通过基于测度的黎曼流形提升正则化冷冻电镜三维地图精修中的取向估计
最优化与控制
2023-08-21 v3 微分几何
摘要
受单颗粒冷冻电子显微镜（Cryo-EM）中联合三维地图重建与旋转估计在噪声鲁棒性与数据一致性之间权衡的驱动，我们提出椭球支撑提升（ESL），一种基于测度的提升方案，用于正则化并近似黎曼流形上光滑函数的全局极小元。在极小元唯一性假设下，我们给出了若干理论结果，特别是该方法的适定性以及由相对于全局极小元的诱导偏差导致的误差界。此外，我们利用所发展的理论将该基于测度的提升方案整合进一种交替更新方法，用于联合齐次三维地图重建与旋转估计；其中通常需求解数以万计的流形值极小化问题，且由于数据中高噪声水平而必须正则化。该联合恢复方法通过对 Cryo-EM 数据的数值实验来检验理论预测与算法性能。特别地，由 ESL 正则化效应引起的诱导偏差经验上估计出的旋转优于全局优化，即更接近真实值的旋转。
引用
@article{arxiv.2209.03045,
title = {Regularising orientation estimation in Cryo-EM 3D map refinement through measure-based lifting over Riemannian manifolds},
author = {Willem Diepeveen and Jan Lellmann and Ozan Öktem and Carola-Bibiane Schönlieb},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03045},
year = {2023}
}