cryoSENSE：稀疏和生成式先验在蛋白质冷冻电镜图像流形上实现压缩感知高通量显微镜
图像与视频处理
2026-03-31 v3 生物大分子
摘要
冷冻电子显微镜（cryo-EM）使人们能够以原子分辨率可视化生物分子；然而，现代直接探测器生成的数据体积远远超过可用的存储和传输带宽，从而限制了实际的吞吐量。我们介绍cryoSENSE，这是计算上实现的硬件-软件协同设计框架，用于压缩冷冻EM感知和获取。我们展示，cryo-EM蛋白质图像位于可独立使用稀疏先验于预定义基中的低维流形上，或使用去噪扩散模型捕获的生成式先验。cryoSENSE利用这些低维流形来实现从空间和傅里叶域不 undersampled 测量中可靠的图像重建，同时保持下游结构分辨率。在实验中，cryoSENSE在保持原始3D分辨率的同时，将获取吞吐量提高最高为2.5，在屏蔽测量数量和下采样水平之间提供可控的权衡。稀疏先验有助于从傅里叶域测量中忠实重建和适度压缩，而生成式扩散先验实现从像素域测量中准确恢复和更严重的不 undersampled。项目网站：https://cryosense.github.io。
引用
@article{arxiv.2511.12931,
title = {cryoSENSE: Compressive Sensing Enables High-throughput Microscopy with Sparse and Generative Priors on the Protein Cryo-EM Image Manifold},
author = {Zain Shabeeb and Daniel Saeedi and Darin Tsui and Vida Jamali and Amirali Aghazadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.12931},
year = {2026}
}
备注
Accepted into CVPR 2026