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2014 Fiscal Year Annual Research Report

情報欠落に影響されない新たな非線形離散濃度諧調再構成法の実用化

Research Project

Project/Area Number 24510156
Research InstitutionKogakuin University

Principal Investigator

馬場 則男  工学院大学, 情報工学部, 教授 (80164896)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords電子線トモグラフィ / 電子顕微鏡 / 逆問題 / 画像再構成 / 情報欠落問題
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、電子線トモグラフィ(CT) で必ず発生する情報欠落問題を解決することが最終目的である。この問題は、電子線CTでは全方位に試料傾斜回転できないことに起因する(±60°~70°に制限)。これを解決するために、全く新たな再構成法として、本研究題目の「非線形離散濃度階調再構成法」を提案している。
昨年度の報告で述べたように、実用の観点からは、主に2つの課題が挙げられ、それぞれに進展があった。すなわち、一つ目として、演算に必要なパラメータの最適化は、反復演算毎に動的にパラメータの値を変化させることで達成されるとしたこと、二つ目として、連続試料傾斜回転によって得られる投影像シリーズの位置合わせについて、これまでになく自動で、かつ精度が高い、方法が考案できたことであった。
本年度は、これらについて、更に、大きな成果が得られた。一つ目については、根本的な断層像の再構成演算法を全く異なる方法に変えたことで、概略パラメータフリーに出来たことである。すなわち、断層像を演算する方法として、低解像度(大まかな像)から、徐々に、高解像度(微細に明瞭な像)に上げていく方法を考案したことである。実用実験による検証は残るものの、情報欠落を解決する汎用で確実な方法と考えている。
二つ目の点については、その昨年考案した自動位置合わせ法を実用化についてさらに改善し、論文発表するとともに、この方法の更なる応用の効用を発見できた。すなわち、自動位置合わせだけでなく、投影像のわずかな倍率変動(電子顕微鏡による試料傾斜回転ごとの撮影で生ずる変動)の補正にも自動で適応できることが分かった。
以上、3年間に得られた成果は、情報欠落問題の解決を大きく進展させ、更に、従来のオフライン電子線CTをオンライ化できることを示したもので、動きを捉えるCTの実現など波及効果は大きいと考えている。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A Role for the Ancient SNARE Syntaxin 17 in Regulating Mitochondrial Division2015

    • Author(s)
      K. Arasaki, H. Shimizu, H. Mogari, N. Nishida, N. Hirota, A. Furuno, Y. Kudo, M. Baba, N. Baba, J. Cheng, T. Fujimoto, N.Ishihara, C. Ortiz-Sandoval, L. Barlow, A Raturi, N. Dohmae, Y. Wakana, H. Inoue, K.Tani, J. Dacks, T.Simmen, M. Tagaya
    • Journal Title

      Developmental Cell

      Volume: 32(9) Pages: 304-317

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2014.12.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-precision image-drift-correction method for EM images with a low signal-to-noise ratio2014

    • Author(s)
      S. Isakozawa, S. Tomonaga, T. Hashimoto and N. Baba
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 63(4) Pages: 301-312

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfu016

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Alternative automatic alignment method for specimen tilt-series images based on back-projected volume data cross-correlations2014

    • Author(s)
      S. Tomonaga, M. Baba and N. Baba
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 63(4) Pages: 279-294

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfu014

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A new field-of-view auto tracking method for online tomography reconstruction based on back-projected ray image cross-correlation2014

    • Author(s)
      S. Tomonaga, M. Baba, S. Yamazaki and N. Baba
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 63(5) Pages: 357-369

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfu021

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 逆投影線像3次元相互相関法による投影像シリーズの倍率補正2015

    • Author(s)
      杉本健太、友永祥彦、馬場美鈴
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第39回関東支部講演会
    • Place of Presentation
      工学院大学
    • Year and Date
      2015-02-28
  • [Presentation] A new field-of-view autotracking method based on back-projected ray image cross-correlation for online tomography reconstruction2014

    • Author(s)
      S. Tomonaga, M. Baba and N. Baba
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第58 回シンポジウム
    • Place of Presentation
      九州大学医学部百年講堂
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-17
  • [Presentation] 電子線トモグラフィ法に必要な様々な画像処理2014

    • Author(s)
      馬場則男
    • Organizer
      日本顕微鏡学会・電子顕微鏡解析技術分科会
    • Place of Presentation
      静岡県御殿場市時之栖
    • Year and Date
      2014-08-22 – 2014-08-23
    • Invited
  • [Presentation] 従来法に代わる3次元断層データ相関法に基づく投影像の位置合わせ法2014

    • Author(s)
      友永祥彦,馬場 美鈴,馬場 則男
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      幕張国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-12
  • [Presentation] 高精細位相シフトPCMによる倍率等の投影像シリーズ画像補正の自動化応用2014

    • Author(s)
      杉本健太,友永祥彦,馬場美鈴,馬場 則男
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      幕張国際会議場
    • Year and Date
      2014-05-11 – 2014-05-13
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 荷電粒子線装置、三次元画像の再構成画像処理システム、方法2014

    • Inventor(s)
      馬場則男,友永祥彦, 馬場美鈴, 橋本隆仁, 四辻貴文
    • Industrial Property Rights Holder
      (株)日立ハイテクノロジーズ
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      JP2014-119250
    • Filing Date
      2014-06-10

URL: 

Published: 2016-06-01  

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