Till innehåll på sidan

Analytic and data-driven methods for 3D electron microscopy

Tid: Fr 2020-10-23 kl 14.00

Plats: via Zoom https://kth-se.zoom.us/j/68027481949, Stockholm (English)

Respondent: Gustav Zickert , Matematik (Avd.)

Opponent: Assistant Professor Roy Lederman, Yale University, New Haven, USA

Handledare: Professor Pär Kurlberg, Matematik (Avd.); Ozan Öktem, Strategiskt centrum för industriell och tillämpad matematik, CIAM, Matematik (Avd.); Timo Koski, Matematisk statistik, Matematik

Exportera till kalender

Abstract

Det centrala temat för denna avhandling är teoretiska och algoritmiskaaspekter av 3D elektronmikroskopi (3D-EM). I synnerhet utforskar avhandlingentre delar av detta tema. Den första delen handlar om analys av framåtoperatorersom bättre tar hänsyn till elektronens vågengenskaper, jämförtmed tradionella modeller. Den andra delen handlar om data-drivna metoderi 3D-EM. Den tredje delen handlar om Gaussiska basfunktioner inom bildrepresentationoch bildrekonstruktion.Avhandlingen består i huvudsak av fem artiklar, som föregås av två inledandekapitel. Det första kaptilet ger en bakgrund till avhandlingen och detandra kapitlet utgör en sammanfattning av artiklarna.I artikel A föreslår vi en snabb icke-linjär rekonstruktionsmetod för gemensamfas- och bildrekonstruktion inom kryo-elektrontomografi. Vi utvärderarmetoden på simulerat och verkligt data.I artikel B tränar vi ett djupt neuralt faltningsnätverk på en databas avstrukturbestämda molekyler. Nätverket används för att modellera en a-priorifördelning i single particle analysis (SPA) inom ett maximum-a-posterioriramverk. Vi visar i en simuleringsstudie att den föreslagna metoden presteraravsevärt bättre än en av de ledande metoderna i fältet.I artikel C föreslår vi en girig metod för signalrepresentation med Gaussiskafunktioner. Dessutom härleder vi en övre begränsning för avståndet frånett godtyckligt lokalt maximum av en Gaussisk mixtur till mängden av väntevärdesvektorer.I artikel D generaliserar vi metoden i artikel C och introducerar därigenomen algoritm för att rekonstruera en Gaussisk mixtur från dess ray-transformprojektionsbilder. Vi härleder även exakta och approximativa uttryck för Rieszpotentialen av isotropa respektive anisotropa Gaussiska funktioner.I artikel E bevisar vi en entydighetssats för en Ewaldsfär-korrigerad modellför SPA. Denna sats visar att nollskild krökning av Ewaldsfären leder till ettunikt lösbart SPA problem, inklusive strukturens hänthet.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-281931