Mitarbeiterseminar AG Müller – bioinfweb Folie 1Ben Stöver bioinfweb

Mitarbeiterseminar AG Müller – bioinfweb

Folie 1Ben Stöver

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1 bioinfweb Software Seite

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• Alle Software unter bioinfweb.info verfügbar

• TreeGraph 2• PhyDE• SeqState• PRAP 2• GRate• GraphicMeasurer• …• Allgemeine und bioinformatische Java Bilbliotheken• Formale Formatdefinitionen


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TreeGraph 2


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2.1 TreeGraph 2

TreeGraph 2

• Editor für phylogenetische Bäume• Vorgänger mit Teil der Funktionen

kommandozeilenbasiert


Folie 5Ben Stöver

2.2 Baumdarstellung

TreeGraph 2

Baumansicht Tabellen-ansicht


Folie 6Ben Stöver

2.3 Elemente eines Baums

TreeGraph 2

• Knoten• Äste• Label

• Text• Symbol• Kuchendiagramm

• Legenden• Maßstabsangabe


Folie 7Ben Stöver

2.4 Unterstützte Formate

TreeGraph 2

• XTG• Newick, Nexus

• Zusätzliche Knotendaten (nur Import)

• PhyloXML (nur Import)

Baumformate

Grafikformate• Vektorgrafiken

• PDF, SVG, EMF• Pixelgrafiken

• PNG, JPEG, TIFF


Folie 8Ben Stöver

2.5 Grundlegende Editieroperationen

TreeGraph 2

• Knoten verschieben

• Neu wurzeln• Ladderizing• Erstellen, Kopieren,

Ausschneiden, Entfernen der Baumelemente


Folie 9Ben Stöver

2.6 Grundlegende Formatierungen

TreeGraph 2

• Globale Formate (z.B. Abstände)

• Linienformate• Textformate

Darstellung von Knotendaten• Text (Label oder

Knotenname)• Astlänge• Astdicke• Farben, Abstände, …


Folie 10Ben Stöver

2.7 Automatische Formatierungen

TreeGraph 2

• Automatsche Längen, Abstände und Farben in Abhängigkeit von Knotendaten

• Skalieren von Teilbäumen


Folie 11Ben Stöver

2.8 Vergleich von Stützwerten

Topology with support values

Alternative topology with different support values

Additional support

Highest contradicting support

TreeGraph 2


Folie 12Ben Stöver

2.9 Berechnung von Knotendaten

TreeGraph 2

• Spalte mit Knotendaten kann aus anderen berechnet werden

• Vielzahl mathematischer Funktionen

• Boolesche Operationen• Verarbeitung von

Zeichenketten

• Löschen von Stützwerten außerhalb eines Intervalls


Folie 13Ben Stöver

PhyDE


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2.1 What is PhyDE

PhyDE

• Alignment editor previously developed by Jörn and Kai Müller

• Easy manual alignment

• View/ analyze trace files


Folie 15Ben Stöver

2.2 Refactoring and extension of PhyDE

PhyDE

• Move major functionality to library (used by several applications)

• Allow plugin output under every sequence

• Current stand-alone application will use library


Folie 16Ben Stöver

2.3 Future PhyDE Architecture

PhyDE

PhyDE Library

PhyDE Application

HIR-Finder (or future extension)

reBIND Interface

Trace file plugin HIR-Plugin

Inversion-Plugin

…

…


Folie 17Ben Stöver

GraphicMeasurer

(0|0)


Folie 18Ben Stöver

3.1 Ursprüngliche Anwendung: Schwimmverhalten

GraphicMeasurer

Strömung

Spiegel

Foto: Volker Hofmann


Folie 19Ben Stöver

3.2 Ablauf einer Analyse

(0|0)

• Öffnen einer Bild- oder Videodatei• Grafische Objekte als Parameter und

Ausgaben

• Zugriff auf Ergebnisse über Tabellenkalkulation

GraphicMeasurer

• Sequenz von Analyseschritten


Folie 20Ben Stöver

3.3 Datenobjekte

GraphicMeasurer

• bilden die Grundlage jeder Analyse

Erscheinungsformen:

Typen von Datenobjekten:• Zahlen

• Zeichenketten

• Grafische Objekte (z.B. Punkte, Linien, Kurven)

• Felder

(0|0)


Folie 21Ben Stöver

3.3 Datenobjekte (Beispiel Strömungskanal)

GraphicMeasurer


Folie 22Ben Stöver

3.4 Analysesequenzen (1)

GraphicMeasurer

• Sequenz aus Analyseschritten kann erstellt werden

• Einzelne Schritte haben Daten-objekte als Parameter / Ausgabe

• In einer Sequenz können auch Datenobjekte gezeichnet werden

• Nach jedem Schritt kann ein Sprung erfolgen


Folie 23Ben Stöver


GraphicMeasurer

• Benutzereingabe eines grafischen Objekts

• Kurve an einer Helligkeitsschwelle• Mittellinie zwischen zwei Kurven

• Schwarz weiß Filter

Filter

• Hintergrundsubtraktion

- =


Folie 24Ben Stöver


GraphicMeasurer

• Kantenextraktion

=> Viele weitere Schritte sind denkbar

• Lassen sich mit geringem Aufwand hinzufügen

• Benutzerdefinierte Konvolutionsfilter

Filter (Forts.)

• Binärisierung

Foto: Heiko Schmied


Folie 25Ben Stöver

3.4 Analysesequenzen (Beispiel Strömungskanal)

• Schwellenlinie von oben nach unten (oberer Rand)

• Schwellenlinie von unten nach oben (untere Rand)

• Erkennung könnte zusätzlich auch für die Ventralansicht erfolgen

• Mittellinie bestimmen (danach erfolgt ein Sprung)

GraphicMeasurer


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3.5 Ergebnistabellen

• Ergebnisse werden mit einer Tabellenkalkulation ausgegeben

• Jede Zelle enthält Zahlen- / Zeichenkonstante oder Formel

• Formeln referenzieren andere Zellen oder Werte der Datenobjekte

• Es kann auf Daten aus mehreren Grafiken zugegriffen werden

GraphicMeasurer


Folie 27Ben Stöver

3.6 Formeln (1)

• Wert der Zelle (1|1): =_V[1;1]Wert einer Zelle

• Wert der vorherigen Zelle + 1: =_V[_C;_R - 1] + 1

eigene Spalte eigene Zeile

Referenz auf andere Zellen:

Referenz auf Datenobjekte:

• Globaler Zahlenwert: =Video.F[0].Zahl

gewählter Name der Grafik

Name des DatenobjektsFrame

• Koordinate eines Punkts: =Video.F[42].Punkt.x

Frame 42

GraphicMeasurer


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3.6 Formeln (2)

GraphicMeasurer

• Globale Funktionen: =pow(_V[1;1]; 2)

BasisFunktionen: Funktionsname Exponent

Methode

negativ (gegen den

Uhrzeigersinn)

• Objektmethoden:

=Video.F[0].Linie.angleTo(Video.F[1].Linie)

Linie in Frame 0

Frame 0

Linie in Frame 1 (Parameter der Methode)

Frame 1


Folie 29Ben Stöver

3.6 Formeln (Beispiel Strömungskanal)

GraphicMeasurer

=_V[1;_R - 1] + 1

=Video.F[_V[1;_R]].fishCenter.pointAt(0).y

=Video.F[_V[1;_R]].fishCenter.pointAt(0.1).x


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3.7 Weitere Anwendungen (1)

Vermessung von Blattflächen:

• Photosyntheserate wird in Ab-hängigkeit von einem Stressfaktor gemessen

• Gemessener Stoffumsatz muss auf die Blattfläche bezogen werden.

• GM kann Blattflächen sehr viel effizienter vermessen als bisherige Methode

GraphicMeasurer


Folie 31Ben Stöver


GraphicMeasurer

Manuelle Eingabe von Objekten:

• Reaktion eines Oskars (Astronotus ocellatus) auf eine Druckwelle

• Manuelle Eingabe der Objekte (schlechte Bildqualität)

• Winkeländerungen, Abstände etc. können von GM berechnet werden.


Folie 32Ben Stöver


• Erfassung von Quantitativen morphologischen Merkmalen in der Paläontologie (automatisch oder manuell)

GraphicMeasurer

Foto: Heiko Schmied


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Bemerkungen

Alle nicht kenntlich gemachten Abbildungen sind eigene Werke.

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