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DeepLearnMOR:一个基于荧光图像的细胞器形态分类的深度学习框架

DeepLearnMOR:一个基于荧光图像的细胞器形态分类的深度学习框架

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2021-07-09 06:10
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【概要描述】本文使用转移学习和卷积神经网络(CNN)分析了47000多个来自拟南芥野生型和突变体植物的共焦显微镜图像,这些植物具有三种基本能量细胞器之一的异常分裂:叶绿体、线粒体或过氧化物酶体。

DeepLearnMOR:一个基于荧光图像的细胞器形态分类的深度学习框架

【概要描述】本文使用转移学习和卷积神经网络(CNN)分析了47000多个来自拟南芥野生型和突变体植物的共焦显微镜图像,这些植物具有三种基本能量细胞器之一的异常分裂:叶绿体、线粒体或过氧化物酶体。

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
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亚细胞细胞器的适当生物发生、形态发生和动力学对其代谢功能至关重要。传统用于识别、分类和量化细胞器形态异常的技术主要手动处理,耗时且需要特定的专业知识。深度学习通过极大地提高屏幕的范围、速度和效率,有可能彻底改变基于图像的识别、筛选。本文使用转移学习和卷积神经网络(CNN)分析了47000多个来自拟南芥野生型和突变体植物的共焦显微镜图像,这些植物具有三种基本能量细胞器之一的异常分裂:叶绿体、线粒体或过氧化物酶体。

 

转移学习在细胞器形态分类中的应用

 

研究人员建立了一个深度学习框架DeepLearnMOR,它能够快速分类图像类别,识别细胞器形态学异常,准确率超过97%。特征可视化分析识别了CNN用于预测形态异常的重要特征,视觉线索有助于更好地理解决策过程,从而验证了神经网络的可靠性和可解释性。该框架为未来更大规模的研究奠定了基础,具有更广泛的范围和更大的数据集多样性和异质性。

 

DenseNet169的评价

 

细胞器形态分类CNN结构示意图

 

来源:

Li J, Peng J, Jiang X, et al. DeepLearnMOR: a deep-learning framework for fluorescence image-based classification of organelle morphology. Plants 2021, 10(4), 661; https://doi.org/10.3390/plants10040661。

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