rat ventricular myocyte中加入了Ca2+ sensitive indicator, fluo-3，然后放在共聚焦显微镜下拍照，照片如下：
这个细胞同时加入了Ca2+的缓冲剂NP-EGTA，当它暴露在高强度的紫外线下时，它就不能结合Ca2+。因此紫外光可以作为开关：当照射紫外光后，NP-EGTA可以释放出大量游离的Ca2+进入细胞，触发荧光。紧接着，细胞自身的电传递会引起第二次的Ca2+浓度上升。我们的目的就是确定第一次Ca2+上升对第二次Ca2+的影响。
题目中特别强调了共聚焦显微镜是以&line scan&的模式成像，所以图片的一个维度是空间，另一个是时间。这句极具干扰性的话让从没接触过此技术的本人挠破脑袋不明所指。另外题目中对这张照片也缺乏描述，很难让人读懂这张图，因此只能求助于课程论坛。幸好还是有大神给出了提示：这是一张512x634的图片，其中634这个方向是时间轴（我想应该可以理解为在成像的时候显微镜打出一道线性的激光，沿着634这个方向边扫描边成像吧）。
这里当时我还遇到一个问题。前面说过这个课程实际上要求用matlab进行编程。不过因为在入门的时候学的只有R语言，所以碍于惰性也一心只想着看看能否在R上实现。但是接下来这道题目提示我们用matlab的imagesc函数，这可愁坏了我&&这个函数是干嘛的？不用这个函数这道题还做不做了？！
天无绝人之路！就在山穷水尽之时，我突然惊喜地发现R里面居然有一个叫matlab的包，这个包里同样也有imagesc函数！！
接下来就容易多了：
先用jpeg package中的readJPEG()函数读取保存的图片（图片保存在R的workspace下的话就不用麻烦输入路径了）；转置一下矩阵，让列表示时间轴。
& img &- readJPEG("flash4.jpg")
& T&-t(img)
用EBImage package中的display(XXX，method="raster")可以在R的作图窗口中显示。（不加&raster&的话，默认的显示方式是浏览器显示。）
调用matlab的imagesc函数，原来不过如此！
& imagesc(T)
从这张图我们就可以很清楚的看到发荧光的部分。论坛的大神还特别说题目中其实已经暗示了那个独立在远处的一小块光斑就是紫外线照射的部分（(┳＿┳）好吧，碍于我拙劣的英语理解能力），然后线性的那条自然就是第二次发光。
那这个时候我们先把第一次发光的那部分截出来。因为这时候我们已经把图片读入并储存为矩阵形式，所以我自己粗略估计在第210-280行：
& display(T[210:280,],method="raster")
对这几行求平均，存入到一个1x634的变量flash_mean中
flash_mean &-apply(T[210:280,],2,mean)
对除210-280的其他行求平均，存入到另一个1x634的变量noflash_mean中；
& noflash_mean &-apply(T[-(210:280),],2,mean)
那么这样处理后，图片就会变成这个样子（╮(￣▽￣")╭丑是丑了点）！
& merge &-c(rep(noflash_mean,209),rep(flash_mean,71),rep(noflash_mean,232))
& new_T &-matrix(merge,ncol=634,byrow = TRUE)
&display(new_T,method="raster")
题目还特别友好地提示在第70-100行可以作为背景值，看原图的话其实就是穿过那条亮线下方的小缺口那一区域！所以我们同样求出这几行的均值，并存入到1x634的变量baseline中；
& baseline &-apply(T[70:100,],2,mean)
最后我们只要将flash和noflash分别除以baseline，就完成了normalization的过程。
& R_flash &-flash_mean/baseline& R_noflash &- noflash_mean/baseline
接下来按照题目的提示，我们代入到公式
其中KD=1000，Ca2+_baseline=150。
那么对两条曲线分别作图的话，就可以得到正确答案啦~\(≧▽≦)/~
相关新闻 & & &
& (08月03日)
& (07月07日)
& (09月02日)
& (07月13日)
　　　同意评论声明
　　　发表
尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
本站有权在网站内转载或引用您的评论
参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款1, You can UPLOAD any files, but there is 20Mb limit per file. 2,
VirSCAN supports Rar/Zip decompression, but it must be less than 20 files. 3, VirSCAN can scan compressed files with password 'infected' or 'virus'.
Portuguese Brazil
Русский
укра?нська
Nederlands
Espa?ol (Latin America)
Server load
About VirSCAN
VirSCAN.org is a FREE on-line scan service, which checks uploaded files for malware, using antivirus engines, indicated in the VirSCAN list. On uploading files you want to be checked, you can see the result of scanning and how dangerous and harmful/harmless for your computer those files are. VirSCAN.org cannot replace antivirus software on your computer. VirSCAN is not supposed and able to protect your computer from malware. VirSCAN only scans files, which may contain viruses, trojans, backdoors, spyware, dialers. However, VirSCAN does not bear responsibilty for the results of scanning. Even if all the AV engines, included to VirSCAN fail to detect any kind of malware in the file you upload, it does not guarantee its being clean and safe for your computer. Some anti-virus engines may define the files you will upload as malware, but it may turn out to be a false positive. Due to the platform and the engine version, the scan report can't show the actual abilities of antivirus vendors. There are possible situations when VirSCAN fails to detect a real malware, but AV vendor, indicated in the test is capable of finding malware, or on the contrary, VirSCAN detects malware, but the AV engine fails to do it. All the examples, mentioned above may occur, so VirSCAN does not bear any responsibilty for the results of scanning.
Scanner Information
Engine Ver
Last update(CST)
Korea-South
7.12.121.76
AVL SDK 2.0
9.0.0.4799
9.0.0.4799
4.1.3.52192
bitdefender
5.0.2.3300
39.624, 39.624, 39.624, 39.624
6.5.1.5418
Korea-South
V1.32.31.0
9.500-1005
26.28.00.01
26.28.00.01
3.9.2671.2
3.9.2671.2
Korea-South
17.47.17308
1.0.2.2108
3.12.29.3 beta
3.12.29.3 beta
virusbuster
15.0.985.0
Last Scanned File List
File Name (File Size)
Scan results (Suspicious degree)
Found nothing
File upload
Please not close this windows,
If you do not have to upload response time, make sure you upload files less than 20M
You can view the results of the last scan or rescan}