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第一章 引言1

第一节 概述1

一、显微光切片技术1

二、图像的三维重建显示及分析技术3

三、基于系列图像的超分辨率图像复原分析技术4

第二节 研究的意义5

第三节 主要研究内容6

第二章 显微光切片技术方法9

第一节 概述9

一、国外研究现状9

二、国内研究现状10

第二节 显微光切片技术方法10

一、激光扫描共聚焦显微镜10

二、多光子共聚焦显微技术11

三、用软件方法实现显微光学切片技术12

四、近来出现的宽场和荧光光学切片技术13

第三节 小结17

第三章 解卷积显微光切片方法18

第一节 概述18

第二节 基本原理方法18

第三节 解卷积方法21

一、逆滤波器方法-非约束恢复23

二、最小二乘类约束恢复方法23

三、非线性复原方法24

第四节 解卷积方法研究28

一、点扩散函数的估计29

二、解卷积算法30

三、本方法的应用实例数字共焦显微系统研究32

第五节 小结34

第四章 光栅投影显微光切片技术36

第一节 概述36

第二节 空间滤波方法36

一、时间相干性38

二、空间相干性40

三、相干度和可见度41

第三节 光栅投影显微光切片技术的原理42

一、理论依据42

二、理论推导42

三、线性去除条纹的方法推导43

第四节 对光栅光切片方法的改进44

一、空间滤波方法去除光栅条纹44

二、新型光栅投影显微镜光切片实验及其结果46

第五节 小结48

第五章 三维图像重建显示分析技术49

第一节 概述49

一、本章所采用的三维显示技术51

二、实验结果与结论54

第二节 三维图像分析技术中的任意区域分割56

一、四种坐标系56

二、前期工作56

三、理论推导57

四、算法描述59

五、实验结果与讨论61

第三节 三维图像分析中的精确测量62

一、测量的内容62

二、线段的测量62

三、角度的测量63

四、体数据模型63

五、面积的计算63

六、体积的计算64

第四节 对本章实验结果的讨论65

第五节 小结66

第六章 冷冻电镜单颗粒三维重构的原理68

第一节 冷冻电镜单颗粒技术原理68

一、中央截面定理68

二、二十面体取向的定义69

三、中心和取向的估计原理69

四、三维图像的插值算法71

第二节 三维重构的过程72

一、大欠焦图像的处理72

二、小欠焦图像的处理80

第三节 附录81

第七章 冷冻电镜单颗粒重构病毒的三维显示86

第一节 显示方法86

一、表面绘制法86

二、体绘制法87

第二节 可视化系统与显示流程88

一、可视化系统88

二、显示的过程88

第八章 冷冻电镜单颗粒重构病毒的三维交互分割90

第一节 三维图像分析技术中的任意区域交互分割90

一、前期工作90

二、实验结果与讨论90

第二节 三维图像分析中的精确测量91

一、测量的内容91

二、线段的测量92

三、角度的测量92

四、体数据模型93

五、面积的计算93

六、体积的计算93

第九章 病毒的三维结构显示与分割结果95

第一节 材料的准备95

一、浓核病毒数据收集95

二、家蚕质多角体病毒数据收集95

三、中锋囊状幼虫病毒数据收集95

四、质多角体病毒单克隆抗体复合物数据收集96

第二节 显示结果96

第三节 显示结构的观察97

一、DNV三维结构观察97

二、CPV三维结构观察97

三、BmCPV-MAb三维结构观察99

四、CSBV三维结构观察99

第四节 显示系统讨论100

一、阈值的确定100

二、显示的交互性100

三、内部结构显示100

第五节 小结101

第十章 超分辨率理论图像分析应用研究106

第一节 概述106

第二节 超分辨率复原的理论基础107

一、基本的数学原因107

二、超分辨率复原的数学物理基础107

三、超分辨率复原能力108

第三节 超分辨率复原算法109

一、能量连续降减法109

二、Bayes分析法109

三、凸集投影法110

第四节 基于序列或多幅图像的超分辨率复原法111

一、频域法111

二、空域法111

第五节 细胞膜波动动态图像序列的超分辨率重建研究112

一、运动估计114

二、运动分解115

三、区域边缘估计115

四、降低噪声与拼接116

第六节 超分辨率重建的应用实例118

一、实验原理和方法119

二、实验结果121

第七节 超分辨率图像复原的研究展望124

第八节 小结124

结束语126

参考文献152