数据自适应三维反卷积及其在体积荧光显微镜中的评估

光学荧光显微技术能够实现对生物结构和动态过程的可视化。然而，其固有的衍射极限，尤其是在轴向方向上的衍射限制，以及与成像深度相关的散射噪声，都会损害图像分辨率和保真度。计算型三维反卷积是缓解这些问题的一种有前景的方法，但其实施受到三维点扩散函数（PSF）不准确且繁琐的理论建模或实验测量，以及低效的三维噪声正则化的制约。此外，在三维超分辨率领域，仍然缺乏用于评估三维超分辨率保真度的标准化工具。本文提出三维自适应反卷积与评估（3D-ADE）工具包，其中包括具有面向物理的自动三维 PSF 标定的 3D-Ada 反卷积，以及用于三维超分辨率质量评估的 3D-SQUIRREL。该工具包有效解决了噪声不稳定性问题，消除了对三维 PSF 标定的需求，并能够可靠评估通过反卷积、物理方法以及深度学习方法实现的三维分辨率扩展的保真度。3D-ADE 可通过多个软件平台访问，增强了三维反卷积的通用性，并填补了三维超分辨率评估工具的空白，从而推动了体积荧光成像应用的发展。

光学荧光显微镜能够可视化生物结构及其动态过程。然而，固有的衍射极限，尤其是在轴向上的限制，以及与成像深度相关的散射噪声，都会降低图像分辨率和保真度。计算三维去卷积是一种有前景的缓解策略，但其实施受限于三维点扩散函数（PSF）理论建模或实验测量的不准确与繁琐，以及无效的三维噪声正则化。此外，在三维超分辨率领域，仍然缺乏用于评估三维超分辨率保真度的标准化工具。在此，我们提出三维自适应去卷积与评估（3D-ADE）工具包，其中包括带有物理导向自动三维PSF校准的3D-Ada去卷积，以及用于三维超分辨率质量评估的3D-SQUIRREL。该工具包能够有效解决噪声不稳定性问题，消除对三维PSF校准的需求，并可靠评估通过去卷积、物理方法以及深度学习方法实现的三维分辨率扩展的保真度。3D-ADE可通过多种软件平台获取，增强了三维去卷积的适用性，并填补了三维超分辨率评估工具的空白，从而推动体积荧光成像应用的发展。

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