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'''MediaWikiが正常にインストールされました。'''
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== '''Eospediaにようこそ''' ==
  
使い方・設定に関しては[http://meta.wikimedia.org/wiki/%E3%83%98%E3%83%AB%E3%83%97:%E7%9B%AE%E6%AC%A1 ユーザーズガイド]を参照してください。
+
2010年11月05日に、研究室内にEospediaクローズドβ版の運営を開始しました。<br>
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2012年8月に、こちらが電子顕微鏡画像処理システムEosのホームページの本家となるように、オープンにしました。<br>
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<br>
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[[Eos]]のコマンド説明やその中のアルゴリズムについてなど、幅広い知識を集約できればと思います。また、2012年より開発を開始した[[PIONE]]、2013年度より開発を開始した[[VEM/WITs]]についても同様にこちらでまとめていきます。<br>
 +
それに加えて、電子顕微鏡画像処理を含む、各種画像処理の基本を学ぶことができるサイトとして運営したいと考えています。<br>
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<br>
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[[Eos]]は、[https://sourceforge.jp/projects/eos/ Eos@sourceforge]上で、[[PIONE]]は、[https://github.com/pione PIONE@github]で開発を進めています。それらをまとめた情報はこちらで展開したいと思います。将来は、大学から離れた方が良いかと考えています。それぞれ開発や利用に興味があるかたはそれぞれのサイトも覗いてみて下さい。<br>
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<br>
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wikiは「間違いをいかに防ぐか」ではなく、「いかに修正するか」が哲学ですので、
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間違いを恐れず(もちろんデタラメは論外)皆さんの知識とノウハウを自由に書いて頂ければ幸いです。<br>
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只今ホームページに公開していたEosマニュアル(日本語版も含む)の転載作業を進めています。<br>
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<br>
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ちなみに、[http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/Eos/ 英語版]もあります。現在は、日本語版のほうが充実しています。<br>
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<br>
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また、Eosに関しては、[http://sourceforge.jp/projects/eos/lists/ メーリングリスト]及び[http://sourceforge.jp/projects/eos/forums/ フォーラム]があります。<br>
 +
Eosの使い方を知りたい方は:eos-users@<br>
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Eosでの開発にご興味のある方は:eos-developers@<br>
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Eosのドキュメント作成のお手伝いを頂ける方は:eos-document@<br>
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にて、是非ともご協力下さい。<br>
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また、facebook上で、Eos User Group[https://www.facebook.com/EosUserGroup]を開設しました。こちらからも発信していくことにします。<br>
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詳細は,安永[mailto:yasunaga@bio.kyutech.ac.jp]までご連絡下さい。<br>
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== はじめましょう ==
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== 開発しているシステムの全体像(Eos/PIONE/Zephyr & WITs/VEM) ==
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 現在、電子顕微鏡画像取得・処理・分析のための一連のワークフロー全体を総括するソリューションとして、Eos/PIONE/Zephyr & WITs/VEMとよぶシステムを作っています。システム全体の名前もつけたほうがよい位、Systems of System といった様相になってきています。個々に、当該システムの概要とその目指す姿をまとめておきたいと思います。
  
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 下記のページにまとめておきます。
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[[Eos/PIONE/Zephyr/WITs/VEM システム]]
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== '''Eosビギナーズガイド''' ==
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=== [[Eos|Eosとは?]] ===
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 Eosとはなにかについて述べます。
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=== [[コマンド|Eosのコマンドとは?]] ===
 +
 Eosにおけるコマンドについて述べます。
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=== [[Makefile|Eosはどうやって使うの?]] ===
 +
 Eosにおける[[make]]を用いたコマンドの統合方法について述べます。
 +
=== [[コマンド一覧|Eosのコマンド一覧表]] ===
 +
 Eosが提供するコマンドの一覧を示します。
 +
=== [[機能別コマンド一覧|Eosの機能別コマンド一覧表]] ===
 +
 Eosが提供するコマンドの機能別一覧を示します。
 +
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== Eos/PIONEのインストール方法 ==
 +
===[[必要な環境|Eosの必要な環境]]===
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=== [[ダウンロード|Eosのダウンロード(インストール方法)]] ===
 +
 Eosのダウンロード方法について述べます。利用するだけであれば、ダウンロードだけで利用することができます。共同開発を進めたい方、機能の要望がある方は、現在、EosはOSDN(旧:SourceForge)にて開発を進めています。是非、ご一緒して下さい。
 +
 +
=== [[インストール方法|Eosのインストール方法(開発・再構築)]] ===
 +
 Eosのインストール方法について述べます。ここでは、ダウンロードしたファイルから再構築する方法や自分自身が開発したソースコードを運用する方法を述べています。
 +
 +
=== [[PIONEのインストール方法]]===
 +
 makeに替わる分散プロセス処理プラットフォーム(PIONE)のインストール方法を示します。現在、PIONEはgithubにて開発を進めています。
 +
 +
== '''Eosリファレンス''' ==
 +
 +
=== [[統合コマンド|Eosの提供する統合コマンド]] ===
 +
 Eosが提供する統合コマンドについて述べます。
 +
 +
=== 統合コマンド:[[PIONE]]===
 +
 Eosが分散環境、クラウド環境に対応した統合環境として提供するPIONEについて述べます。インストールに関しては[[PIONEのインストール]]を、ブラウザ操作に関しては[[PIONEの起動方法]]や[[PIONE Webclientチュートリアル]]を、[[PIONE定義書]]の作り方や実行方法については[[PIONEチュートリアル]]や[[PIONEチュートリアル-PNML]]を、ログの確認方法は[[PIONEチュートリアル-XES]]を、パッケージの作り方は[[PIONEチュートリアル-package]]を、コマンドの一覧は[[PIONEコマンド一覧]]または[[機能別PIONEコマンド一覧]]を、メソッドの一覧などは[[PIONEの式]]を、その他TIPSなどは[[PIONEのTIPS]]をご覧下さい。<br>
 +
<br>
 +
 +
=== 電子顕微鏡制御統合環境(WITs/VEM) ===
 +
 +
==== 相関顕微鏡のためのシステム ====
 +
 同一視野の撮影のためのシステムの提供を進めています.[[SerialEM]]に対応する環境として,電子顕微鏡を仮想化するための[[VEM]],および,[[VEM]]と通信して,電子顕微鏡を制御するための[[WITs]]というシステムに大きく分けて開発を進めています.
 +
 +
下記に[[WITs]]としてのアプリケーションのリストを示します.
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[[WITs-CLEM]]: 相関顕微鏡向けのシステムになります.
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 +
== '''Eos チュートリアル''' ==
 +
=== 環境の設定 ===
 +
最初にEosのインストール方法を簡単に説明します。詳細は、[[インストール方法|Eosのインストール方法の詳細]]をご覧下さい。
 +
 +
* [[Eosのインストール|Eosのインストール方法]]
 +
 +
=== Eosでのコマンドの取り扱い ===
 +
Eosのコマンドの簡単な使い方を説明します。詳細は、[[コマンド|コマンドの詳細]]をご覧下さい。Eosでは、基本はCUIを使ったコマンドの実行により画像処理を進めます。その結果は、ファイルとして保存され、その内容を確認することが出来ます。
 +
 +
* [[Eosのコマンド|Eosのコマンド]]
 +
 +
=== Eosでの画像の取り扱い ===
 +
Eosで取り扱うことのできる[[画像フォーマット]]と一般的な画像フォーマットからの変換方法を示します。
 +
* [[画像フォーマット|画像フォーマット]]
 +
* [[画像フォーマット変換|画像フォーマットの変換]]
 +
 +
=== Eosを使った簡単な画像処理 ===
 +
Eosを使った簡単な画像処理を実行してもらいます。
 +
* [[簡単な画像処理|簡単な2次元画像処理]]
 +
 +
=== [[チュートリアル一覧]] ===
 +
ここには、[[Small Tools]]や様々な[[画像処理]]で使用する[[Makefile]]や[[PIONE]]の一覧があります。
 +
 +
=== CTF画像補正 ===
 +
電子顕微鏡画像では、その撮影方法に由来して、コントラストが大きく変調を受けています。ここでは、その画像のコントラストの変調を補正する方法を示します。
 +
* [[CTF補正|CTFの補正]]
 +
 +
=== 単粒子解析の基礎 ===
 +
 ここでは、単粒子解析の基礎を行います。実際の単粒子解析は、粒子の形やその対称性などを使って探索方法や3次元再構成法を切り替えることができます。
 +
 +
==== [[単粒子解析]]の概要 ====
 +
 単粒子解析の概要を示します。
 +
 +
==== [[粒子抽出|粒子の抽出]] ====
 +
 まず、単粒子を抽出します。ここでは、手動で切り出す方法を示します。自動で切り出す方法も各種提案されています。
 +
 +
==== [[2次元画像の分類|2次元画像の分類]] ====
 +
 2次元画像を分類して、SN比を上げます。
 +
 +
==== [[参照付投影角度決定|参照像があるときの投影角の決定方法]] ====
 +
 参照像があるときの投影角の決定方法を説明します。参照像としては、単なる球や楕円体などとすることもあり得ます。参照像がない場合の構造解析法も別途存在しています。
 +
 +
==== [[参照無投影角度決定|参照像がないときの投影角の決定方法]] ====
 +
 参照画像がないときの投影角の決定方法を示しています。[[コモンライン]]をもちいた[[コモンライン探索]]という方法が一般的です。ただノイズに弱く問題が生じる場合があります。
 +
 +
==== [[3次元再構成・逆投影|3次元再構成・逆投影法]] ====
 +
 3次元再構成自身を解説します。
 +
 +
==== [[らせん対称をもつ粒子の3次元再構成法]]====
 +
 アクチンフィラメントなどのらせん対称性をもつ場合のEosでの解析法を紹介します。
 +
 +
==== [[可視化ツール|可視化ツール]] ====
 +
 できあがった三次元像を可視化するためのツールを紹介します。
 +
 +
 +
====参考資料  ====
 +
 +
===== [[RELION]] =====
 +
 単粒子解析法のデファクトスタンダードになりつつある[[RELION]]について、解説を準備することにしました。
 +
少しずつ整理していきます。
 +
 +
===== [[Gautomatch]] =====
 +
  粒子抽出のためのプログラムのひとつです。
 +
 +
===== [[cryoDRGN]] =====
 +
 深層ニューラルネットワークを用いた単粒子3D再構成プログラム[[cryoDRGN]]に関するページです。
 +
 +
===== [[Topaz]] =====
 +
 深層ニューラルネットワークを用いた単粒子ピッキングプログラム[[Topaz]]に関するページです。
 +
 +
===== [[cryoSPARC]] =====
 +
 優れたUIを持った単粒子解析パッケージ[[cryoSPARC]]に関するページです。
 +
 +
==== 備考 ====
 +
 上記のチュートリアル・ページは、2012/09/10-11 単粒子解析Workshopでの資料を元に作成したものです。
 +
今後もこのサイトを充実させ、ワークショップ等で利用していきたいと考えています。
 +
 +
=== [[電子線トモグラフィー]] ===
 +
 電子線トモグラフィーとは、同一視野の連続傾斜像から、その視野の3次元画像を再構成する方法です。細胞内の構造や構造多型性をもつタンパク質の構造解析に有効な方法です。
 +
 +
==== [[電子線トモグラフィー]]の概要 ====
 +
 電子線トモグラフィー法は、同一視野の傾斜シリーズ画像のセットから3次元像を再構成する方法です。ここではその概要を述べます。
 +
 +
==== [[画像の補正]] ====
 +
 傾斜画像では、視野全体がアンダーフォーカスとなるように、通常の電子顕微鏡撮影よりも大きなデフォカース値をとる場合が多いです。その場合、LaB6などの電子銃では第一トーンリングより外側の情報がほとんど無いために、CTF補正等は必要ありませんが、電界放出銃を利用した場合には、場合によっては間違った情報を与える場合があるので注意が必要です。
 +
 +
==== [[ラフ・アラインメント]] ====
 +
 傾斜画像の中心付近の画像の相関から、それぞれの傾斜画像の大まかな位置を合わせます。
 +
 +
==== [[ファイン・アラインメント]] ====
 +
 傾斜画像の軸の位置、角度を出来る限り一致させます。
 +
 +
==== [[3次元再構成]] ====
 +
 2次元画像のセットから3次元画像を再構成します。
 +
 +
==== [[電子線トモグラフィー画像のもつ問題点]] ====
 +
 全方位からの投影像を得られないために、ミッシングエリアとよばれる情報がない領域があります。そのため、方向依存でのボケを生じます。
 +
 +
==== [[トモグラム画像の解釈]] ====
 +
 多様な構造を含むため、3次元画像から興味あるセグメントを切り出すなどの作業が必要です。そのための支援ソフトウェアが必要です。
 +
 +
==== [[サブトモグラム画像の平均化]] ====
 +
 クライオ電子顕微鏡画像からトモグラム画像はノイズが多いため、同等の構造をしたものを平均化する必要があります。
 +
 +
==== 参考資料 ====
 +
===== [[IMOD/ETomo]]の使い方=====
 +
 [[IMOD/ETomo]]は、電子線トモグラフィー法やシリアルセクションなどで使われる、デファクトスタンダードともいえる3次元再構成プログラムです。
 +
 +
====== [[eTomoチュートリアル]] ======
 +
 eTomoのチュートリアルを示しています。
 +
 +
=== 連続2次元画像からの3次元再構成 ===
 +
 連続切片(Serial Section)や、連続ブロック表面(Serial Block Face)からの3次元再構成のための手順を示したものです。
 +
 +
==== [[SBF-SEMからの3次元再構成]] ====
 +
 +
== Eosにおける開発(開発者向け) ==
 +
 +
 Eosのもうひとつのウリは迅速なプログラムの開発です。その手法について下記に述べます。
 +
 +
=== [[Eosの構造|Eosの構造]] ===
 +
 Eosの構造(Architecture)について述べます。
 +
 +
=== [[Eosの開発|Eosの開発]]===
 +
 SourceForgeからクローンを作成し、localで新規ツールなどを開発した後、SourceForgeに登録するまでの流れを示します。
 +
 +
=== [[Eosの開発におけるTIPS]] ===
 +
 Eos上で開発する際のTIPSをまとめています。
 +
 +
=== [[ツールの開発]] ===
 +
==== [[ツールの作り方]] ====
 +
 Eosの上での[[Small Tools]]([[コマンド群]])の作り方について述べます。
 +
 +
==== [[簡単なプログラム例]] ====
 +
 Eosの上での[[Small Tools]]([[コマンド群]])の簡単なプログラム例について述べます。
 +
 +
=== [[ライブラリ(API)の作り方]]===
 +
 Eosの上での[[オブジェクト指向型ライブラリ]]([[API]])の作り方について述べます。
 +
 +
=== [[ライブラリ(API)一覧]]===
 +
 Eosの上での[[オブジェクト指向型ライブラリ]]([[API]])の一覧です。
 +
 +
=== [[機能別ライブラリ(API)一覧]]===
 +
 Eosの上での機能別に分類された[[オブジェクト指向型ライブラリ]]([[API]])の一覧です。
 +
 +
並列処理のためのライブラリ
 +
*[[eosCuda]]: CUDA を使うためのライブラリ
 +
*[[eosPThread]]: pthread を使うためのライブラリ
 +
 +
=== [[統合コマンドの作り方]]===
 +
 統合コマンドの作り方を示します。
 +
 +
==== [[Makefileによる統合]] ====
 +
 [[Makefile]]を用いた統合方法について示します。[[Visualmake]]は自動的に簡易型のGUIを提供します。
 +
 +
==== [[PIONEによる統合]]  ====
 +
 分散環境(クラウド環境)に対応したプロセス定義書[[PIONE]]を用いた統合方法について示します。
 +
 +
==== [[PIONEチュートリアル]] ====
 +
 [[PIONE]]の使い方を示したチュートリアルです。
 +
 +
==== [[PIONEチュートリアル-PNML]]====
 +
 [[PNML]]を用いたPIONE定義書の設計方法を示しています.
 +
 +
==== [[PIONEチュートリアル-XES]]====
 +
 ログファイルを[[XES]]形式に変換し、[[ProM]]を利用して処理結果を確認する方法を示しています。
 +
 +
==== [[PIONEチュートリアル-package]]====
 +
 [[PIONE定義書]]などをひとつにまとめたパッケージを作成する方法を示しています。
 +
 +
==== [[bashによる統合]] ====
 +
 bashなどのスクリプト言語による統合方法について示します。
 +
 +
==== [[統合コマンドによる統合]] ====
 +
 [[Display2]], [[smolet]], [[Eos]]などのTcl/Tk型の統合コマンドによる統合, [[ctfDisplay]]等のRuby型の統合コマンドによる統合,[[molvie]]などのC言語型の統合コマンドによる統合、などの各種方法について示します。
 +
 +
=== [[並列処理による高速化]] ===
 +
 Eosでは、makeを使った単一ホストでのプロセスレベルでの並列処理、PIONEを使った分散環境におけるプロセスレベルの並列処理に加えて、pthread/GPGPUを用いたthreadレベルでの高速化も試行しています。すべてのコードが対応している訳ではありませんが、随時、対応を進めています。
 +
 +
===== [[eosPThread]] =====
 +
 +
===== [[eosCuda]] =====
 +
 +
=== [[よく使うシェルコマンド]] ===
 +
 ここでは[[コマンド]]、[[Makefile]]、[[PIONE]]などの作成や実行においてよく使うシェルコマンドを簡易的にリストアップしています。
 +
 +
== [[画像処理]] ==
 +
=== [[画像処理一般]] ===
 +
 ここでは画像処理一般に関する話をまとめています。
 +
 +
==== [[簡単な画像処理]]====
 +
 Eosを使った簡単な画像処理に関するチュートリアルが掲載されています。
 +
 +
==== [[画像の入力]]と[[レンズ]] ====
 +
 コンピュータを使って画像処理を行う前に、画像がデジタル化される入力装置のことを気にしておく必要があります。
 +
 +
==== [[CTF]],[[PSF]]と[[MTF]]====
 +
 真に得たい画像をf(x,y)で表現した場合に、[[画像の入力]]方法や[[レンズ]]の性能などによりどうしても画像が劣化します。
 +
 +
==== [[標本化]] ====
 +
 アナログ画像をデジタル画像にするためには、空間を刻み、離散化することが重要です。このステップを標本化といいます。
 +
 +
==== [[量子化]] ====
 +
 デジタル画像処理では、アナログである濃度値(光学密度)をあるビット数内で表現する量子化(AD変換)という操作が最初に必要です。
 +
 +
==== [[ノイズ除去]] ====
 +
 ノイズが非常に多い画像を取り扱うためには、ノイズの性質をよく知ることが重要です。
 +
 +
===== [[平滑化]] =====
 +
 画像のもつノイズを取り除くことを主たる目的として実施する画像処理方法です。ノイズの性質をよく理解することで、適切なノイズ除去が可能になります。
 +
 +
==== [[エッジ検出]] ====
 +
 対象物の形を理解するために重要なステップですが、とても難しいステップでもあります。
 +
 +
==== [[2値画像処理]] ====
 +
 シグナルと背景の切り分けや、代表点や骨格の抽出など、画像処理や解析のスタートとなる処理方法です。
 +
 +
==== [[フーリエ空間]]を利用した画像処理 ====
 +
 +
==== 実空間の[[カーネル]]を用いた画像処理 ====
 +
 +
==== [[マスマティカル・モルフォロジー]]を使った画像処理 ====
 +
 +
=== [[電子顕微鏡画像処理]] ===
 +
 電子顕微鏡画像処理に関する話をまとめています。
 +
 +
==== [[モンタージュ]]、[[パノラマ]]画像 ====
 +
 異なる領域を撮影した複数の画像(ただし、その一部は重なっている画像のセット)を組み合わせて、広領域の画像をつくる方法です。
 +
 +
==== [[CTF補正]] ====
 +
 電子顕微鏡の画像は、原理的に、画像変調を受けています。その画像変調を補正する為の画像処理です。
 +
 +
==== [[3次元画像の位置合わせ]] ====
 +
 3次元画像同士を平均し、雑音をとるための手法です。
 +
 +
==== [[シリアル画像の位置合わせ]] ====
 +
 連続切片の画像同士の位置を合わせることで、三次元像を再構成する手法です。
 +
 +
=== [[3次元再構成法]] ===
 +
 3次元再構成法とは、2次元の画像から3次元の画像を再構成する技術です
 +
 +
==== [[中央断面定理]]====
 +
 投影像からなぜ、内部の構造がわかるのか、それを支えているのがこの中央断面定理です.
 +
 +
==== [[フーリエ法]]====
 +
==== [[逆投影法]]====
 +
==== [[SIRT]]====
 +
 +
 +
== [[3Dモデル関連]] ==
 +
=== [[chimera]] ===
 +
 ボリュームデータやPDBデータなどを可視化表示するためのソフトウェアです。
 +
=== [[chimerax]] ===
 +
=== [[vmd]] ===
 +
=== [[NAMD]] ===
 +
 +
== [[電子顕微鏡制御]] ==
 +
 電子顕微鏡制御のためのソフトウェアを開発しています。[[VEM]]は、仮想電子顕微鏡として各種の電子顕微鏡のコマンドを統一するためのシステムです。[[WITs]]は、VEMを通して電子顕微鏡を操作するためのUI(User Interface)です。
 +
 +
 +
=== [[FEIの制御]]===
 +
 +
== [[電子顕微鏡]] ==
 +
 ここでは電子顕微鏡に関する基礎、FAQ、TIPSをまとめておきます。
 +
 +
=== [[電子銃]]===
 +
 電子顕微鏡の電子線源である電子銃についての解説です。
 +
 +
=== [[電子レンズ]]===
 +
 透過電子顕微鏡の光学系、及び、レンズの仕組みに関する解説です。
 +
 +
=== [[透過型電子顕微鏡のコントラスト]]===
 +
 透過型電子顕微鏡(TEM)がつくるコントラストに関する解説です。
 +
 +
=== [[走査型透過電子顕微鏡のコントラスト]]===
 +
 走査型透過電子顕微鏡(STEM)がつくるコントラストに関する解説です。
 +
 +
=== [[走査型電子顕微鏡のコントラスト]] ===
 +
 走査型電子顕微鏡(SEM)がつくるコントラストに関する解説です。
 +
 +
=== [[クライオ電子顕微鏡法]] ===
 +
 クライオ電子顕微鏡法に関する解説です。
 +
 +
=== [[電子顕微鏡のFAQ]] ===
 +
 電子顕微鏡に関するよくある質問に対する回答です。
 +
 +
=== [[電子顕微鏡のTIPS]] ===
 +
 電子顕微鏡を利用する際などのTIPSをまとめることにしました。
 +
 +
== [[ロードマップ|Eosの今後の発展(ロードマップ)について]] ==
 +
 Eosの今後の開発方針([[ロードマップ]])について述べます。
 +
 +
=== [[ロードマップ]] ===
 +
 現在、開発はOSDNのチケットシステムを利用しており、チケット駆動型開発になっています。チケットの粒度はさまざまで、現在、いろいろと試しながら、開発環境を構築しています。
 +
 +
=== [[CUDA]]への対応 ===
 +
 [[EosのCUDAへの対応状況]]を述べます。
 +
 
 +
 +
== FAQ and TIPS ==
 +
=== [[FAQ]] ===
 +
 よくある質問をまとめました。まだまだ不十分ですが、少しずつ増やしていきたいと思います。
 +
 +
=== [[EosのTIPS]] ===
 +
 よくある画像処理法をまとめてました。まだまだ不十分ですが、少しずつ増やしていきたいと思います。
 +
 +
=== [[Eos関連ソフトウェアのTIPS]] ===
 +
 Eosに関連するソフトウェアの使い方をまとめています。
 +
 +
=== [[LINUXに関連したソフトウェアのTIPS]] ===
 +
 +
=== [[OSXに関連したソフトウェアのTIPS]] ===
 +
 OSXで利用されているソフトウェアについてまとめています。
 +
 +
== 開発にかける思い ==
 +
 開発当時と比べても非常に多くのソフトウェアが開発され、利用されている。その中で、継続的に開発していく意味はどこにあるのだろうか。[[開発にかける思いByYasunaga]]を少しずつ書き綴っていこう。
 +
 +
== Eos User Group ==
 +
 Eosを利用する上での情報共有の場を、仮にFacebookの上に作りました。参加されたい方は、facebook上で登録をお願いします。
 +
 +
== '''イメージイラストについて''' ==
 +
 +
現在、Eospediaのイメージイラストを募集中です。
 +
我こそはという方はEospedia管理者まで御連絡下さい。
 +
 +
 +
Eospedia(WIKI)の使い方・設定に関しては、[http://meta.wikimedia.org/wiki/Main_Page ユーザーズガイド]を参照して下さい。
 +
 +
== Eos関連ツール及びサイト ==
 +
=== 開発言語 ===
 +
*[[C]]
 +
*[[C++]]
 +
*[[Ruby]]
 +
*[[Tcl]]
 +
*[[Tk]]
 +
 +
=== ワークフロー関係(PIONE) ===
 +
==== ペトリネット ====
 +
*[[PNML]]
 +
*[[WoPeD]]
 +
==== アクション記述 ====
 +
*[[Markdown]]
 +
 +
==== ログファイル ====
 +
*[[XES]]:ログファイル形式
 +
*[[ProM]]:可視化のためのツール
 +
 +
=== ドキュメント作成ツール ===
 +
*[[Pandoc]]
 +
*[[html]]
 +
*[[mediawiki]]
 +
*[[Eospediaの編集で使用しているツール]]
 +
 +
== エディタ、統合開発環境 ==
 +
=== [[Visual Studio Code]] ===
 +
Microsoft主導でオープンソース開発が進められている、クロスプラットフォーム(Windows/macOS/Linux)のプログラミングエディタです。
 +
 +
=== [[Vim]] ===
 +
言わずと知れた著名なテキストエディタです。非常にとっつきにくいですが、慣れると捗ります。
 +
 +
== その他 ==
 +
=== [[クライオ電顕備忘録]] ===
 +
 クライオ電顕関連の備忘録です。まとまり次第他の項目に順次移したりします。
 +
 +
=== [[MicroED]] ===
 +
MicroED(Micro crystal Electron Diffraction:微結晶電子線回折)に関する情報を書き残していきます。
 +
 +
=== [[リモートワーク推進]] ===
 +
リモートワーク推進のためのツール関連について書き残していきます。
 +
 +
=== [[Python]] ===
 +
Python関係について書き残していきます。
 +
 +
=== [[Linux関連]] ===
 +
Linux関連について書き残していきます。
 +
 +
=== [[EMAN2関連]] ===
 +
EMAN2関連について書き残していきます。
 +
 +
=== [[Moodle関連]] ===
 +
Moodle関連について整理しています。
 +
 +
=== [[計算機利用ことはじめ]] ===
 +
研究室で初めて計算機を使う方へ向けたお役立ち情報を書いていきます。
 +
 +
=== [[単粒子解析ことはじめ]] ===
 +
研究室で初めて単粒子解析をする方へ向けたお役立ち情報。
 +
 +
=== [[クライオ電顕ことはじめ]] ===
 +
研究室でクライオ電顕観察に挑戦する方へ向けて。
 +
 +
=== [[Docker関連]] ===
 +
Dockerを利用して研究、開発の環境を構築する方法を書いていきます。
 +
 +
=== [[EMPIAR]] ===
 +
電顕画像データベースである[[EMPIAR]]について
 +
 +
=== [[XML Schema]] ===
 +
XMLのデータ構造を定義するための言語であるXML Schema(スキーマ)について
 +
 +
=== [[Git]] ===
 +
 +
=== [[Tcl/Tk]] ===
 +
 +
=== [[研究お役立ちツール]] ===
 +
研究活動をするうえで役に立つと思ったツールを書いておきましょう。
 +
 +
== 外部リンク ==
 +
=== Eos関連サイト===
 +
 +
* [http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/EosJ/ Eospedia.jp]
 +
* [http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/Eos/ Eospedia.en]
 +
* [http://sourceforge.jp/projects/eos/ Eos SourceForge]
 +
 +
=== 電子顕微鏡画像処理関連サイト ===
 +
*[https://www.imagescience.de/em2em.html em2em]:汎用画像フォーマット変換ツール
 +
* [http://en.wikibooks.org/wiki/Software_Tools_For_Molecular_Microscopy Software Tools For Molecular Microscopy]
 +
* [http://emdatabank.org/emsoftware.html EM Software on EMDataBank]
 +
 +
=== 所属関連サイト ===
 +
* [http://www.yasunaga-lab.bio.kyutech.ac.jp/ 安永研究室]
 +
* [http://www.bio.kyutech.ac.jp/ 生命情報工学科]
 +
* [http://www.iizuka.kyutech.ac.jp/ 情報工学部/情報工学府]
 +
* [http://www.kyutech.ac.jp/ 九州工業大学]
 +
 +
== メディアウィキの始め方 ==
 +
* [[testpage]] : メディアウィキのテスト頁
 
* [http://www.mediawiki.org/wiki/Manual:Configuration_settings/ja 設定一覧]
 
* [http://www.mediawiki.org/wiki/Manual:Configuration_settings/ja 設定一覧]
 
* [http://www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ/ja MediaWiki FAQ]
 
* [http://www.mediawiki.org/wiki/Manual:FAQ/ja MediaWiki FAQ]
 
* [https://lists.wikimedia.org/mailman/listinfo/mediawiki-announce MediaWiki リリース情報メーリングリスト]
 
* [https://lists.wikimedia.org/mailman/listinfo/mediawiki-announce MediaWiki リリース情報メーリングリスト]

2021年1月30日 (土) 21:40時点における最新版

目次

Eospediaにようこそ

2010年11月05日に、研究室内にEospediaクローズドβ版の運営を開始しました。
2012年8月に、こちらが電子顕微鏡画像処理システムEosのホームページの本家となるように、オープンにしました。

Eosのコマンド説明やその中のアルゴリズムについてなど、幅広い知識を集約できればと思います。また、2012年より開発を開始したPIONE、2013年度より開発を開始したVEM/WITsについても同様にこちらでまとめていきます。
それに加えて、電子顕微鏡画像処理を含む、各種画像処理の基本を学ぶことができるサイトとして運営したいと考えています。

Eosは、Eos@sourceforge上で、PIONEは、PIONE@githubで開発を進めています。それらをまとめた情報はこちらで展開したいと思います。将来は、大学から離れた方が良いかと考えています。それぞれ開発や利用に興味があるかたはそれぞれのサイトも覗いてみて下さい。

wikiは「間違いをいかに防ぐか」ではなく、「いかに修正するか」が哲学ですので、 間違いを恐れず(もちろんデタラメは論外)皆さんの知識とノウハウを自由に書いて頂ければ幸いです。

只今ホームページに公開していたEosマニュアル(日本語版も含む)の転載作業を進めています。

ちなみに、英語版もあります。現在は、日本語版のほうが充実しています。

また、Eosに関しては、メーリングリスト及びフォーラムがあります。
Eosの使い方を知りたい方は:eos-users@
Eosでの開発にご興味のある方は:eos-developers@
Eosのドキュメント作成のお手伝いを頂ける方は:eos-document@
にて、是非ともご協力下さい。

また、facebook上で、Eos User Group[1]を開設しました。こちらからも発信していくことにします。

詳細は,安永[2]までご連絡下さい。

開発しているシステムの全体像(Eos/PIONE/Zephyr & WITs/VEM)

 現在、電子顕微鏡画像取得・処理・分析のための一連のワークフロー全体を総括するソリューションとして、Eos/PIONE/Zephyr & WITs/VEMとよぶシステムを作っています。システム全体の名前もつけたほうがよい位、Systems of System といった様相になってきています。個々に、当該システムの概要とその目指す姿をまとめておきたいと思います。

 下記のページにまとめておきます。 Eos/PIONE/Zephyr/WITs/VEM システム

Eosビギナーズガイド

Eosとは?

 Eosとはなにかについて述べます。

Eosのコマンドとは?

 Eosにおけるコマンドについて述べます。

Eosはどうやって使うの?

 Eosにおけるmakeを用いたコマンドの統合方法について述べます。

Eosのコマンド一覧表

 Eosが提供するコマンドの一覧を示します。

Eosの機能別コマンド一覧表

 Eosが提供するコマンドの機能別一覧を示します。

Eos/PIONEのインストール方法

Eosの必要な環境

Eosのダウンロード(インストール方法)

 Eosのダウンロード方法について述べます。利用するだけであれば、ダウンロードだけで利用することができます。共同開発を進めたい方、機能の要望がある方は、現在、EosはOSDN(旧:SourceForge)にて開発を進めています。是非、ご一緒して下さい。

Eosのインストール方法(開発・再構築)

 Eosのインストール方法について述べます。ここでは、ダウンロードしたファイルから再構築する方法や自分自身が開発したソースコードを運用する方法を述べています。

PIONEのインストール方法

 makeに替わる分散プロセス処理プラットフォーム(PIONE)のインストール方法を示します。現在、PIONEはgithubにて開発を進めています。

Eosリファレンス

Eosの提供する統合コマンド

 Eosが提供する統合コマンドについて述べます。

統合コマンド:PIONE

 Eosが分散環境、クラウド環境に対応した統合環境として提供するPIONEについて述べます。インストールに関してはPIONEのインストールを、ブラウザ操作に関してはPIONEの起動方法PIONE Webclientチュートリアルを、PIONE定義書の作り方や実行方法についてはPIONEチュートリアルPIONEチュートリアル-PNMLを、ログの確認方法はPIONEチュートリアル-XESを、パッケージの作り方はPIONEチュートリアル-packageを、コマンドの一覧はPIONEコマンド一覧または機能別PIONEコマンド一覧を、メソッドの一覧などはPIONEの式を、その他TIPSなどはPIONEのTIPSをご覧下さい。

電子顕微鏡制御統合環境(WITs/VEM)

相関顕微鏡のためのシステム

 同一視野の撮影のためのシステムの提供を進めています.SerialEMに対応する環境として,電子顕微鏡を仮想化するためのVEM,および,VEMと通信して,電子顕微鏡を制御するためのWITsというシステムに大きく分けて開発を進めています.

下記にWITsとしてのアプリケーションのリストを示します.

WITs-CLEM: 相関顕微鏡向けのシステムになります.

Eos チュートリアル 

環境の設定 

最初にEosのインストール方法を簡単に説明します。詳細は、Eosのインストール方法の詳細をご覧下さい。

Eosでのコマンドの取り扱い 

Eosのコマンドの簡単な使い方を説明します。詳細は、コマンドの詳細をご覧下さい。Eosでは、基本はCUIを使ったコマンドの実行により画像処理を進めます。その結果は、ファイルとして保存され、その内容を確認することが出来ます。

Eosでの画像の取り扱い 

Eosで取り扱うことのできる画像フォーマットと一般的な画像フォーマットからの変換方法を示します。

Eosを使った簡単な画像処理 

Eosを使った簡単な画像処理を実行してもらいます。

チュートリアル一覧

ここには、Small Toolsや様々な画像処理で使用するMakefilePIONEの一覧があります。

CTF画像補正 

電子顕微鏡画像では、その撮影方法に由来して、コントラストが大きく変調を受けています。ここでは、その画像のコントラストの変調を補正する方法を示します。

単粒子解析の基礎 

 ここでは、単粒子解析の基礎を行います。実際の単粒子解析は、粒子の形やその対称性などを使って探索方法や3次元再構成法を切り替えることができます。

単粒子解析の概要

 単粒子解析の概要を示します。

粒子の抽出

 まず、単粒子を抽出します。ここでは、手動で切り出す方法を示します。自動で切り出す方法も各種提案されています。

2次元画像の分類

 2次元画像を分類して、SN比を上げます。

参照像があるときの投影角の決定方法

 参照像があるときの投影角の決定方法を説明します。参照像としては、単なる球や楕円体などとすることもあり得ます。参照像がない場合の構造解析法も別途存在しています。

参照像がないときの投影角の決定方法

 参照画像がないときの投影角の決定方法を示しています。コモンラインをもちいたコモンライン探索という方法が一般的です。ただノイズに弱く問題が生じる場合があります。

3次元再構成・逆投影法

 3次元再構成自身を解説します。

らせん対称をもつ粒子の3次元再構成法

 アクチンフィラメントなどのらせん対称性をもつ場合のEosでの解析法を紹介します。

可視化ツール

 できあがった三次元像を可視化するためのツールを紹介します。


参考資料

RELION

 単粒子解析法のデファクトスタンダードになりつつあるRELIONについて、解説を準備することにしました。 少しずつ整理していきます。

Gautomatch

  粒子抽出のためのプログラムのひとつです。

cryoDRGN

 深層ニューラルネットワークを用いた単粒子3D再構成プログラムcryoDRGNに関するページです。

Topaz

 深層ニューラルネットワークを用いた単粒子ピッキングプログラムTopazに関するページです。

cryoSPARC

 優れたUIを持った単粒子解析パッケージcryoSPARCに関するページです。

備考

 上記のチュートリアル・ページは、2012/09/10-11 単粒子解析Workshopでの資料を元に作成したものです。 今後もこのサイトを充実させ、ワークショップ等で利用していきたいと考えています。

電子線トモグラフィー

 電子線トモグラフィーとは、同一視野の連続傾斜像から、その視野の3次元画像を再構成する方法です。細胞内の構造や構造多型性をもつタンパク質の構造解析に有効な方法です。

電子線トモグラフィーの概要

 電子線トモグラフィー法は、同一視野の傾斜シリーズ画像のセットから3次元像を再構成する方法です。ここではその概要を述べます。

画像の補正

 傾斜画像では、視野全体がアンダーフォーカスとなるように、通常の電子顕微鏡撮影よりも大きなデフォカース値をとる場合が多いです。その場合、LaB6などの電子銃では第一トーンリングより外側の情報がほとんど無いために、CTF補正等は必要ありませんが、電界放出銃を利用した場合には、場合によっては間違った情報を与える場合があるので注意が必要です。

ラフ・アラインメント

 傾斜画像の中心付近の画像の相関から、それぞれの傾斜画像の大まかな位置を合わせます。

ファイン・アラインメント

 傾斜画像の軸の位置、角度を出来る限り一致させます。

3次元再構成

 2次元画像のセットから3次元画像を再構成します。

電子線トモグラフィー画像のもつ問題点

 全方位からの投影像を得られないために、ミッシングエリアとよばれる情報がない領域があります。そのため、方向依存でのボケを生じます。

トモグラム画像の解釈

 多様な構造を含むため、3次元画像から興味あるセグメントを切り出すなどの作業が必要です。そのための支援ソフトウェアが必要です。

サブトモグラム画像の平均化

 クライオ電子顕微鏡画像からトモグラム画像はノイズが多いため、同等の構造をしたものを平均化する必要があります。

参考資料

IMOD/ETomoの使い方

 IMOD/ETomoは、電子線トモグラフィー法やシリアルセクションなどで使われる、デファクトスタンダードともいえる3次元再構成プログラムです。

eTomoチュートリアル

 eTomoのチュートリアルを示しています。

連続2次元画像からの3次元再構成

 連続切片(Serial Section)や、連続ブロック表面(Serial Block Face)からの3次元再構成のための手順を示したものです。

SBF-SEMからの3次元再構成

Eosにおける開発(開発者向け)

 Eosのもうひとつのウリは迅速なプログラムの開発です。その手法について下記に述べます。

Eosの構造

 Eosの構造(Architecture)について述べます。

Eosの開発

 SourceForgeからクローンを作成し、localで新規ツールなどを開発した後、SourceForgeに登録するまでの流れを示します。

Eosの開発におけるTIPS

 Eos上で開発する際のTIPSをまとめています。

ツールの開発

ツールの作り方

 Eosの上でのSmall Tools(コマンド群)の作り方について述べます。

簡単なプログラム例

 Eosの上でのSmall Tools(コマンド群)の簡単なプログラム例について述べます。

ライブラリ(API)の作り方

 Eosの上でのオブジェクト指向型ライブラリAPI)の作り方について述べます。

ライブラリ(API)一覧

 Eosの上でのオブジェクト指向型ライブラリAPI)の一覧です。

機能別ライブラリ(API)一覧

 Eosの上での機能別に分類されたオブジェクト指向型ライブラリAPI)の一覧です。

並列処理のためのライブラリ

  • eosCuda: CUDA を使うためのライブラリ
  • eosPThread: pthread を使うためのライブラリ

統合コマンドの作り方

 統合コマンドの作り方を示します。

Makefileによる統合

 Makefileを用いた統合方法について示します。Visualmakeは自動的に簡易型のGUIを提供します。

PIONEによる統合

 分散環境(クラウド環境)に対応したプロセス定義書PIONEを用いた統合方法について示します。

PIONEチュートリアル

 PIONEの使い方を示したチュートリアルです。

PIONEチュートリアル-PNML

 PNMLを用いたPIONE定義書の設計方法を示しています.

PIONEチュートリアル-XES

 ログファイルをXES形式に変換し、ProMを利用して処理結果を確認する方法を示しています。

PIONEチュートリアル-package

 PIONE定義書などをひとつにまとめたパッケージを作成する方法を示しています。

bashによる統合

 bashなどのスクリプト言語による統合方法について示します。

統合コマンドによる統合

 Display2, smolet, EosなどのTcl/Tk型の統合コマンドによる統合, ctfDisplay等のRuby型の統合コマンドによる統合,molvieなどのC言語型の統合コマンドによる統合、などの各種方法について示します。

並列処理による高速化

 Eosでは、makeを使った単一ホストでのプロセスレベルでの並列処理、PIONEを使った分散環境におけるプロセスレベルの並列処理に加えて、pthread/GPGPUを用いたthreadレベルでの高速化も試行しています。すべてのコードが対応している訳ではありませんが、随時、対応を進めています。

eosPThread
eosCuda

よく使うシェルコマンド

 ここではコマンドMakefilePIONEなどの作成や実行においてよく使うシェルコマンドを簡易的にリストアップしています。

画像処理

画像処理一般

 ここでは画像処理一般に関する話をまとめています。

簡単な画像処理

 Eosを使った簡単な画像処理に関するチュートリアルが掲載されています。

画像の入力レンズ

 コンピュータを使って画像処理を行う前に、画像がデジタル化される入力装置のことを気にしておく必要があります。

CTF,PSFMTF

 真に得たい画像をf(x,y)で表現した場合に、画像の入力方法やレンズの性能などによりどうしても画像が劣化します。

標本化

 アナログ画像をデジタル画像にするためには、空間を刻み、離散化することが重要です。このステップを標本化といいます。

量子化

 デジタル画像処理では、アナログである濃度値(光学密度)をあるビット数内で表現する量子化(AD変換)という操作が最初に必要です。

ノイズ除去

 ノイズが非常に多い画像を取り扱うためには、ノイズの性質をよく知ることが重要です。

平滑化

 画像のもつノイズを取り除くことを主たる目的として実施する画像処理方法です。ノイズの性質をよく理解することで、適切なノイズ除去が可能になります。

エッジ検出

 対象物の形を理解するために重要なステップですが、とても難しいステップでもあります。

2値画像処理

 シグナルと背景の切り分けや、代表点や骨格の抽出など、画像処理や解析のスタートとなる処理方法です。

フーリエ空間を利用した画像処理

実空間のカーネルを用いた画像処理

マスマティカル・モルフォロジーを使った画像処理

電子顕微鏡画像処理

 電子顕微鏡画像処理に関する話をまとめています。

モンタージュパノラマ画像

 異なる領域を撮影した複数の画像(ただし、その一部は重なっている画像のセット)を組み合わせて、広領域の画像をつくる方法です。

CTF補正

 電子顕微鏡の画像は、原理的に、画像変調を受けています。その画像変調を補正する為の画像処理です。

3次元画像の位置合わせ

 3次元画像同士を平均し、雑音をとるための手法です。

シリアル画像の位置合わせ

 連続切片の画像同士の位置を合わせることで、三次元像を再構成する手法です。

3次元再構成法

 3次元再構成法とは、2次元の画像から3次元の画像を再構成する技術です

中央断面定理

 投影像からなぜ、内部の構造がわかるのか、それを支えているのがこの中央断面定理です.

フーリエ法

逆投影法

SIRT

3Dモデル関連

chimera

 ボリュームデータやPDBデータなどを可視化表示するためのソフトウェアです。

chimerax

vmd

NAMD

電子顕微鏡制御

 電子顕微鏡制御のためのソフトウェアを開発しています。VEMは、仮想電子顕微鏡として各種の電子顕微鏡のコマンドを統一するためのシステムです。WITsは、VEMを通して電子顕微鏡を操作するためのUI(User Interface)です。


FEIの制御

電子顕微鏡

 ここでは電子顕微鏡に関する基礎、FAQ、TIPSをまとめておきます。

電子銃

 電子顕微鏡の電子線源である電子銃についての解説です。

電子レンズ

 透過電子顕微鏡の光学系、及び、レンズの仕組みに関する解説です。

透過型電子顕微鏡のコントラスト

 透過型電子顕微鏡(TEM)がつくるコントラストに関する解説です。

走査型透過電子顕微鏡のコントラスト

 走査型透過電子顕微鏡(STEM)がつくるコントラストに関する解説です。

走査型電子顕微鏡のコントラスト

 走査型電子顕微鏡(SEM)がつくるコントラストに関する解説です。

クライオ電子顕微鏡法

 クライオ電子顕微鏡法に関する解説です。

電子顕微鏡のFAQ

 電子顕微鏡に関するよくある質問に対する回答です。

電子顕微鏡のTIPS

 電子顕微鏡を利用する際などのTIPSをまとめることにしました。

Eosの今後の発展(ロードマップ)について

 Eosの今後の開発方針(ロードマップ)について述べます。

ロードマップ

 現在、開発はOSDNのチケットシステムを利用しており、チケット駆動型開発になっています。チケットの粒度はさまざまで、現在、いろいろと試しながら、開発環境を構築しています。

CUDAへの対応

 EosのCUDAへの対応状況を述べます。  

FAQ and TIPS

FAQ

 よくある質問をまとめました。まだまだ不十分ですが、少しずつ増やしていきたいと思います。

EosのTIPS

 よくある画像処理法をまとめてました。まだまだ不十分ですが、少しずつ増やしていきたいと思います。

Eos関連ソフトウェアのTIPS

 Eosに関連するソフトウェアの使い方をまとめています。

LINUXに関連したソフトウェアのTIPS

OSXに関連したソフトウェアのTIPS

 OSXで利用されているソフトウェアについてまとめています。

開発にかける思い

 開発当時と比べても非常に多くのソフトウェアが開発され、利用されている。その中で、継続的に開発していく意味はどこにあるのだろうか。開発にかける思いByYasunagaを少しずつ書き綴っていこう。

Eos User Group

 Eosを利用する上での情報共有の場を、仮にFacebookの上に作りました。参加されたい方は、facebook上で登録をお願いします。

イメージイラストについて

現在、Eospediaのイメージイラストを募集中です。 我こそはという方はEospedia管理者まで御連絡下さい。


Eospedia(WIKI)の使い方・設定に関しては、ユーザーズガイドを参照して下さい。

Eos関連ツール及びサイト

開発言語

ワークフロー関係(PIONE)

ペトリネット

アクション記述

ログファイル

  • XES:ログファイル形式
  • ProM:可視化のためのツール

ドキュメント作成ツール

エディタ、統合開発環境

Visual Studio Code

Microsoft主導でオープンソース開発が進められている、クロスプラットフォーム(Windows/macOS/Linux)のプログラミングエディタです。

Vim

言わずと知れた著名なテキストエディタです。非常にとっつきにくいですが、慣れると捗ります。

その他

クライオ電顕備忘録

 クライオ電顕関連の備忘録です。まとまり次第他の項目に順次移したりします。

MicroED

MicroED(Micro crystal Electron Diffraction:微結晶電子線回折)に関する情報を書き残していきます。

リモートワーク推進

リモートワーク推進のためのツール関連について書き残していきます。

Python

Python関係について書き残していきます。

Linux関連

Linux関連について書き残していきます。

EMAN2関連

EMAN2関連について書き残していきます。

Moodle関連

Moodle関連について整理しています。

計算機利用ことはじめ

研究室で初めて計算機を使う方へ向けたお役立ち情報を書いていきます。

単粒子解析ことはじめ

研究室で初めて単粒子解析をする方へ向けたお役立ち情報。

クライオ電顕ことはじめ

研究室でクライオ電顕観察に挑戦する方へ向けて。

Docker関連

Dockerを利用して研究、開発の環境を構築する方法を書いていきます。

EMPIAR

電顕画像データベースであるEMPIARについて

XML Schema

XMLのデータ構造を定義するための言語であるXML Schema(スキーマ)について

Git

Tcl/Tk

研究お役立ちツール

研究活動をするうえで役に立つと思ったツールを書いておきましょう。

外部リンク

Eos関連サイト

電子顕微鏡画像処理関連サイト

所属関連サイト

メディアウィキの始め方