The Hessian Blob Algorithm: Precise Particle Detection in Atomic Force Microscopy Imagery.
The Hessian Blob Algorithm: Precise Particle Detection in Atomic Force Microscopy Imagery.
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Hessian Blob算法：原子力显微镜图像中的精确粒子检测。
DOI：
10.1038/s41598-018-19379-x
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发表时间：
2018-01-17
影响因子：
4.6
通讯作者：
King GM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marsh BP;Chada N;Sanganna Gari RR;Sigdel KP;King GM
原子力显微镜(AFM)成像提供了许多生物系统的高分辨率描述；然而，无论分辨率如何，从AFM图像得出的结论只与导致这些结论的分析一样可靠。对AFM图像中生物分子的分析至关重要的是从大规模图像中初步检测单个颗粒。阈值和分水岭算法是自动颗粒检测的常规算法，但需要人工进行图像预处理，并产生随着用户定义的参数而变形的颗粒边界，从而产生受偏差影响的不精确结果。在这里，我们引入黑森斑点来解决这些缺点。将尺度空间框架与局部图像曲率测量相结合，黑森斑点正式定义了粒子中心及其边界，两者都达到亚像素精度。生成的粒子边界与用户定义的参数无关，不需要图像预处理。通过直接比较，我们证明了Hessian BLOB算法比传统的AFM颗粒检测技术更准确地检测生物分子。此外，该算法在很大程度上对常见的成像伪影和噪声不敏感，为AFM中的粒子分析提供了一个稳定的框架。
Imaging by atomic force microscopy (AFM) offers high-resolution descriptions of many biological systems; however, regardless of resolution, conclusions drawn from AFM images are only as robust as the analysis leading to those conclusions. Vital to the analysis of biomolecules in AFM imagery is the initial detection of individual particles from large-scale images. Threshold and watershed algorithms are conventional for automatic particle detection but demand manual image preprocessing and produce particle boundaries which deform as a function of user-defined parameters, producing imprecise results subject to bias. Here, we introduce the Hessian blob to address these shortcomings. Combining a scale-space framework with measures of local image curvature, the Hessian blob formally defines particle centers and their boundaries, both to subpixel precision. Resulting particle boundaries are independent of user defined parameters, with no image preprocessing required. We demonstrate through direct comparison that the Hessian blob algorithm more accurately detects biomolecules than conventional AFM particle detection techniques. Furthermore, the algorithm proves largely insensitive to common imaging artifacts and noise, delivering a stable framework for particle analysis in AFM.
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DOI：
10.1083/jcb.200412019
发表时间：
2005-04-25
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Cannon KS;Or E;Clemons WM Jr;Shibata Y;Rapoport TA
通讯作者：
Rapoport TA
DOI：
10.1023/b:visi.0000029664.99615.94
发表时间：
2004-11-01
影响因子：
19.5
作者：
Lowe, DG
通讯作者：
Lowe, DG
影响因子：
19.5
作者：
Lindeberg, T
通讯作者：
Lindeberg, T
影响因子：
4.4
作者：
Huang, Yan-Hao;Chang, Yeun-Chung;Chang, Ruey-Feng
通讯作者：
Chang, Ruey-Feng
DOI：
10.1109/tpami.1986.4767851
发表时间：
1986-11-01
影响因子：
23.6
作者：
CANNY, J
通讯作者：
CANNY, J