New $L_2$−$L_0$ algorithm for single-molecule localization microscopy

Autor: Arne Bechensteen, Laure Blanc-Féraud, Gilles Aubert
Přispěvatelé: Bechensteen, Arne, 3IA Côte d'Azur - - 3IA@cote d'azur2019 - ANR-19-P3IA-0002 - P3IA - VALID, Morphologie et Images (MORPHEME), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de Biologie Valrose (IBV), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Signal, Images et Systèmes (Laboratoire I3S - SIS), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Jean Alexandre Dieudonné (JAD), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), ANR-19-P3IA-0002,3IA@cote d'azur,3IA Côte d'Azur(2019), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Signal, Images et Systèmes (Laboratoire I3S - SIS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Jean Alexandre Dieudonné (LJAD)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Point spread function
Single molecule localization
Computer science
[SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Context (language use)
[MATH] Mathematics [math]
01 natural sciences
010309 optics
03 medical and health sciences
0103 physical sciences
Microscopy
[MATH]Mathematics [math]
030304 developmental biology
[SDV.IB] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering
0303 health sciences
[MATH.MATH-OC] Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC]
Grid
Atomic and Molecular Physics
and Optics
Term (time)
[SDV] Life Sciences [q-bio]
[SDV.IB.IMA] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging
Convex optimization
[SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering
[MATH.MATH-OC]Mathematics [math]/Optimization and Control [math.OC]
Focus (optics)
Algorithm
Biotechnology
Zdroj: Biomedical optics express
Biomedical optics express, 2020, 11 (2), pp.1153. ⟨10.1364/BOE.381666⟩
Biomedical optics express, Optical Society of America-OSA Publishing, 2020, 11 (2), pp.1153. ⟨10.1364/BOE.381666⟩
ISSN: 2156-7085
Popis: Among the many super-resolution techniques for microscopy, single-molecule localization microscopy methods are widely used. This technique raises the difficult question of precisely localizing fluorophores from a blurred, under-resolved, and noisy acquisition. In this work, we focus on the grid-based approach in the context of a high density of fluorophores formalized by a ℓ2 least-square term and sparsity term modeled with ℓ0 pseudo-norm. We consider both the constrained formulation and the penalized formulation. Based on recent results, we formulate the ℓ0 pseudo-norm as a convex minimization problem. This is done by introducing an auxiliary variable. An exact biconvex reformulation of the ℓ2 − ℓ0 constrained and penalized problems is proposed with a minimization algorithm. The algorithms, named CoBic (Constrained Biconvex) and PeBic (Penalized Biconvex) are applied to the problem of single-molecule localization microscopy and we compare the results with other recently proposed methods.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: