Kristalografik görüntü işleme - Crystallographic image processing

Α-Ti'nin yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu (HREM) görüntüsünün Kristalografik Görüntü İşleme (CIP)2Bölge ekseni boyunca 300 kV TEM (JEOL 3010 UHR, nokta çözünürlüğü 1.7 Å) ile kaydedildi. İlk adımda, HREM görüntüsünün Fourier dönüşümü hesaplanır (yalnızca genlikler gösterilir). Beyaz halkanın konumu, defokus değerini (Δf = -650 Å) belirlemek için kullanılan kontrast transfer fonksiyonunun (CTF) ilk geçişini gösterir. Karşılıklı kafes daha sonra indekslenir ve genlikler ve fazlar çıkarılır. Genlikler ve fazlar, Fourier sentezi yoluyla bir birim hücre için ortalama görüntüyü hesaplamak için kullanılabilir. 2 boyutlu atomik koordinatların belirlenmesi için sözde potansiyel haritası (p2gg simetrisi), CTF tarafından empoze edilen faz kaymalarının düzeltilmesinden sonra elde edildi. Sözde potansiyel haritasından ve üst üste binen modelden X ışını kırınımından belirlenen atomik koordinatların ortalama uyumu yaklaşık 0,2 A'dır.[1]

Kristalografik görüntü işleme (CIP) geleneksel olarak, kristalin maddenin atomik yapısının yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobundan belirlenmesinde bir dizi anahtar adım olarak anlaşılır (HREM ) bir transmisyon elektron mikroskobunda elde edilen görüntüler (TEM ) paralel aydınlatma modunda çalışır. Terim araştırma grubunda oluşturuldu Sven Hovmöller -de Stockholm Üniversitesi 1980'lerin başında ve hızla "2D iletim / projeksiyon görüntülerinden 3D kristal yapı" yaklaşımı için bir etiket haline geldi. 1990'ların sonlarından bu yana, hedeflere ulaşmaya yönelik benzer ve tamamlayıcı görüntü işleme teknikleri, CIP'nin orijinal başlangıcını tamamlayıcı veya tamamen dışındadır, hesaplamalı simetri / geometri, taramalı transmisyon elektronu üyeleri tarafından bağımsız olarak geliştirilmiştir. mikroskopi, taramalı prob mikroskobu toplulukları ve uygulamalı kristalografi toplulukları.

HREM görüntü kontrastları ve kristal potansiyeli yeniden yapılandırma yöntemleri

Son derece ince numunelerin birçok hüzme HREM görüntüsü, yalnızca öngörülen şekilde doğrudan yorumlanabilir. kristal yapı özel koşullar altında kaydedilmişlerse, yani sözde Scherzer bulanıklaştırma. Bu durumda, atom sütunlarının pozisyonları görüntüde siyah lekeler olarak görünür (objektif lensin küresel sapma katsayısı pozitif olduğunda - düzeltilmemiş TEM'ler için her zaman olduğu gibi). Diğerleri için HREM görüntülerinin yorumlanmasında zorluklar ortaya çıkıyor odaklanmak değerler çünkü transfer özellikleri Objektif merceğin, bulanıklığın bir işlevi olarak görüntü kontrastını değiştirir. Bu nedenle, karanlık lekeler olarak tek bir odaklanma değerinde görünen atom sütunları, farklı bir odaklamada beyaz lekelere dönüşebilir ve bunun tersi de geçerlidir. (TEM operatörü tarafından kolayca değiştirilebilen) objektif lens bulanıklığına ek olarak, incelenen kristalin kalınlığı da görüntü kontrastı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu iki faktör genellikle, yansıtılan bir yapı olarak doğrudan yorumlanamayan HREM görüntülerini karıştırır ve verir. Yapı bilinmiyorsa, görüntü simülasyon tekniklerinin önceden uygulanamaması için görüntü yorumlama daha da karmaşıktır. Günümüzde bu sorunun üstesinden gelmek için iki yaklaşım mevcuttur: bir yöntem, çıkış dalgası işlevinin yeniden yapılandırılması aynı alandan farklı defokusta birkaç HREM görüntüsü gerektiren yöntem ve diğer yöntem, yalnızca tek bir HREM görüntüsünü işleyen kristalografik görüntü işlemedir (CIP). Çıkış dalgası fonksiyonu rekonstrüksiyonu [2][3] tüm görüş alanı üzerinde (etkili) yansıtılan kristal potansiyelin bir genlik ve faz görüntüsünü sağlar. Böylelikle yeniden yapılandırılan kristal potansiyeli, aberasyon ve delokalizasyon için düzeltilir ve ayrıca farklı defokuslu birkaç görüntü işlendiğinden olası transfer boşluklarından etkilenmez. Diğer taraftaki CIP, yalnızca bir görüntüyü dikkate alır ve ortalama görüntü genlikleri ve fazları üzerinde düzeltmeler uygular. İkincisinin sonucu, öngörülen bir birim hücrenin sözde potansiyel haritasıdır. Sonuç, kristal eğim telafisi ile daha da iyileştirilebilir ve en olası yansıtılan simetriyi arayabilir. Sonuç olarak, çıkış dalgası fonksiyonu yeniden yapılandırma yönteminin kusurların ve küçük kümelerin (periyodik olmayan) atomik yapısını belirlemede en fazla avantaja sahip olduğu ve periyodik yapı incelemenin odağında ise veya defokus serisinde CIP'nin tercih edilen yöntem olduğu söylenebilir. HREM görüntüleri alınamıyor, ör. numunenin kiriş hasarı nedeniyle. Bununla birlikte, katalizörle ilgili malzeme C'leri üzerine yakın zamanda yapılan bir çalışma0.5[Nb2.5W2.5Ö14], bir çalışmada her iki yöntemin bağlantılı olduğu durumdaki avantajları göstermektedir.[4]

Kristalografik görüntü işlemenin kısa tarihi

Aaron Klug 1979'da, başlangıçta yapı tayini için geliştirilen bir tekniğin zar proteini yapılar aynı zamanda inorganik kristallerin yapı tayini için de kullanılabilir.[5][6] Bu fikir, Sven Hovmöller'in araştırma grubu tarafından alındı ​​ve K'nin metal çerçeve kısmi yapısının8 − xNb16 − xW12 + xÖ80 ağır metal oksit, Scherzer defokusta kaydedilen tek HREM görüntülerinden belirlenebilir.[7] (Scherzer defocus, zayıf faz nesne yaklaşımı dahilinde, iki kat elastik olarak saçılmış elektronların görüntüye katkıları en iyi şekilde bastırılırken, sadece bir kez saçılmış elastik olarak saçılmış elektronların görüntüsüne maksimum bir katkı sağlar.)

Daha sonraki yıllarda yöntemler daha karmaşık hale geldi, böylece Scherzer olmayan görüntülerin de işlenebilmesi sağlandı.[8] O zamanki en etkileyici uygulamalardan biri, karmaşık Ti bileşiğinin tam yapısının belirlenmesiydi.11Se4X-ışını kristalografisi ile erişilemez olan.[9] Tek HREM görüntülerindeki CIP yalnızca en az bir kısa (3 ila 5 Å) kristal eksenli katman yapıları için sorunsuz çalıştığından, yöntem farklı kristal yönelimlerinden (= atomik çözünürlüklü elektron tomografisi) verilerle de çalışacak şekilde genişletildi. Bu yaklaşım, mineralin 3B yapısını yeniden yapılandırmak için 1990 yılında kullanıldı. stavrolit HFe2Al9Si4Ö4 [10][11] ve daha yakın zamanda devasa yapıları belirlemek için kristal kristal yaklaşık faz ν-AlCrFe [12] ve kompleks zeolit ​​TNU-9'un yapıları [13] ve IM-5.[14] Aşağıda, diğer mikroskop türleri ile 2D periyodik dizilerden kaydedilen görüntülerin kristalografik işlenmesi ile ilgili bölümde bahsedildiği gibi, CIP teknikleri 2009 yılından beri taramalı transmisyon elektron mikroskobu, taramalı prob mikroskobu ve uygulamalı kristalografi topluluklarının üyeleri tarafından ele alınmıştır.

Çağdaş robotik ve bilgisayarla görme araştırmacıları, aynı zamanda, "hesaplamalı simetri",[15][16][17][18][19] ancak şimdiye kadar, kristalografiden kaynaklanan site simetrilerinin mekansal dağılımını kullanmada başarısız oldular. [20] menşe sözleşmeleri. Ek olarak, tanınmış bir istatistikçi, "Sürekli bir özellik olarak simetri" [21] simetri gruplarının kapsama ilişkilerine sahip olduğu (başka bir deyişle ayrık değildir), böylece bir görüntüde hangi simetrinin büyük olasılıkla mevcut olduğuna dair sonuçların temel alınması gerekir. "geometrik çıkarımlar".[22] Bu tür çıkarımlar, birinin deneysel verileri modellemeye çalışmadığı, ancak verilerin bilgi içeriğini çıkardığı ve modellediği bilgi teorisine derinlemesine kök salmıştır.[23][24]Geometrik çıkarım ile her türlü geleneksel istatistiksel çıkarım arasındaki temel fark, birincisinin yalnızca bir dizi kesin (ve kesin geometrik) kısıtlama ve gürültünün bir arada varlığını ifade etmesidir, bu nedenle gürültü, ölçüm cihazının bilinmeyen bir özelliğinden başka bir şey değildir. ve veri işleme işlemleri. Bunu takip eder "ikiyi karşılaştırırken" (yada daha fazla) "geometrik modeller gürültünün aynı (ancak bilinmeyen) olduğu ve her ikisi için de aynı özelliğe sahip olduğu gerçeğini hesaba katmalıyız." (herşey) "modeller".[25] Bu yaklaşımların çoğu doğrusal tahminler kullandığından, rastgele gürültü seviyesinin düşük ila orta düzeyde olması gerekir veya başka bir deyişle, ölçüm cihazlarının bilinen her tür sistematik hata için çok iyi düzeltilmesi gerekir.

Ancak bu tür fikirler, hesaplamalı simetri içindeki araştırmacıların yalnızca küçük bir azınlığı tarafından benimsenmiştir. [26] ve taramalı prob mikroskobu / uygulamalı kristalografi [27][28] Hesaplamalı simetri topluluğunun üyelerinin kristalografik görüntü işlemeyi bir farklı adını ve tam matematiksel çerçevesini kullanmadan (örneğin, bir birim hücrenin kökeninin doğru seçiminde cehalet ve doğrudan alan analizleri için tercih). Sıklıkla yapay olarak oluşturulmuş 2D periyodik kalıplarla çalışıyorlar, ör. Mağribi / Arap / İslam geleneğinde duvar kağıtları, tekstiller veya bina dekorasyonu. Bu araştırmacıların hedefleri genellikle nokta ve çeviri simetrilerinin hesaplama yöntemleriyle tanımlanması ve daha sonra modellerin gruplara ayrılmasıyla ilgilidir. Modelleri yapay olarak oluşturulduğundan, doğanın tipik olarak uzun menzilli periyodik sıralı atom veya molekül dizilerine uyguladığı tüm kısıtlamalara uymaları gerekmez.

Hesaplamalı geometri bu konu hakkında daha geniş bir bakış açısına sahiptir ve 1991'de gürültülü görüntülerde yaklaşık nokta simetrilerini test etme sorununun genel olarak olduğu sonucuna varmıştır. NP-zor [29] ve daha sonra o da NP tamamlandı. Bu problemin kısıtlı versiyonları için, birkaç tanesi için ilgili optimizasyon problemlerini çözen polinom zaman algoritmaları mevcuttur. nokta 2 boyutlu simetriler.[30]

Yüksek çözünürlüklü TEM görüntülerinin kristalografik görüntü işleme

CIP ile HREM görüntülerinden bir inorganik kristal yapısını çözmek için temel adımlar aşağıdaki gibidir (ayrıntılı tartışma için bkz. [31]).

  1. İlgi alanının seçilmesi ve hesaplanması Fourier dönüşümü (= 2D periyodik karmaşık sayılar dizisinden oluşan güç spektrumu)
  2. Objektif lens tarafından uygulanan odak dışı değerin belirlenmesi ve kontrast değişikliklerinin telafi edilmesi (Fourier uzayında yapılır)
  3. Kafesin indekslenmesi ve iyileştirilmesi (Fourier uzayında yapılır)
  4. Geliştirilmiş kafes konumlarında genliklerin ve faz değerlerinin çıkarılması (Fourier uzayında yapılır)
  5. Öngörülen birim hücrenin orijininin belirlenmesi ve öngörülen hücrenin belirlenmesi (uçak grubu ) simetri
  6. En olası düzlem grubu simetrisinin kısıtlamalarını, genlik ve fazlara dayatmak. Bu adımda, görüntü aşamaları, görüntü aşamalarının aşamalarına dönüştürülür. yapı faktörleri.
  7. Sözde potansiyel haritanın hesaplanması Fourier sentezi düzeltilmiş (yapı faktörü) genlik ve fazlarla (gerçek uzayda yapılır)
  8. 2D (öngörülen) atomik koordinatların belirlenmesi (gerçek uzayda yapılır)

İşlemin gerekli adımlarını gerçekleştirmeye yardımcı olan birkaç bilgisayar programı mevcuttur. Malzeme bilimcileri (elektron kristalografları) tarafından kullanılan en popüler programlar CRISP'dir,[32][33][34] VEC,[35][36] ve EDM paketi.[37] Yakın zamanda geliştirilen kristalografik görüntü işleme programı EMIA da var,[38] ancak şimdiye kadar bu programın kullanıcıları tarafından rapor edilmemiş görünüyor.

Yapısal biyologlar, normal iki boyutlu dizilerde membran oluşturan proteinler için birkaç ångströms (geçmişte örnekler negatif olarak boyandığında birkaç nanometreye kadar) çözünürlük elde ederler, ancak 2dx programlarının kullanımını tercih ederler,[39] EMAN2,[40] ve IPLT.[41] Bu programlar, Tıbbi Araştırma Konseyi (MRC) görüntü işleme programlarına dayanmaktadır. [42][43] ve "bükülmez" gibi ek işlevlere sahiptir [44][45] görüntünün. Adından da anlaşılacağı gibi, görüntünün bükülmemesi kavramsal olarak bir yapı bloğu kalınlığındaki numunelerin "düzleştirilmesi ve denge pozisyonlarına gevşetilmesi" ile eşdeğerdir, böylece tüm 2D periyodik motifler mümkün olduğunca benzerdir ve dizinin tüm yapı taşları aynı kristalografik yönelime sahiptir. mikroskoba sabitlenmiş bir kartezyen koordinat sistemine göre. (Mikroskobun optik ekseni tipik olarak z ekseni olarak işlev görür.) Bükülme genellikle 2D membran protein dizisi olduğunda gereklidir. parakristalin gerçekten kristalden ziyade. Bükülmenin molekül şeklinin belirlenebildiği uzaysal çözünürlüğü yaklaşık olarak iki katına çıkardığı tahmin edildi.[46]

İnorganik kristaller, 2D periyodik protein membran dizilerinden çok daha serttir, böylece bu kristallerin uygun şekilde inceltilmiş kısımlarından alınan görüntülerin bükülmesine gerek kalmaz. Sonuç olarak, CRISP programı, bükülmeyen görüntü işleme özelliğine sahip değildir, ancak sözde faz orijin iyileştirmesinde üstün performans sunar.

İkinci özellik elektron kristalografları için özellikle önemlidir, çünkü numuneleri herhangi bir Uzay üç boyutta var olan 230 olası grup türünden gruplayın. Yapısal biyologların ilgilendiği düzenli zar oluşturan protein dizileri ise, yalnızca 17 taneden birine (iki taraflı / siyah-beyaz) sahip olmakla sınırlıdır. katman Tüm (doğal olarak oluşan) proteinlerin kiral yapısı nedeniyle grup türleri (toplamda 46 ve yalnızca 2B'de periyodik olan). Bu katman grubu türlerinden dördünün farklı kristalografik ayarları, normal membran oluşturan protein dizilerinin olası katman grubu simetrilerinin sayısını yalnızca 21'e yükseltir.

Tüm 3B uzay grupları ve bunların alt periyodik 2B periyodik katman grupları (yukarıda bahsedilen 46 iki taraflı grup dahil), gerçekten 2B periyodik olan ve bazen bazen olarak adlandırılan 17 düzlem uzay grubu türüne projeksiyon yapar. duvar kağıdı gruplar. (Oldukça popüler olmasına rağmen, bu yanlış bir isimdir çünkü duvar kağıtları, doğası gereği bu simetrilere sahip olmakla sınırlı değildir.)

Tüm bireysel transmisyon elektron mikroskobu görüntüleri, numunelerin üç boyutlu uzayından iki boyuta projeksiyonlardır (böylece projeksiyon yönü boyunca uzamsal dağılım bilgisi kaçınılmaz olarak kaybolur). 3D kristallerin belirgin (yani belirli düşük indeksli) bölge eksenleri boyunca veya membran oluşturan protein numunesinin normal tabakası boyunca projeksiyonlar, 3D simetrinin 2D'ye projeksiyonunu sağlar. (Rasgele yüksek indeksli bölge eksenleri boyunca ve zar oluşturan proteinlerin normal katmanına eğimli olarak, iletim görüntülerinde yararlı bir yansıtılan simetri olmayacaktır.) 3B yapıların ve simetrilerinin geri kazanımı, elektron tomografi transmisyon elektron mikroskobu görüntü setlerini kullanan teknikler.

CIP'nin orijin iyileştirme kısmı, Uluslararası Kristalografi Tabloları tarafından sağlanan düzlem simetri grup tiplerinin tanımına dayanır; burada birim hücredeki tüm simetri eşdeğer pozisyonları ve ilgili site simetrileri, karşılıklı uzaydaki sistematik yokluklarla birlikte listelenir. Düzlem simetri gruplarının yanı sıra s1, s3, p3m1 ve p31m, diğer tüm düzlem grubu simetrileri merkezcildir, böylelikle orijin iyileştirmesi, Fourier katsayılarının genliklerinin doğru işaretlerinin belirlenmesini basitleştirir.

Taramalı prob mikroskobunda kristalografik görüntü işleme kullanıldığında, dikkate alınacak simetri grupları olası 21 ayarlarında sadece 17 düzlem uzay grubu türüdür.

Diğer mikroskop türleri ile 2D periyodik dizilerden kaydedilen görüntülerin kristalografik işlenmesi

Çünkü dijitalleştirilmiş 2D periyodik görüntüler bilgi teorik yaklaşımındadır sadece 2D piksel dizileri halinde düzenlenen veriler, Kristalografik Görüntü İşlemenin temel özellikleri, görüntülerin / verilerin kaydedildiği mikroskop türünden bağımsız olarak kullanılabilir. Buna göre, CIP tekniği (2dx programı temelinde), sapma düzeltmeli taramalı transmisyon elektron mikroskobunda kaydedildiği gibi Si-klatratların atomik çözünürlüklü Z-kontrast görüntülerine uygulanmıştır.[47] Taramalı tünelleme mikroskopları ile kaydedilen bir alt tabaka üzerinde düz yatan moleküllerin 2D periyodik dizilerinin görüntüleri [48][49] CRISP programı kullanılarak kristalografik olarak işlendi.

Referanslar

  1. ^ T. E. Weirich, Fourier serisinden kristal yapılara doğru - faz problemini çözmek için geleneksel yöntemlerin incelenmesi; in: Electron Crystallography - Nanosize Malzemelerin Yapısının Belirlenmesi için Yeni Yaklaşımlar, T.E. Weirich, J.L. Lábár, X. Zou, (Ed.), Springer 2006, 235 - 257.
  2. ^ A. Thust, M. H.F. Overwijk, W. M. J. Coene, M. Lentzen (1996) "Faz geri kazanımlı HRTEM'de lens sapmalarının sayısal düzeltmesi" Ultramikroskopi 64, 249 - 264.
  3. ^ L.J. Allen, W. McBride, N. L. O’Leary & M. P. Oxley (2004) "Atomik çözünürlükte çıkış dalgası rekonstrüksiyonu" Ultramikroskopi cilt. 100, 91-104.
  4. ^ J. Barthel, T. E. Weirich, G. Cox, H. Hibst, A. Thust (2010) "Cs'nin Yapısı0.5[Nb2.5W2.5Ö14] odak serisi rekonstrüksiyonu ve kristalografik görüntü işleme ile analiz edilmiştir "Açta Materialia cilt 58, 3764-3772. makale
  5. ^ Klug, A. (1979) "Biyolojik Makromoleküllerin Elektron Mikroskopisinde Görüntü Analizi ve Yeniden Yapılandırma", Chemica Scripta cilt. 14, 245-256.
  6. ^ L.A. Amos, R. Henderson, P. N. T. Unwin (1982) "İki Boyutlu Kristallerin Elektron mikroskobu ile Üç Boyutlu Yapının Belirlenmesi" Prog. Biophys. Molec. Biol. vol. 39, 183-231. makale[ölü bağlantı ]
  7. ^ Hovmöller, S., Sjögren, A., Farrants, G., Sundberg, M., Marinder, B. O. (1984) "Elektron mikroskobundan doğru atomik pozisyonlar", Nature cilt. 311, 238-241. makale
  8. ^ X. D. Zou, M. Sundberg, M. Larine, S. Hovmöller (1996) "Optimum olmayan odak dışı koşullar altında alınan HREM görüntülerinin görüntü işlemesi ile yapı projeksiyonu geri kazanımı" Ultramikroskopi cilt. 62, 103-121.makale
  9. ^ Weirich, T. E., Ramlau, R., Simon, A., Hovmöller, S., Zou, X. (1996) "Elektron mikroskobu ile 0.02 Å doğrulukla belirlenen bir kristal yapı", Nature cilt. 382, 144-146. makale
  10. ^ Downing, K. H., Meisheng, H., Wenk, H. R., O’Keefe, M. A. (1990) "Üç boyutlu transmisyon elektron mikroskobu ile stavrolit içindeki oksijen atomlarının çözünürlüğü", Nature cilt. 348, 525-528. makale
  11. ^ Wenk, H. R., Downing, K. H., Meisheng, H., O’Keefe, M. A. (1992) "Elektron Mikroskobu Görüntülerinden 3 Boyutlu Yapı Belirleme: Staurolitin Elektron Kristalografisi", Açta Crystallogr. vol. A48, 700-716.
  12. ^ Zou, X. D., Mo, Z. M., Hovmöller, S., Li, X. Z., Kuo, K. H. (2003) "ν-AlCrFe fazının elektron kristalografisi ile üç boyutlu yeniden yapılandırılması", Açta Crystallogr cilt. A59, 526-539. makale
  13. ^ F. Gramm, C. Baerlocher, LB McCusker, SJ Warrender, PA Wright, B.Han, SB Hong, Z. Liu, T. Ohsuna & O. Terasaki (2006) "Toz kırınımı ve elektron mikroskobu birleştirilerek çözülen kompleks zeolit ​​yapısı " Doğa 444, 79-81. makale
  14. ^ J. Sun, Z. He, S. Hovmöller, X. D. Zou, F. Gramm, C. Baerlocher ve L. B. McCusker (2010) "Elektron kristalografisi kullanılarak zeolit ​​IM-5'in yapı tayini" Z. Kristallogr. vol. 225, 77–85. makale
  15. ^ Y. Liu, "Hesaplamalı Simetri" in: Symmetry 2000, Part I, eds. I. Hargittai ve T. C. Laurent, bölüm 21, s. 231–245, Portland Press, Londra, 2002, (Wenner-Gren International Series, cilt 80), https://www.cs.cmu.edu/~yanxi/images/computationalSymmetry.pdf
  16. ^ Y. Liu, H. Hel-Or, C. S. Kaplan ve L. V. Gool (2009) "Bilgisayar Grafikleri ve Görüntüde Temeller ve Eğilimler" cilt. 5, No. 1–2, s. 1–195, açık erişim: http://vision.cse.psu.edu/publications/pdfs/liuCSinCV.pdf, ayrıca Now Publishers Inc., Boston ve Delft tarafından kitap olarak yayınlanmıştır, 2010
  17. ^ Zabrodsky, H., Peleg, S., Avnir, D. (1995) "Sürekli bir özellik olarak simetri", Örüntü Analizi ve Makine Zekası Üzerine IEEE İşlemleri, cilt. 17 (12. sayı), 1154 - 1166, DOI: 10.1109 / 34.476508, açık erişim: http://www.vision.huji.ac.il/papers/continuous-symmetry.pdf
  18. ^ Y. Liu (2014) "Hesaplamalı Simetri", Bilgisayarla Görme, Bir Referans Kılavuzu, Ikeuchi, K. (ed.), Springer, 2014
  19. ^ F. Albert, JM Gómis, J. Blasco, JM Valiente ve N. Aleixos (2015) "İslami Geometrik Modellere uygulanan Simetri Grubu teorisine dayalı mozaikleri analiz etmek için yeni bir yöntem", Computer Vision and Image Understanding 130 54–70, doi : 10.1016 / j.cviu.2014.09.002
  20. ^ Hahn T. (2005) Uluslararası Kristalografi Tabloları, Cilt A'nın Kısa Öğretimi Baskısı, Uzay-grubu simetrisi. Gözden geçirilmiş 5. baskı, Chester: Uluslararası Kristalografi Birliği
  21. ^ Kanatani, K. (1995) "" Sürekli bir özellik olarak simetri "üzerine yorumlar, Desen Analizi ve Makine Zekası üzerine IEEE İşlemleri cilt 19, sayı: 3, 246 - 247
  22. ^ K. Kanatani, (1996) Geometrik Hesaplama için İstatistiksel Optimizasyon: Teori ve Uygulama, Dover Books on Mathematics, Mineola, New York
  23. ^ K. P. Burnham ve D R Anderson (2002) Model seçimi ve çok modelli çıkarım: pratik bir bilgi-teorik yaklaşım, 2. baskı. Springer, New York
  24. ^ K. P. Burnham, D.R. Anderson ve K. P. Huyvaert (2011) AIC model seçimi ve davranışsal ekolojide çoklu model çıkarımı: bazı arka plan, gözlemler ve karşılaştırmalar, Davranışsal Ekoloji ve Sosyobiyoloji 65 (1): 23-35
  25. ^ K. Kanatani, (1998) Model Seçimi için Geometrik Bilgi Kriteri, International Journal of Computer Vision 26 (3) 171-189
  26. ^ Y. Liu, R. T. Collins ve Y. Tsin (2004), Friz ve duvar kağıdı gruplarına dayalı periyodik desen algısı için bir hesaplama modeli, Desen Analizi ve Makine Zekası Üzerine IEEE İşlemleri 26, sayı 3), s. 354–371, doi: 10.1109 / TPAMI.2004.1262332
  27. ^ J. C. Straton, T.T. Bilyeu, B. Moon ve P. Moeck (2014), 2D periyodik nesnelerin Taramalı Tünel Açma Mikroskobu görüntülemesinde çift uçlu etkiler: uzamsal frekans alanında kristalografik ortalamayla, Cryst. Res. Technol. 49, 663-680, doi: 10.1002 / crat.201300240
  28. ^ J. C. Straton, B. Moon, T. T. Bilyeu ve P. Moeck, Kristalografik ortalama ile Taramalı Tünel Açma Mikroskobu görüntülerinden çoklu uçlu artefaktların çıkarılması, Adv. Struct. Chem. Görüntüleme 1 (2015) 14, doi: 10.1186 / s40679-015-0014-6, açık erişim: http://www.ascimaging.com/content/1/1/14
  29. ^ S. Iwanowski, Düzlemdeki yaklaşık simetriyi test etmek NP-zor, Teorik Bilgisayar Bilimi 80 (1991) 227-262
  30. ^ C. Dieckmann (2012) Simetri Algılama ve Yaklaşım, Tez zur Erlangung des Doktorgrades, Fachbereich Mathematik und Informatik der Freien Universität Berlin
  31. ^ X.D. Zou, T.E. Weirich ve S. Hovmöller (2001) "Elektron Kristalografisi - HREM, kristalografik görüntü işleme ve elektron kırınımını birleştirerek yapı belirleme." In: Transmisyon Elektron Mikroskopisinde İlerleme, I. Kavramlar ve Teknikler, X.F. Zhang, Z. Zhang Ed., Springer Series in Surface Science. Cilt 38, Springer 2001,191-222. ISBN  978-3-540-67681-2
  32. ^ S. Hovmöller (1992) "CRISP: bir kişisel bilgisayarda kristalografik görüntü işleme" Ultramikroskopi cilt. 41, 121–135.
  33. ^ S. Hovmöller, Y. I. Sukharev, A. G. Zharov (1991) "CRISP - Kişisel bilgisayarlarda kristalografik görüntü işleme için yeni bir sistem" Micron ve Microscopica Açta cilt. 22, 141–142.
  34. ^ H. Zhang, T. Yub, P. Oleynikov, DY Zhao, S. Hovmöller & XD Zou (2007) "CRISP ve eMap: sıralı mezogözenekli malzemelerin 3 boyutlu gözenek yapılarının elektron kristalografisi ile belirlenmesi için yazılım" Yüzey Bilimi ve Kataliz cilt . 165, 109-112.
  35. ^ Z. Wan, Y. Liu, Z. Fu, Y. Li, T. Cheng, F. Li, H. Fan (2003) Elektron kristalografisinde görsel hesaplama. Zeitschrift für Kristallographie: Cilt. 218, Sayı 4 Electron Crystallography, s. 308-315. doi:10.1524 / zkri.218.4.308.20739
  36. ^ Li Xue-Ming, Li Fang-Hua ve Fan Hai-Fu (2009) VEC (elektron kristalografisinde görsel hesaplama) programının gözden geçirilmiş bir versiyonu Çin Fiz. vol. B18, 2459. doi:10.1088/1674-1056/18/6/056
  37. ^ R. Kilaas, L. D. Marks ve C. S. Own (2005) "EDM 1.0: Elektron doğrudan yöntemler" Ultramikroskopi vol. 102, 233-237.
  38. ^ http://www.analitex.com/
  39. ^ Gipson, B., Zeng, X., Zhang, Z. Y., Stahlberg, H. (2007) "2dx — 2D kristaller için kullanıcı dostu görüntü işleme", J. Struct. Biol. vol. 157 (1), 64-72; http://www.2dx.unibas.ch/ Arşivlendi 2016-02-05 de Wayback Makinesi
  40. ^ http://blake.bcm.edu/emanwiki/EMAN2
  41. ^ Philippsen A., Schenk, A. D., Stahlberg, H., Engel, A. (2003) "IPLT-görüntü işleme kütüphanesi ve elektron mikroskobu topluluğu için araç takımı" J. Struct. Biol. vol. 144, 4-12, PubMed ID: 14643205; http://www.iplt.org/
  42. ^ Crowther, R.A., Henderson, R., Smith. J. M. (1996) "MRC görüntü işleme programları", J. Struct. Biol. vol. 116 (1), 9-16; http://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/research/locally-developed-software/image-processing-software/
  43. ^ http://www.ccpem.ac.uk/
  44. ^ Gil, D., Carazo, J. M., Marabini, R. (2006) "2D kristalin bükülmeyen doğası hakkında" J. Struct. Biol. vol. 156, 546–555.
  45. ^ Henderson, R., Baldwin, JM, Downing, KH, Lepault, J., Zemlin, F., (1986) "Halobacterium halobium'dan mor zarın yapısı: 3,5 Å çözünürlükte elektron mikrograflarının kaydedilmesi, ölçülmesi ve değerlendirilmesi", Ultramikroskopi 19, 147–178.
  46. ^ Braun, T. ve Engel, A. (2005) "İki Boyutlu Elektron Kristalografisi" Yaşam Bilimleri Ansiklopedisi ", John Wiley and Sons Ltd., www.els.net, s. 1-7.
  47. ^ Morgan, D. M., Ramasse, Q. M., Browning, N. D. (2009) "Atomik çözünürlüklü Z-kontrast görüntülerine iki boyutlu kristalografi ve görüntü işlemenin uygulanması", J. Electron Microscopy cilt. 58 (3), 223-244.
  48. ^ Moeck, P., Toader, M., Abdel-Hafiez, M., Michael Hietschold, M. (2009) "Taramalı prob mikroskopi görüntülerinde iki boyutlu simetrilerin nicelendirilmesi ve uygulanması", içinde: "Frontiers of Characterization and Metrology for Nanoelectronics ", DG Seiler, AC Diebold, R. McDonald, CM Garner, D. Herr, RP Khosla ve EM Secula, American Institute of Physics, 978-0-7354-0712-1 / 09 tarafından düzenlenmiştir.
  49. ^ Moeck, P. (2011) "Taramalı Prob Mikroskobu için Kristalografik Görüntü İşleme" İçinde: "Mikroskopi: Bilim Teknolojisi, Uygulamalar ve Eğitim", Mikroskopi Kitap Serisi No. 4, Cilt. 3, pp. 1951-1962, A. Méndez-Vilas ve J. Diaz (editörler), Formatex Research Center, 2010, ISBN  978-84-614-6191-2, http://www.formatex.info/microscopy4/1951-1962.pdf.

Dış bağlantılar

  • MRC Görüntü İşleme programları, yapısal biyoloji için klasik standart, akademik kullanımlar için ücretsiz (Fortran kaynak kodu)
  • CRISP ticari, ancak inorganik elektron kristalografisi için üstün (Windows PC'ler için)
  • VEC akademik kullanımlar için ücretsiz, özellikle orantısız olarak modüle edilmiş yapıların analizi için kullanışlıdır (Windows PC'ler için)
  • IPLT açık kaynak, yapısal biyoloji (Mac PC'ler, Linux ve Windows PC demo sürümü için)
  • EMAN Vers. 2, açık kaynak, tek parçacık rekonstrüksiyonunu içeren yapısal biyoloji (Linux)
  • 2dx açık kaynak, özellikle yapısal biyoloji için (Mac PC'ler, Linux için)
  • EDM açık kaynak, ticari olmayan amaçlar için ücretsiz - EDM'nin kullanıma hazır bir sürümü, elmiX Linux canlı CD'si

daha fazla okuma

Wiki'ye de bakın Elektron Kristalografisi