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基於隨機計算之Gabor濾波器硬體實作

為了解決jk flip flop原理的問題，作者李翊銘 這樣論述：

本文提出一個以隨機計算來實現Gabor濾波器的硬體電路設計，Gabor濾波器具有非常好的影像特徵選取能力，可以依照設定的角度來選擇提取物件特定方向的邊緣，然而Gabor濾波器則需要使用非常龐大及複雜的硬體架構才能實現，所以本文使用隨機計算實現Gabor濾波器，來改善高硬體成本的問題。隨機計算是將運算電路轉換成機率的方式再以簡單的邏輯運算單元來實現多種函數的硬體架構，例如一個簡單的及閘在單極隨機計算使用就是一個乘法元件，能大幅度的減少硬體所消耗的成本，單極的隨機計算能表達的值域限定在[0,1]之間，雙極則能表達[-1,1]之間，Gabor濾波器輸出值域也是介於[-1,1]之間，符合隨機計算的計

算範圍。在本篇論文提出Gabor濾波器所需要的正弦函數本文用Bhaskara I所提出的正弦近似公式推導成隨機計算的電路，以單線正負號及單極相關性隨機輸入搭配隨機邏輯單元來實現，其他論文所提出的正弦函數是雙極輸入並由多個雙曲正切函數的有限狀態機組成，與之相比本文提出的電路面積較低，精準度也高出很多，Gabor濾波器所需要的指數函數本文以泰勒展開式實現，使用單極隨機邏輯單元並用相關性來共用隨機數產生器來減少面積，也比其他論文所提出的雙極輸入指數函數有限狀態機精準度高，整體以台灣積體電路製造公司的TSMC 40nm製程資料合成模擬結果表示以相同隨機位元流長度時一維Gabor濾波器面積少了53%，且

經過模擬結果表示本文提出的隨機計算Gabor濾波器在位元流長度2^8的情況下就有精確的結果，其他論文所提出的則需要2^14位元流長度才會有精確的結果，位元流長度越長電路完成運算的時間就會拉長，電路面積也會增大就失去隨機計算的優勢，因此本文提出的Gabor濾波器成功的解決了這些問題。

分析發生在癌症轉錄體序列之核醣核酸編輯現象

為了解決jk flip flop原理的問題，作者許眾棠 這樣論述：

在生物體中存在著一種後轉錄修飾作用的分子生物學現象，也就是RNA編輯(RNA editing)。此作用可讓DNA核苷酸序列在不發生突變的情況之下，造成下游產物mRNA或甚至由mRNA所轉譯出的蛋白質之功能不再與原先一致，進而提供一個更多元的序列變異性。其產生的效果隨著基因區段的不同而有不一樣的結果：若在蛋白質編碼序列(coding DNA sequence, CDS)改變密碼子(codon)，則可能會置換原胺基酸的組成；在3’UTR則會影響microRNA利用seed region來辨識mRNA的位置；又或者是作用在內含子(intron)的剪切序列，就有可能會讓修飾後的RNA帶有部份intr

on，使整個序列特性出現改變；而在其它非蛋白質編碼序列上，像是long non-coding RNA就可能會改變其二級結構與跟miRNA交互作用的方式等；至於Alu重複序列則因為易形成雙股RNA之結構，因此在其分佈的區域較容易為ADAR辨識而被編輯。 隨著次世代定序技術的發展，讓人們得以透過電腦的計算功能，繞過傳統實驗室的限制，利用各式的序列處理工具，幫助研究者從中找出可供討論的資訊。此次的研究是要藉由TCGA(The Cancer Genome Atlas)當中的浸潤性乳癌患者(breast invasive carcinoma, BRCA)的DNA與RNA序列比對，並用DNA與RNA

的定序片段(read)在變異位點的涵蓋程度作為後續分析的篩選條件。此外，我們也從基因註解資訊及其它已知資料庫的比對，觀察到經由不同條件所篩選出的結果並不一樣，像如果是RNA或DNA涵蓋性比較低的位點就會傾向發生在非轉譯區，反之，在CDS的涵蓋性則會較高。除此之外，為了確認A-to-I的編輯是否有發生於miRNA targeting binding site，我們使用了miRNA之相關預測資料分析，最後也有找到可能會影響其作用於目標區域的位點。而針對重複性序列的部份，亦有拿來比對編輯位點在Alu repetitive element的出現情況。最後，在找出RNA的A-to-I編輯與癌症之關聯性方

面，亦有對應到部份已知的癌症相關基因與miRNA，可供後續驗證生物意義上的探討方向。