Published April 8, 2019
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Conference paper
Improving 3D MA-TIRF Reconstruction with Deconvolution and Background Estimation
Contributors
Others:
- Biomedical Imaging Group [Lausanne] ; Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
- 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) ; 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)-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) ; 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- 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)
- ANR-11-LABX-0028,SIGNALIFE,Réseau d'Innovation sur les Voies de Signalisation en Sciences de la Vie(2011)
- ANR-19-P3IA-0002,3IA@cote d'azur,3IA Côte d'Azur(2019)
Description
Total internal reflection fluorescence microscopy (TIRF) produces 2D images of the fluorescent activity integrated over a very thin layer adjacent to the glass coverslip. By varying the illumination angle (multi-angle TIRF), a stack of 2D images is acquired from which it is possible to estimate the axial position of the observed biological structures. Due to its unique optical sectioning capability, this technique is ideal to observe and study biological processes at the vicinity of the cell membrane. In this paper, we propose an efficient reconstruction algorithm for multi-angle TIRF microscopy which accounts for both the PSF of the acquisition system (diffraction) and the background signal (e.g., autofluorescence). It jointly performs volume reconstruction, deconvolution, and background estimation. This algorithm, based on the simultaneous-direction method of mul-tipliers (SDMM), relies on a suitable splitting of the optimization problem which allows to obtain closed form solutions at each step of the algorithm. Finally, numerical experiments reveal the importance of considering the background signal into the reconstruction process, which reinforces the relevance of the proposed approach.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.inria.fr/hal-02017862
- URN
- urn:oai:HAL:hal-02017862v1
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- UNICA