Rasterkraftmikroskopische Untersuchungen an nativen biologischen ...

GRUNDLAGEN UND METHODEN
7 Datenaufbereitung
für die Translation und die Integrationsgrenzen für das rotationale Alignment, und zwar sinnvollerweise
der äußere Radius entsprechend dem Partikelradius, der innere meist mit dem Wert fünf,
da bei Wahl kleinerer Radien Interpolationsfehler auftreten können. Nach jedem Iterationsschritt
wird das globale Mittel über eine näherungsweise Schwerpunktsbestimmung zentriert bzw. die
Positionsparameter aller Bilder entsprechend korrigiert und gespeichert (optional Vorgabe einer
rotationssymmetrischen Referenz ausschließlich für die Zentrierung, vgl. Prozedur aliavg2.sys).
Die in dieser Arbeit eingesetzte Prozedur aliavg1.sys/aliavg2.sys (s. Anhang) integriert die Operation
AP SR, die Generierung einer Serie zur Deckung gebrachter Partikel (Datenfenster) aus den
Rohdaten mit Hilfe der Positionsparameter aus AP SR durch die Operation RT SQ, schließlich die
eigentliche Mittelung sowie die Abschätzung der Auflösung (s. u.).
Nur bei sehr niedrigem SNR, Mischungen von komplett unterschiedlichen Formen und sehr kleinen
Datensätzen wird die Verwendung der für Translation und Rotation getrennten Operationen
mit mehr freien Parametern oder aber Multireferenz-Alignment empfohlen.
7.2.4 Mittelung und Abschätzung der Auflösung
7.2.4.1 Mittelung und Statistik
Nach erfolgtem Alignment von N Bildern hat man für jedes Bildelement j im Koordinatensystem
des Partikels eine Messreihe {p i (r j ); i = 1...N}. Das Mittel beträgt
p (N) (r j ) = 1 N
N∑
p i (r j ),
i=1
die Varianz
v (N) (r j ) = 1
N − 1
N∑ [
pi (r j ) − p (N) (r j ) ] 2
.
i=1
Mittel und Varianz können für alle j als gemitteltes Bild bzw. Varianzkarte dargestellt werden:
{
p(N) (r j ); j = 1...J } , { v (N) (r j ); j = 1...J } (SPIDER-Operation AS R). Entsprechend ergibt sich
√
[
daraus die Standardabweichung σ(r j ) =
pi (r j ) − p (N) (r j ) ]2 als häufig verwendetes
1
N
∑ N
i=1
Maß für die Genauigkeit der im Mittel erhaltenen Pixelwerte (hier zur Abschätzung der axialen
Auflösung der Topographiedaten).
Außerdem gibt SPIDER noch die mittlere Varianz pro Punkt sowie die Varianz des gemittelten
Bildes aus.
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