通过弱物理信息且抗域偏移的轴向去模糊实现系统与样本无关的各向同性三维显微成像
光学
2024-06-11 v1 图像与视频处理
生物物理
摘要
三维（3D）亚细胞成像对生物医学研究至关重要，但光学显微镜的衍射极限损害了轴向分辨率，阻碍了准确的 3D 结构分析。这一挑战在厚且异质性组织的无标记成像中尤为突出，在此类成像中，关于数据分布的假设（如稀疏性、特定标记的分布以及横向-轴向相似性）和系统先验（如独立同分布（i.i.d.）噪声和线性平移不变（LSI）点扩散函数（PSFs））通常是无效的。在此，我们引入了 SSAI-3D，这是一个弱物理信息且抗域偏移的框架，用于稳健的各向同性 3D 成像。SSAI-3D 通过生成 PSF 灵活、抗噪声且结合样本信息的训练数据集，并稀疏微调一个大型预训练的盲去模糊网络，实现了稳健的轴向去模糊。SSAI-3D 被应用于活体类器官、新鲜切除的人类子宫内膜组织和小鼠触须垫的无标记非线性成像，并在具有未知模糊和噪声且跨越不同显微系统的 3D 异质性生物组织的公开真值配对实验数据集中得到了进一步验证。
引用
@article{arxiv.2406.06337,
title = {System- and Sample-agnostic Isotropic 3D Microscopy by Weakly Physics-informed, Domain-shift-resistant Axial Deblurring},
author = {Jiashu Han and Kunzan Liu and Keith B. Isaacson and Kristina Monakhova and Linda G. Griffith and Sixian You},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.06337},
year = {2024}
}
备注
27 pages, 6 figures