第一章 引言 1
第一节 概述 1
一、显微光切片技术 1
二、图像的三维重建显示及分析技术 3
三、基于系列图像的超分辨率图像复原分析技术 4
第二节 研究的意义 5
第三节 主要研究内容 6
第二章 显微光切片技术方法 9
第一节 概述 9
一、国外研究现状 9
二、国内研究现状 10
第二节 显微光切片技术方法 10
一、激光扫描共聚焦显微镜 10
二、多光子共聚焦显微技术 11
三、用软件方法实现显微光学切片技术 12
四、近来出现的宽场和荧光光学切片技术 13
第三节 小结 17
第三章 解卷积显微光切片方法 18
第一节 概述 18
第二节 基本原理方法 18
第三节 解卷积方法 21
一、逆滤波器方法-非约束恢复 23
二、最小二乘类约束恢复方法 23
三、非线性复原方法 24
第四节 解卷积方法研究 28
一、点扩散函数的估计 29
二、解卷积算法 30
三、本方法的应用实例数字共焦显微系统研究 32
第五节 小结 34
第四章 光栅投影显微光切片技术 36
第一节 概述 36
第二节 空间滤波方法 36
一、时间相干性 38
二、空间相干性 40
三、相干度和可见度 41
第三节 光栅投影显微光切片技术的原理 42
一、理论依据 42
二、理论推导 42
三、线性去除条纹的方法推导 43
第四节 对光栅光切片方法的改进 44
一、空间滤波方法去除光栅条纹 44
二、新型光栅投影显微镜光切片实验及其结果 46
第五节 小结 48
第五章 三维图像重建显示分析技术 49
第一节 概述 49
一、本章所采用的三维显示技术 51
二、实验结果与结论 54
第二节 三维图像分析技术中的任意区域分割 56
一、四种坐标系 56
二、前期工作 56
三、理论推导 57
四、算法描述 59
五、实验结果与讨论 61
第三节 三维图像分析中的精确测量 62
一、测量的内容 62
二、线段的测量 62
三、角度的测量 63
四、体数据模型 63
五、面积的计算 63
六、体积的计算 64
第四节 对本章实验结果的讨论 65
第五节 小结 66
第六章 冷冻电镜单颗粒三维重构的原理 68
第一节 冷冻电镜单颗粒技术原理 68
一、中央截面定理 68
二、二十面体取向的定义 69
三、中心和取向的估计原理 69
四、三维图像的插值算法 71
第二节 三维重构的过程 72
一、大欠焦图像的处理 72
二、小欠焦图像的处理 80
第三节 附录 81
第七章 冷冻电镜单颗粒重构病毒的三维显示 86
第一节 显示方法 86
一、表面绘制法 86
二、体绘制法 87
第二节 可视化系统与显示流程 88
一、可视化系统 88
二、显示的过程 88
第八章 冷冻电镜单颗粒重构病毒的三维交互分割 90
第一节 三维图像分析技术中的任意区域交互分割 90
一、前期工作 90
二、实验结果与讨论 90
第二节 三维图像分析中的精确测量 91
一、测量的内容 91
二、线段的测量 92
三、角度的测量 92
四、体数据模型 93
五、面积的计算 93
六、体积的计算 93
第九章 病毒的三维结构显示与分割结果 95
第一节 材料的准备 95
一、浓核病毒数据收集 95
二、家蚕质多角体病毒数据收集 95
三、中锋囊状幼虫病毒数据收集 95
四、质多角体病毒单克隆抗体复合物数据收集 96
第二节 显示结果 96
第三节 显示结构的观察 97
一、DNV三维结构观察 97
二、CPV三维结构观察 97
三、BmCPV-MAb三维结构观察 99
四、CSBV三维结构观察 99
第四节 显示系统讨论 100
一、阈值的确定 100
二、显示的交互性 100
三、内部结构显示 100
第五节 小结 101
第十章 超分辨率理论图像分析应用研究 106
第一节 概述 106
第二节 超分辨率复原的理论基础 107
一、基本的数学原因 107
二、超分辨率复原的数学物理基础 107
三、超分辨率复原能力 108
第三节 超分辨率复原算法 109
一、能量连续降减法 109
二、Bayes分析法 109
三、凸集投影法 110
第四节 基于序列或多幅图像的超分辨率复原法 111
一、频域法 111
二、空域法 111
第五节 细胞膜波动动态图像序列的超分辨率重建研究 112
一、运动估计 114
二、运动分解 115
三、区域边缘估计 115
四、降低噪声与拼接 116
第六节 超分辨率重建的应用实例 118
一、实验原理和方法 119
二、实验结果 121
第七节 超分辨率图像复原的研究展望 124
第八节 小结 124
结束语 126
参考文献 152