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L-曲线MATLAB代码-GRNmap:基因调控网络的建模与参数估算

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简介:
L-曲线MATLAB代码-GRNmap提供了用于构建和评估基因调控网络的工具。该软件包采用L-曲线准则进行参数优化,以提高模型准确性,适用于生物信息学研究领域。 GRNmap:基因调控网络建模与参数估计 基因调控网络(GRN)由基因、转录因子及其之间的调节连接组成,这些连接控制着来自那些基因的mRNA和蛋白质表达水平。GRN的动力学表现为网络中基因表达随时间的变化方式。 GRNmap使用普通微分方程对中小型GRN的动力学进行建模,并通过惩罚最小二乘法根据时序基因表达数据(通常由DNA微阵列生成,但也可以接受其他技术的数据)估算每个转录因子的生产率、表达阈值和调控权重。网络动力学的正向仿真也是该方法的一部分。 虽然GRNmap最初是为了从发芽酵母啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)中建模GRN而开发,但它也可以用于任何拥有时序基因表达数据的物种。使用S型产生函数可以执行多种操作:参数估计、仅进行正向仿真、固定或估算生产率和阈值等。 此外,GRNmap能够自动运行多次连续的估算运行以优化参数alpha(“L曲线”分析)。用户还可以选择是否自动生成表达图,并且可以直接从MATLAB中的源代码中运行。

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  • L-线MATLAB-GRNmap
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    L-曲线MATLAB代码-GRNmap提供了用于构建和评估基因调控网络的工具。该软件包采用L-曲线准则进行参数优化,以提高模型准确性,适用于生物信息学研究领域。 GRNmap:基因调控网络建模与参数估计 基因调控网络(GRN)由基因、转录因子及其之间的调节连接组成,这些连接控制着来自那些基因的mRNA和蛋白质表达水平。GRN的动力学表现为网络中基因表达随时间的变化方式。 GRNmap使用普通微分方程对中小型GRN的动力学进行建模,并通过惩罚最小二乘法根据时序基因表达数据(通常由DNA微阵列生成,但也可以接受其他技术的数据)估算每个转录因子的生产率、表达阈值和调控权重。网络动力学的正向仿真也是该方法的一部分。 虽然GRNmap最初是为了从发芽酵母啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)中建模GRN而开发,但它也可以用于任何拥有时序基因表达数据的物种。使用S型产生函数可以执行多种操作:参数估计、仅进行正向仿真、固定或估算生产率和阈值等。 此外,GRNmap能够自动运行多次连续的估算运行以优化参数alpha(“L曲线”分析)。用户还可以选择是否自动生成表达图,并且可以直接从MATLAB中的源代码中运行。
  • L-线MATLAB-Var_LDDMM: Var_LDDMM
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    Var_LDDMM是基于L-曲线准则优化参数的变分低剂量CT图像重建MATLAB实现。此工具结合了Landweber迭代与正则化方法,用于改进低剂量下的医学影像质量。 这是本段落的MATLAB实现代码Var_LDDMM,由Hsi-Wei Hsieh等人开发。 该软件包提供了一些工具,用于对表示为离散杂乱分布的几何形状(例如点云、离散面或三角形表面)进行微分配准、插值和压缩操作。 参考文献: 如果您使用此代码进行研究,请引用我们的论文: @article{hsieh2019diffeomorphic, title={Diffeomorphic Registration of Discrete Geometric Distributions}, author={Hsieh, Hsi-Wei and Charon, Nicolas}, journal={Mathematics Of Shapes And Applications}, volume={37}, pages={45}, year={2019}, publisher={World Scientific} } @article{hsieh2019metrics, title={Metrics, quantization and registration in varifold spaces}, author信息在此省略 }
  • L-线MATLAB-mAP:修改后mAP计
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    这段MATLAB代码实现了一种改进版的平均精度(mAP)计算方法,适用于目标检测任务性能评估。它基于L-曲线准则优化了传统mAP的计算方式,提升了算法评价的准确性与可靠性。 这项工作在2020年IWSSIP会议上进行了介绍。如果您使用此代码进行研究,请考虑引用以下文献: @INPROCEEDINGS{padillaCITE2020, author={R. {Padilla} and S.L. {Netto} and E.A.B. {da Silva}}, title={A Survey on Performance Metrics for Object-Detection Algorithms}, booktitle={2020 International Conference on Systems, Signals and Image Processing (IWSSIP)}, year={2020}, pages={237-242} } 新版本包括所有COCO指标,支持其他文件格式,并提供了一个指导评估过程的用户界面。此外,它还提供了STT-AP指标来评估视频中的对象检测性能。
  • L线正则化选择Matlab程序
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    本Matlab程序提供了一种基于L曲线准则的选择方法,用于确定求解不适定问题时所需的最优正则化参数,适用于科研与工程计算。 L曲线法是确定正则化问题中的正则化参数的有效方法。通过使用MATLAB程序可以方便地采用L曲线法来计算正则化参数。
  • Tikhonov正则化Matlab(含L线法确定平衡
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    本资源提供基于Matlab实现的Tikhonov正则化解法及L曲线技术以选择最优正则化参数的完整代码,适用于求解不适定线性问题。 使用Tikhonov正则化方法求解病态方程的解,并利用L曲线法确定所需的平衡参数。
  • Tikhonov正则化L线Matlab实现
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    本项目提供了一套基于MATLAB的代码库,用于实现Tikhonov正则化方法及其L曲线准则的应用。通过该工具包,用户能够有效地解决不适定问题,并优化参数选择以获得最佳解。 Tikhonov正则化,也称为岭回归,在机器学习与统计学领域用于解决过拟合问题的一种技术。它通过在损失函数中添加一个约束项(通常为权重矩阵的Frobenius范数或L2范数)来限制模型复杂度,从而避免过度复杂的模型导致的数据过拟合现象。这有助于减少模型方差,并提高其泛化能力。 使用Matlab实现Tikhonov正则化一般包括以下几个步骤: 1. **数据准备**:需要准备好训练集与测试集,其中包含输入变量(自变量)和对应的输出变量(因变量)。可以利用`load`函数加载预存的数据或者手动创建数据矩阵。 2. **定义正则化参数**:选择合适的正则化参数λ是关键。较大的λ会使模型更简单,而较小的λ可能导致欠拟合问题。通过交叉验证来确定最佳的λ值是一个常见的策略。 3. **构建优化目标函数**:在Matlab中可以创建一个包含预测误差(如均方误差)和L2范数乘以正则化参数λ的目标函数。例如,如果X表示输入数据,y代表输出数据,w为权重向量,则该函数可表达如下: ```matlab J = (y - X*w)*(y - X*w) + λ*sum(w.^2); ``` 4. **求解最小化问题**:使用Matlab的优化工具箱中的`fminunc`或`lsqnonlin`函数来找到使目标函数值最小化的权重向量w。这些函数会自动执行梯度下降法或其他迭代方法以完成任务。 5. **绘制L曲线**:为了确定最佳正则化参数λ,可以绘制L曲线图,即残差平方和与正则项之和随不同λ变化的关系图。理想情况下,在该曲线上找到一个拐点作为最优的λ值,因为它平衡了模型复杂度与拟合程度。 6. **评估及预测**:利用最佳权重向量w对测试数据进行预测,并通过计算均方误差、决定系数R^2等指标来评价模型性能。 Tikhonov正则化是控制机器学习中模型复杂性的有效方法,而L曲线图则是选择合适正则化参数的有力工具。在Matlab这样的数值处理软件环境下实现这些概念有助于建立更加稳定且具有更强泛化的预测模型。
  • L-线MATLAB-SMALL-LABS:考文献https://doi.org/10.1016/j.bpj.2019.02.0...
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    这段MATLAB代码实现了L-曲线准则,用于正则参数的选择,适用于解决小样本实验室数据的不适定问题,详见参考文献。 L-曲线矩阵代码小实验室SMALL-LABS算法能够精确地定位并测量单个分子的强度,即使背景复杂或亮度不均也能实现这一目标。此外,在无需扣除背景的情况下,该程序也可以拟合单个分子的数据点。 关于更多细节,请参阅《用户指南》。此软件由密歇根大学本杰明·P·萨科夫(Benjamin P Isaacoff)开发,并在论文“SMALL-LABS:一种测量模糊背景下单分子强度和位置的算法”中进行了描述,该文已提交至《生物物理杂志》,预计于2019年刊出。 安装过程包括下载整个文件夹并解压。在Matlab环境中,请将工作目录更改为包含代码的文件夹,并根据《用户指南》中的指示,在命令窗口调用相应函数以运行程序。 使用SMALLLABS_main函数时,可以参考《快速入门指南》,获取简要介绍;对于详细信息,则请查阅《用户指南》。其中,SMALLLABS_main是所有步骤执行顺序的封装体,只需指定包含电影的目录、三个必需参数和任何可选参数即可运行该程序。
  • L-线MATLAB-EEG据集: 脑电据处理
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    这段简介描述了一个利用MATLAB编程实现L-曲线方法来优化脑电(EEG)数据分析的项目。通过这种方法,可以有效地解决逆问题中关于正则化参数选择的问题,提高EEG信号处理的质量和效率。此代码为研究人员提供了一种强大的工具来分析复杂的EEG数据集。 L-曲线矩阵代码及脑电数据集在Matlab中的大脑计算机接口/EEG信号分析代码存储库包含用于EEG/BCI实验的基于Matlab的分析代码。它提供给研究人员使用Jason Farquhar的论文进行分析或复制研究。 当前按“原样”提供,对代码本身进行了很好的注释(大多数情况下带有用法说明),但几乎没有其他文档。 该框架采用了基于管道的分析方法规范;例如:`jf_cvtrain(jf_welchpsd(jf_detrend(jf_reref(z))))` 自记录数据结构-核心数据结构以及原始数据,都包含描述其结构(哪些维度是哪个)以及对象处理历史的元数据。可以使用 `jf_disp(z)` 方法打印此历史记录。 快速入门指南: 如果您已加载此框架(通过运行`initPaths`函数),并且在Matlab路径中执行了一项分析,则可以进行以下操作: ```matlab z = jf_import(expt, subj, label, X, {ch, time, epoch}, Y); % 假设X=[通道x时间x历元]原始EEG数据, % Y=每个历元的[epochs x 1]标签。 ``` 例如,您可以继续添加其他功能: ```matlab z = jf_addFo(...) ``` 以上就是该存储库的基本使用方法。
  • Van Genuchten土壤保水线计:利用Matlab内置nlinfit函进行...
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    本研究采用MATLAB内置nlinfit函数对Van Genuchten土壤保水曲线模型参数进行精确估算,探讨了不同条件下土壤水分特征的有效描述方法。 土壤的保水性在土壤物理研究中通常通过van-Genuchten模型来描述。此函数基于给定的数据(包括水分势能与水分含量以及残留和饱和水分含量),我使用“nlinfit”工具来估算该模型中的alpha和n参数值。为了便于理解,我对代码进行了详细的注释说明。首先绘制一个已知土壤参数的van-Genuchten模型图,然后通过向模型中添加误差并进行数据下采样生成合成实验数据,并以此为基础估计出alpha和n的具体数值。
  • Matlab-LogACD-EF:利用LogACD(p,q)
    优质
    本项目运用MATLAB开发了七参数LogACD-EF算法,通过创新性的估算函数实现对LogACD(p,q)模型的有效构建与优化,适用于金融时间序列分析。 七参数在MATLAB中的代码LogACD-EF 概述:该代码允许用户使用马丁格拉估计函数对持续时间的时间序列进行LogACD$(p,q)$建模,如我们的手稿中所述。具体来说,此代码将使用户能够生成第7节中讨论的持续时间的时间序列,并重现图7和表5中的结果。稍加修改后,该代码可用于第8节所示的实际数据分析。 所需软件:R/RStudio, MATLAB 必需的RPackages:在执行示例代码前,请安装以下软件包。 如何使用: 1. 将所有七个R文件与一个MATLAB文件放在同一文件夹中。 2. 在MATLAB中添加到该文件夹的路径。 3. 打开example_code.R并更改您的工作目录至存放所有代码的位置:setwd(pathwhereallcodesarestored) 4. 获取必要的代码。连接R和Matlab: ```r library(R.matlab) Matlab$startServer() matlab <- Matlab() isOnline(matlab) #检查是否已经在线 ``` 完成上述步骤后,您就可以使用该MATLAB脚本来运行LogACD-EF模型了。