Mini jel elektroforez görüntülerinin iyileştirilmesine yönelik görüntü işleme arayüz yazılımı ile iyileştirme algoritması uygulaması
Mini jel elektroforez görüntülerinin iyileştirilmesine yönelik görüntü işleme arayüz yazılımı ile iyileştirme algoritması uygulaması
Yazar: Kavsaoğlu, Ahmet Reşit; Özkara, Kerim
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 37 No. 2, 2021
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Jel elektroforez,Görüntü İşleme,Gömülü Sistem,Python kullanıcı arayüzü

Amaç: Python programlama dili tabanlı, mini jel elektrofrez sistemi görüntü işleme arayüzü yardımıyla jel elektroforez bant görüntülerinin iyileştirilmesini sağlayan algoritma fonksiyonu oluşturarak deneysel bir çalışmanın yapılması amaçlanmıştır. Gömülü sistem tabanlı mini jel elektroforez sistemi ile bütünleşik olarak kullanılabilen program arayüzü ile, kullanıcıya filtreleme seçenekleri sunulmakta, BP (Base pair-Baz çifti) sayıları, bantların özellikleri, piksel konumları, RF (Relative font) değerleri görüntü üzerine yazdırılabilmektedir. Böylece, klasik yöntem olarak kullanıcının kendisi tarafından cetvel ile yapılan mesafe ölçümlerinde oluşan hatalar, teknolojik sistemler üzerinden oluşturulan algoritmalar ile gerçeğe en yakın değerde ölçülen değerlerin bulunmasıyla en aza indirilebilmektedir.Yöntemler: Bu sistem ile jel görüntülerinin UV (ultraviyole) altında analizi, tasarlanan arayüz yazılımı ile yapılmıştır. Görüntüler kamera aracılığıyla arayüz yazılımına aktarılır, şerit ve BP sayılarının en doğru sonuçla uygulayan görüntü işleme fonksiyonu uygulanmıştır. Yazılım, Raspberry pi 3 B + 'da OpenCV kütüphaneli Python programlama dili kullanılarak mini jel elektroforez sistemine entegre edilerek kullanılabilmektedir.Bulgular: Bu çalışmada, gömülü sistem tarafından kontrol edilen mini jel elektroforez sisteminden elde edilen jel görüntüleri, görüntülerdeki bantların BP sayılarını tahmin etmek için kullanılmıştır. Jel görüntülerini sistemdeki kamera üzerinden veya dosyadan içe aktararak, arayüz yazılım algoritması, el ile yapılan ölçümlerdeki BP sayılarının tahminini ve ortalama hata oranlarını % 30'dan % 0,55 -% 0,8655 aralığına düşürülmesini sağlamıştır.Sonuç: Jel görüntülerinde şeritlerin ve BP sayılarının en düşük hata oranı ile hesaplanabilmesini sağlayan arayüz yazılımı, üstel fonksiyonların kuvvet fonksiyonu olarak da tanımlanabilmesi ilkesinden yola çıkarak iki terimli üstel fonksiyonun iki terimli kuvvet fonksiyonu olarak görüntü işleme algoritmasına uygulanmıştır. Uygulama sonucunda ortalama hata oranının en düşük değerde ve R2=0,9999533 değerinde bulunması ile uygulanan yeni fonksiyonun amacına uygun çalıştığı ortaya konmuştur.

Amaç: Python programlama dili tabanlı, mini jel elektrofrez sistemi görüntü işleme arayüzü yardımıyla jel elektroforez bant görüntülerinin iyileştirilmesini sağlayan algoritma fonksiyonu oluşturarak deneysel bir çalışmanın yapılması amaçlanmıştır. Gömülü sistem tabanlı mini jel elektroforez sistemi ile bütünleşik olarak kullanılabilen program arayüzü ile, kullanıcıya filtreleme seçenekleri sunulmakta, BP (Base pair-Baz çifti) sayıları, bantların özellikleri, piksel konumları, RF (Relative font) değerleri görüntü üzerine yazdırılabilmektedir. Böylece, klasik yöntem olarak kullanıcının kendisi tarafından cetvel ile yapılan mesafe ölçümlerinde oluşan hatalar, teknolojik sistemler üzerinden oluşturulan algoritmalar ile gerçeğe en yakın değerde ölçülen değerlerin bulunmasıyla en aza indirilebilmektedir.Yöntemler: Bu sistem ile jel görüntülerinin UV (ultraviyole) altında analizi, tasarlanan arayüz yazılımı ile yapılmıştır. Görüntüler kamera aracılığıyla arayüz yazılımına aktarılır, şerit ve BP sayılarının en doğru sonuçla uygulayan görüntü işleme fonksiyonu uygulanmıştır. Yazılım, Raspberry pi 3 B + 'da OpenCV kütüphaneli Python programlama dili kullanılarak mini jel elektroforez sistemine entegre edilerek kullanılabilmektedir.Bulgular: Bu çalışmada, gömülü sistem tarafından kontrol edilen mini jel elektroforez sisteminden elde edilen jel görüntüleri, görüntülerdeki bantların BP sayılarını tahmin etmek için kullanılmıştır. Jel görüntülerini sistemdeki kamera üzerinden veya dosyadan içe aktararak, arayüz yazılım algoritması, el ile yapılan ölçümlerdeki BP sayılarının tahminini ve ortalama hata oranlarını % 30'dan % 0,55 -% 0,8655 aralığına düşürülmesini sağlamıştır.Sonuç: Jel görüntülerinde şeritlerin ve BP sayılarının en düşük hata oranı ile hesaplanabilmesini sağlayan arayüz yazılımı, üstel fonksiyonların kuvvet fonksiyonu olarak da tanımlanabilmesi ilkesinden yola çıkarak iki terimli üstel fonksiyonun iki terimli kuvvet fonksiyonu olarak görüntü işleme algoritmasına uygulanmıştır. Uygulama sonucunda ortalama hata oranının en düşük değerde ve R2=0,9999533 değerinde bulunması ile uygulanan yeni fonksiyonun amacına uygun çalıştığı ortaya konmuştur.