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2019年9月 表征荧光团光开关行为的隐马尔可夫模型方法
莱卡·帕特尔尼尔斯·古斯塔夫森于林雷蒙德·奥贝尔里卡多·亨里克斯行业关系的副总裁科翰
附录申请。统计。 13(3): 1397-1429 (2019年9月)。 内政部:10.1214/19-AOAS1240

摘要

荧光分子(荧光团)可以在发光和暗态之间随机切换,这是超分辨率显微镜最著名的进展的基础。虽然这种随机行为已被大量利用,但对潜在模型的全面描述可能会推动进一步的成像方法。在荧光团作为连续时间马尔可夫过程在荧光和暗态之间移动的假设下,目标是使用一系列图像来选择模型并估计转移率。我们使用隐马尔可夫模型将观测到的离散时间信号与隐连续时间过程联系起来。对于涉及荧光团多次重复曝光的成像,我们表明观察到的信号取决于隐藏过程的当前和过去状态,产生的发射概率取决于待估计的跃迁率参数。为了解决转移概率和排放概率之间的这种不寻常耦合,我们设想了传输(转移-排放)矩阵,它可以捕获模型的所有依赖关系。我们提供了一个计算这些矩阵的方案,并采用前向后退算法来计算一个似然,该似然很容易优化以提供速率估计。当面临多个模型建议时,将此过程与贝叶斯信息准则相结合可以提供准确的模型选择。

引用

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莱卡·帕特尔。 尼尔斯·古斯塔夫森。 于林。 雷蒙德·奥贝尔。 里卡多·恩里克斯。 爱德华·科恩。 “一种表征荧光团光开关行为的隐马尔可夫模型方法。” 附录申请。统计。 13 (3) 1397 - 1429, 2019年9月。 https://doi.org/10.1214/19-AOAS1240

问询处

收到日期:2018年1月1日;修订日期:2018年9月1日;发布日期:2019年9月
首次在欧几里得项目中提供:2019年10月17日

zbMATH公司:07145962
数学科学网:MR4019144型
数字对象标识符:10.1214/19-AOAS1240

关键词:前向后退算法隐马尔可夫模型马尔可夫过程速率估计超分辨率显微镜

版权所有©2019数学统计研究所

第13卷•第3期•2019年9月
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