Self-Supervised Structured Illumination Microscopy Image Denoising Based on Multiresolution Analysis Resampling

人工智能 降噪 计算机视觉 显微镜 重采样 图像去噪 计算机科学 模式识别(心理学) 多分辨率分析 图像(数学) 图像处理 材料科学 光学 小波 物理 小波变换 离散小波变换
作者
Hong Wei Yang,Xianqiang Yang
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:74: 1-11 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tim.2025.3575962
摘要

In live-cell imaging under low-light conditions, acquiring images with low signal-to-noise ratios (SNR) presents a major challenge for structured illumination microscopy (SIM), limiting its effectiveness in super-resolution imaging and subcellular process investigation. The difficulty of obtaining high-SNR images, coupled with the scarcity of sample data in low-photon environments, impedes the application of deep learning-based approaches for SIM image denoising and reconstruction. To address these limitations, we propose MRS-SIM, a self-supervised denoising method based on multiresolution analysis (MRA) resampling, which enables high-fidelity, artifact-free reconstruction without requiring high-SNR references. We systematically evaluate MRS-SIM through both simulated experiments across varying noise levels and real-world microscopy data at different photon counts. Compared with HiFi-SIM, a typical SIM reconstruction baseline, MRS-SIM achieves up to 5.22 dB peak signal-to-noise ratio (PSNR) and 0.32 structural similarity index (SSIM) improvement under extremely low SNR (-12 dB), while maintaining lower variability across trials. Furthermore, ablation studies confirm the critical role of multiresolution analysis resampling in enhancing denoising accuracy, validating the contributions of key components. With its ability to overcome noise-related challenges and facilitate high-quality image reconstruction in low-light conditions, MRS-SIM offers a robust and efficient solution for low-photon live-cell imaging, particularly in applications requiring the preservation of fluorescence integrity for subcellular dynamics studies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
铠甲勇士完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
科研通AI6.4的应助被白塔采纳,获得30
3秒前
大个的应助被舒适的鹤采纳,获得10
4秒前
5秒前
cc发布了新的文献求助30
6秒前
继国缘一发布了新的文献求助10
6秒前
顾矜的应助被生动的天亦采纳,获得10
7秒前
8秒前
10秒前
在水一方的应助被avalin采纳,获得10
10秒前
567完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
在水一方的应助被鹿琳琳采纳,获得10
11秒前
77发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
宝子发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
啊哦完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
15秒前
小乐子发布了新的文献求助30
16秒前
害怕的胡萝卜完成签到 ,获得积分10
16秒前
袁露完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
CCLs发布了新的文献求助10
18秒前
21秒前
22秒前
竹竹发布了新的文献求助10
22秒前
优雅尔芙发布了新的文献求助20
24秒前
天天快乐的应助被Kannan采纳,获得10
25秒前
25秒前
天天快乐的应助被dfhanatan采纳,获得10
25秒前
西西红柿的应助被once采纳,获得10
27秒前
JamesPei的应助被稳重的tutu采纳,获得10
27秒前
cc发布了新的文献求助10
27秒前
天天快乐的应助被优美的葶采纳,获得30
27秒前
温书禾完成签到 ,获得积分10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Exploring Mental Health in Education 600
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8048754
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9478253
关于积分的说明 21292229
捐赠科研通 7617014
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3392730
关于科研通互助平台的介绍 2524030
邀请新用户注册赠送积分活动 2430837