基于 3D 高斯溶解的环形暗场扫描电子显微镜断层扫描重建
计算机视觉与模式识别
2026-04-07 v1
摘要
分析暗场扫描电子显微镜(ADF-STEM)断层扫描通过整合多视角倾斜序列图像来重建纳米尺度材料的三维结构，使其能够精确分析其结构和成分特征。虽然整合更多倾斜视图可提高 3D 重建，但需要延长的电子曝光，这会风险损伤剂量敏感材料，并引入漂移和错位，使得难以在重建保真度与样品保存之间取得平衡。实际中，稀疏视图获取往往是必需的，但传统的 ADF-STEM 方法在受限视图下会出现退化，表现出痕迹和结构保真度降低。为解决这些问题，本文将 3D GS 适用于该领域，包含三个关键组件。我们首先将局部散射强度建模为可学习的标量场 denza，以解决 3DGS 与 ADF-STEM 成像物理之间的不匹配。随后，我们引入系数 来稳定各倾斜角度之间的散射，确保通过散射视图归一化实现一致的 denza。最后，我们将包含 2D 傅里叶振幅项的损失函数纳入，以抑制稀疏视图重建中的缺失楔角痕迹。在 45 视图和 15 视图倾斜序列上的实验表明，DenZa-Gaussian 能够产生高保真度的重建和 2D 投影，这些投影与原始倾斜图更吻合，显示出在稀疏视图条件下的优异鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2604.04693,
title = {3D Gaussian Splatting for Annular Dark Field Scanning Transmission Electron Microscopy Tomography Reconstruction},
author = {Beiyuan Zhang and Hesong Li and Ruiwen Shao and Ying Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.04693},
year = {2026}
}