基于加权核范数正则化的单颗粒冷冻电镜联合优化重构

摘要

单颗粒冷冻电镜（cryo-Electron Microscopy,cryo-EM）三维图像重构利用大量未知方向的二维投影图像来重建生物大分子的三维结构。现有的重构方法多将投影方向估计与三维图像重构分开处理，容易出现信息丢失及过平滑问题。本文提出了一种基于三维加权核范数的联合优化重构算法。在分子密度图更新阶段，算法引入了加权核范数正则化方法，采用交替方向乘子法进行求解。在投影方向更新阶段，算法采用块坐标下降法直接对连续空间的方向参数进行迭代更新，避免了传统方法对投影空间的离散化网格搜索操作。两种合成数据集上的仿真实验结果表明。本文算法具有更高重构精度与鲁棒性。

关键词

单颗粒冷冻电镜 / 加权核范数 / 联合优化 / 三维重构