基于压缩感知的单分子定位显微超分辨图像重建方法研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-35页 |
| 1.1 引言 | 第11页 |
| 1.2 传统荧光显微技术基础 | 第11-17页 |
| 1.2.1 荧光的激发和发射原理 | 第11-13页 |
| 1.2.2 荧光显微成像技术 | 第13-14页 |
| 1.2.3 荧光显微的分辨率极限 | 第14-17页 |
| 1.3 远场超分辨荧光显微成像技术 | 第17-31页 |
| 1.3.1 受激辐射耗尽显微术 | 第18-20页 |
| 1.3.2 结构光照明显微术 | 第20页 |
| 1.3.3 单分子定位显微术 | 第20-29页 |
| 1.3.4 超分辨光学涨落成像方法 | 第29-31页 |
| 1.4 单分子轴向定位显微成像技术 | 第31-34页 |
| 1.5 本论文的主要工作 | 第34-35页 |
| 第2章 空间域内二维的单分子定位方法研究 | 第35-55页 |
| 2.1 二维点扩展函数成像理论 | 第36-37页 |
| 2.2 压缩感知的稀疏重构算法 | 第37-44页 |
| 2.2.1 内点算法 | 第38-39页 |
| 2.2.2 同伦算法(Homotopy) | 第39-42页 |
| 2.2.3 正交匹配追踪(OMP)算法 | 第42-44页 |
| 2.3 基于压缩感知的STORM数据处理方法 | 第44-48页 |
| 2.3.1 构造基于点扩展函数的观测矩阵 | 第44-45页 |
| 2.3.2 图像的分块化处理 | 第45-47页 |
| 2.3.3 STORM数据的分子密度限制 | 第47-48页 |
| 2.4 单分子定位模拟仿真及分析 | 第48-52页 |
| 2.4.1 评价算法优劣的四个参数 | 第48-49页 |
| 2.4.2 模拟结果及分析 | 第49-52页 |
| 2.5 实验结果及分析 | 第52-54页 |
| 2.6 本章小结 | 第54-55页 |
| 第3章 空间域内三维单分子定位方法研究 | 第55-73页 |
| 3.1 3D-CS原理和方法 | 第56-62页 |
| 3.1.1 三维点扩展函数成像理论 | 第56-58页 |
| 3.1.2 三维压缩感知模型 | 第58-60页 |
| 3.1.3 3D-CS中观测矩阵 | 第60-62页 |
| 3.2 基于CVX的仿真分析 | 第62-67页 |
| 3.2.1 图像的获取 | 第62-64页 |
| 3.2.2 定位特性分析 | 第64-67页 |
| 3.3 实验及结果分析 | 第67-72页 |
| 3.3.1 模拟三维射线束实验 | 第67-69页 |
| 3.3.2 成像光路设计 | 第69-70页 |
| 3.3.3 样品制备 | 第70页 |
| 3.3.4 细胞三维超分辨重构 | 第70-72页 |
| 3.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 第4章 频率域内的单分子定位方法研究 | 第73-92页 |
| 4.1 频率域压缩感知理论 | 第74-81页 |
| 4.1.1 频率域内单分子成像模型 | 第74-75页 |
| 4.1.2 傅里叶字典的构造 | 第75-79页 |
| 4.1.3 求解傅里叶CS模型的重构算法 | 第79-81页 |
| 4.2 模拟结果及分析 | 第81-83页 |
| 4.2.1 三种算法对比及分析 | 第81-82页 |
| 4.2.2 四叶玫瑰线模拟成像 | 第82-83页 |
| 4.3 随机光学重建显微成像实验及分析 | 第83-91页 |
| 4.3.1 500 张高密度图像重构结构及分析 | 第83-86页 |
| 4.3.2 实验系统 | 第86-88页 |
| 4.3.3 细胞微丝超分辨重构 | 第88-89页 |
| 4.3.4 BS-C-1细胞微管超分辨图像重建 | 第89-91页 |
| 4.4 本章小结 | 第91-92页 |
| 第5章 总结和展望 | 第92-94页 |
| 5.1 工作总结 | 第92-93页 |
| 5.2 工作展望 | 第93-94页 |
| 参考文献 | 第94-102页 |
| 致谢 | 第102-103页 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 | 第103-104页 |
| 专利发表情况 | 第104页 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 | 第104页 |
