「ctfDisplay」の版間の差分

2014年8月28日 (木) 02:52時点における版

ctfDisplayは、デフォーカスなどのCTFパラメータを設定するためのIntegration Tools（統合コマンド）の一つです。自動的にCTFパラメータを決定するコマンドもありますが、cryo-EMのデータなどで、コントラストが低い場合、SN比が悪い場合、また、自動決定したデフォーカス量等を確認する意味で利用されます。

オプション一覧

メインオプション

オプション	必須項目/選択項目	説明	デフォルト
-i	選択	入力ファイル: mrcImage(FFT)	NULL
-o	選択	入出力ファイル: ASCII(CTF情報)	stdout
-Rmax	選択	Rmax: [A-1]	0.2
-Imax	選択	強度の最大値	0.2
-Imin	選択	強度の最小値	0.2
-AutoRange	選択
-Log	選択	強度のログ
-c	選択	コンフィグファイル設定	NULL
-m	選択	モードを設定	0
-h	選択	ヘルプを表示

-o の入出力ファイルはmrcImageCTFCompensationなどで使用することができます。

モードの詳細

モード	説明
0

利用方法例　

　ここでは、配付したデータを利用してＣＴＦパラメータを、ctfDisplayを用いて決定してみましょう。まず、一番単純な方法を実行してみましょう。最初に画像ファイルメディア:example.mrcをmrcImageFFTを用いてフーリエ変換し、メディア:example.fftを得ます。
操作動画: (.mov) (.mp4)

その後、ctfDisplayを使って、デフォーカス値などを決定します。

$ mrcImageFFT -i example.mrc -o example.fft
$ ctfDisplay -i example.fft -o example.ctfinfo

決定したＣＴＦのパラメータは、example.ctfinfoというファイルの中に格納されています。このファイルを使って、次にＣＴＦの補正を行うことになります。

以下に、このctfDisplayの簡単な使い方を示します。データはこちらからダウンロードしてみて下さい。

$ ctfDisplay -i example.fft -o example.ctfinfo

とすると実行することが出来ます。.ctfinfoのファイルは、指定されない場合も自動的に設定され、存在している場合には、そのデータを読み込んできます。その結果、下記のようなウィンドウが開きます。

この中で、左側の画面がフーリエ変換したスペクトラムを、まん中が、そのスペクトラムを角度方向に平均したもの、右がCTFのための各種パラメータになっています。

下記の手順で、ＣＴＦ関数を見積もります。

１．スペクトラムがでるようにImin/Imaxを調整します。Logのボタンをおしたほうが見つかりやすいことが多いです。よくわからなかったら、Imin=0.00001, Imax=100000　とし、Logボタンを押せば、どこかに青色のスペクトラムが現れると思います。あとは、そのスペクトラムの範囲をよく見て設定して下さい。最初から分かっているときには、起動時に

$ ctfDisplay -i example.fft -o example.ctfinfo -Imin 0.01 -Imax 100 -Log

とし、最大値と最小値を設定すれば最初から直視することができます。
操作動画: (.mov) (.mp4)

２．同様に自分が見たい範囲で、Rmax[/A]を設定して下さい。Rmax=0.1が1nm, Rmax=0.5が2A, Rmax=1が1Aを示しています。Rminはあまり変更する必要はありません。

３．次に、ノイズのレベルを合わせます。この操作は、ＣＴＦ補正そのものには通常は関係しませんが、ＣＴＦを決定する際に便利です。合わせるためのパラメータは、Inoise、MTF0もしくは、MTF1です。CCDやフィルムなどメディアに応じて、MTFの形がe指数関数型かローレンツ型を選択することができます。MTF0が指数関数型のパラメータ、MTF1がローレンツ型のパラメータです。

４．シグナルのレベルを合わせます。まずは、Inoiseと同じ値をIsignalに設定して下さい。

５．ＣＴＦのパラメータを設定します。画面右下にあります。

　５−１：kV: 加速電圧[kV]の設定

　５−２： Cs/Cc: 球面収差係数 Cs[mm], 色収差係数 Cc[mm]の設定

　５−３：Ai: 照射半角であるAi[mrad]の設定(LaB6で0.15-0.45程度、サーマルフィールドでは0.03-0.05程度、コールドフィールドでは0.02-0.04程度が目安です。条件によって異なります。）

　　　　　この値に関しては、最終的にフィッティングするとシグナルがよく説明出来ます。撮影条件によって同じ電子銃でも変わります。撮影条件を考える上で重要なパラメータの一つです。

　５−４：nDivision: 分割数の設定：通常は変更する必要はありません。どうしてもＳＮが悪いときにこの値を下げてみて下さい。

６．デフォーカスを決定していきます。

　６−１　トーンリングが楕円になっている場合には、楕円の長軸と短軸にそれぞれ０軸、１軸のそれぞれが合うように、AxisFor0の角度を設定して下さい。長軸と短軸はどちらが０軸でも問題ありません。うまく軸があった時が、一番シグナル（青い線）の凹凸がはっきりします。

　６−２　窪み（トーンリング）の所に、ＣＴＦ関数（赤い線）の谷がくるようにデフォーカスの値をdefocus0/defocus1のそれぞれを変更して下さい。縦線がトーンリングの位置を表します。

　６−３　Isignal/Ai/defocusをうまく合わせると第一トーンリングの所の形がよく説明できます。

全体がうまく設定できると、下記のようになります。

７．Saveボタンを押して保存します。

８．終了は、ウィンドウを閉じる、qのキーを押す、saveAndExit, Exitのボタンを押すのいずれかで実行できます。

@@ 行116: / 行116: @@
   $ ctfDisplay -i example.fft -o example.ctfinfo -Imin 0.01 -Imax 100 -Log
-とし、最大値と最小値を設定すれば最初から直視することができます。
+とし、最大値と最小値を設定すれば最初から直視することができます。<br>
 操作動画: [[:Media:ctfDisplay-0.mov|(.mov)]] [[:Media:ctfDisplay-0.mp4|(.mp4)]]