Comparison Study of Different Approaches to Classification of Diffraction Images of Biological Particles Obtained in Coherent X-Ray Diffractive Imaging Experiments

Abstract

Аннотация. Метод когерентной рентгеновской дифракционной микроскопии дает возможность определения трехмерной структуры наноразмерных объектов, в том числе таких биологических частиц, как белки и вирусы, с разрешением до 1 Å. В таких экспериментах излучение лазера на свободных электронах рассеивается на изучаемых объектах. На основе собранных дифракционных изображений можно определить исходную структуру объекта. Однако далеко не все дифракционные изображения, получаемые в экспериментах, подходят для восстановления структуры. Большинство изображений бывают пустыми, многие изображения относится к частицам примеси, другие содержат дифракционную картину от нескольких частиц. Таким образом, классификация изображений по типу структуры становится важным этапом первичной обработки данных. В работе сравниваются несколько подходов к классификации изображений по типу структуры. Сравнение проведено на разных наборах экспериментальных данных. В 2017 году начал работу новый лазер на свободных электронах European XFEL, который позволит регистрировать до 27000 дифракционных изображений в секунду. В статье представлены результаты исследования возможности применения разных подходов для классификации изображений в экспериментах на European XFEL в потоковом режиме.