Skip to main content

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

A Monte Carlo Framework for Denoising and Missing Wedge Reconstruction in Cryo-electron Tomography

verfasst von : E. Moebel, C. Kervrann

Erschienen in: Patch-Based Techniques in Medical Imaging

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We propose a statistical method to address an important issue in cryo electron tomography image analysis: reduction of a high amount of noise and artifacts due to the presence of a missing wedge (MW) in the spectral domain. The method takes as an input a 3D tomogram derived from limited-angle tomography, and gives as an output a 3D denoised and artifact compensated tomogram. The artifact compensation is achieved by filling up the MW with meaningful information. The method can be used to enhance visualization or as a pre-processing step for image analysis, including segmentation and classification. Results are presented for both synthetic and experimental data.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Buades, A., Coll, B., Morel, J.M.: A non-local algorithm for image denoising. Comput. Vis. Pattern Recognit. 2, 60–65 (2005)MATH Buades, A., Coll, B., Morel, J.M.: A non-local algorithm for image denoising. Comput. Vis. Pattern Recognit. 2, 60–65 (2005)MATH
2.
Zurück zum Zitat Egiazarian, K., Foi, A., Katkovnic, V.: Compressed sensing image reconstruction via recursive spatially adaptive filtering. Int. Conf. Image Process. 1, 549–552 (2007) Egiazarian, K., Foi, A., Katkovnic, V.: Compressed sensing image reconstruction via recursive spatially adaptive filtering. Int. Conf. Image Process. 1, 549–552 (2007)
3.
Zurück zum Zitat Foerster, F., Hegerl, R.: Structure determination In Situ by averaging of tomograms. Cell. Electron Microsc. 79, 741–767 (2007)CrossRef Foerster, F., Hegerl, R.: Structure determination In Situ by averaging of tomograms. Cell. Electron Microsc. 79, 741–767 (2007)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Guesdon, A., Blestel, S., Kervrann, C., Chrétien, D.: Single versus dual-axis cryo-electron tomography of microtubules assembled in vitro: limits and perspectives. J. Struct. Biol. 181(2), 169–78 (2013)CrossRef Guesdon, A., Blestel, S., Kervrann, C., Chrétien, D.: Single versus dual-axis cryo-electron tomography of microtubules assembled in vitro: limits and perspectives. J. Struct. Biol. 181(2), 169–78 (2013)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Kervrann, C.: PEWA: patch-based exponentially weighted aggregation for image denoising. Adv. Neural Inf. Process. Syst. 27, 1–9 (2014) Kervrann, C.: PEWA: patch-based exponentially weighted aggregation for image denoising. Adv. Neural Inf. Process. Syst. 27, 1–9 (2014)
6.
Zurück zum Zitat Kováčik, L., Kereïche, S., Höög, J.L., Jda, P., Matula, P., Raška, I.: A simple Fourier filter for suppression of the missing wedge ray artefacts in single-axis electron tomographic reconstructions. J. Struct. Biol. 186(1), 141–52 (2014)CrossRef Kováčik, L., Kereïche, S., Höög, J.L., Jda, P., Matula, P., Raška, I.: A simple Fourier filter for suppression of the missing wedge ray artefacts in single-axis electron tomographic reconstructions. J. Struct. Biol. 186(1), 141–52 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Leary, R., Saghi, Z., Midgley, P.A., Holland, D.J.: Compressed sensing electron tomography. Ultramicroscopy 131, 70–91 (2013)CrossRef Leary, R., Saghi, Z., Midgley, P.A., Holland, D.J.: Compressed sensing electron tomography. Ultramicroscopy 131, 70–91 (2013)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Lebrun, M., Buades, A., Morel, J.: A nonlocal Bayesian image denoising algorithm. SIAM J. Imaging Sci. 6(3), 1665–1688 (2013)MathSciNetCrossRef Lebrun, M., Buades, A., Morel, J.: A nonlocal Bayesian image denoising algorithm. SIAM J. Imaging Sci. 6(3), 1665–1688 (2013)MathSciNetCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Maggioni, M., Katkovnic, V., Egiazarian, K., Foi, A.: Nonlocal transform-domain filter for volumetric data denoising and reconstruction. IEEE Trans. Image Process. 22(1), 119–133 (2013)MathSciNetCrossRef Maggioni, M., Katkovnic, V., Egiazarian, K., Foi, A.: Nonlocal transform-domain filter for volumetric data denoising and reconstruction. IEEE Trans. Image Process. 22(1), 119–133 (2013)MathSciNetCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Paavolainen, L., et al.: Compensation of missing wedge effects with sequential statistical reconstruction in electron tomography. PLoS ONE 9(10), 1–23 (2014)CrossRef Paavolainen, L., et al.: Compensation of missing wedge effects with sequential statistical reconstruction in electron tomography. PLoS ONE 9(10), 1–23 (2014)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Van Heel, M., Schatz, M.: Fourier shell correlation threshold criteria. J. Struct. Biol. 151, 250–262 (2005)CrossRef Van Heel, M., Schatz, M.: Fourier shell correlation threshold criteria. J. Struct. Biol. 151, 250–262 (2005)CrossRef
Metadaten
Titel
A Monte Carlo Framework for Denoising and Missing Wedge Reconstruction in Cryo-electron Tomography
verfasst von
E. Moebel
C. Kervrann
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-00500-9_4