「ctfInfo(API)」の版間の差分

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Rによる[[CTF]]の値を算出します。<br>
 
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電子線の波長: wavelengthOfElectronより算出<br>
 
電子線の波長: wavelengthOfElectronより算出<br>
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コントラスト: info->modeにより算出方法を設定<br>
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コントラスト: info->modeにより算出方法を設定
−
envelope: ctfEnvelopFunctionより算出
+
 
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<table border="1">  
 
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<tr>  
 
<tr>  
−
<th>info->mode</th>
+
<th>info->mode(0x0fでマスク)</th>  
−
<th>マスク部分</th>  
+
 
<th>説明</th>  
 
<th>説明</th>  
 
</tr>  
 
</tr>  
 
<tr>  
 
<tr>  
−
<td>ctfInfoModeWithAmplitudeContrast</td>  
+
<td>0</td>  
−
<td>0x0f</td>  
+
<td>位相コントラストだけ</td>
−
<td>コントラストモード</td>  
+
</tr>
 +
<tr>
 +
<td>1</td>  
 +
<td>強度コントラストを加える</td>  
 
</tr>  
 
</tr>  
 
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2014年9月25日 (木) 06:53時点における版

DataManip/ctfInfoはCTFの推定及びCTF補正のためのAPI です。

定数

モード選択

マスク用

#define ctfInfoModeWithAmplitudeContrast    0x0f
#define ctfInfoModeWithMTF                  0x10
#define ctfInfoModeWithIlluminationAngle    0x20
#define ctfInfoModeWithEnergySpread         0x40
#define ctfInfoModeAbsoluteValue            0x100
モード マスク部分 説明
ctfInfoModeWithAmplitudeContrast 0x0f コントラスト補正のモード
ctfInfoModeWithMTF 0x10 MTF積算のフラグ
ctfInfoModeWithIlluminationAngle 0x20 照射角度の考慮のフラグ
ctfInfoModeWithEnergySpread 0x40 エネルギー拡散の考慮のフラグ
ctfInfoModeAbsoluteValue 0x100 絶対値のフラグ


モード値の定義

コントラストモード

ctfInfo->modeにて使用(ctfInfoModeWithAmplitudeContrastでマスクした値に対応) 

typedef enum ctfInfoMode {
	ctfInfoModePhaseCTFOnly   = 0,
	ctfInfoModePhaseAndAmpCTF = 1 
} ctfInfoMode;
モード 値 説明
ctfInfoModePhaseCTFOnly 0 位相コントラストだけ
ctfInfoModePhaseAndAmpCTF 1 強度コントラストを加える


envelope関数のモード

ctfInfo->MTFModeにて使用 

typedef enum ctfInfoMTFMode {
	ctfInfoMTFModeSingleExp = 0,
	ctfInfoMTFModeSingleLorentzian = 1,
	ctfInfoMTFModeBoth      = 2,
	ctfInfoMTFModeLinear    = 3, 
	ctfInfoMTFModeBothSum   = 4,
	ctfInfoMTFModePolynomial = 5
} ctfInfoMTFMode;
モード 値 説明
ctfInfoMTFModeSingleExp 0 指数関数
ctfInfoMTFModeSingleLorentzian 1 ローレンツ関数
ctfInfoMTFModeBoth 2 指数関数×ローレンツ関数
ctfInfoMTFModeLinear 3 リニア
ctfInfoMTFModeBothSum 4 指数関数+ローレンツ関数
ctfInfoMTFModePolynomial 5 多項式


構造体

typedef struct moleculrEnvelope {
	char* filename; 
	int   nR;
	float* R;
	float* Envelope;
	int    mode;	
} molecularEnvelope;

各APIの引数として使用する設定 

typedef struct ctfInfo {
	float kV;      /* kV */
	float defocus; /* A : Underfocus is plus, while overfocus is minus*/
	float Cc;      /* mm */
	float dE; 
	float Cs;      /* mm */
	float Ain;     /* mrad : Illumination Angle */
	long  flagWin; /* Windowing */ 
	float CutLow;  /* Windowing: CutLow  A-1 */
	float CutHigh; /* Windowing: CutHigh A-1 */

	float I0;      /* Intensity */
	float Isignal; /* Intensity of signal */

	float ratioOfAmpToPhase; /* The ratio of amp to phase */

	float Inoise;  /* Intensity of noise : Isignal*/
	long  flagWhiteNoise;
	float WhiteNoise;  /* Affected by MTF(R) */

	long  flagWhiteNoiseRaising; 	
	float WhiteNoiseRaising; /* WhiteNoise Raising depending upon R */

	float Inoise2; /* Intensity of noise */
	long  flagWhiteNoise2;
	float WhiteNoise2; /* Not Affected by MTF(R)*/

	int   flagAstigmatism;
	float defocus2D[2];      /* A : Normally [0]: Max [1]: Min */
	float defocus0axis;      /* radian : angle of the defocus2D[0]-axis */

	long mode;
	
	long  flagMagnification;	
	float Magnification;

	/* MTF(R): Modulation Transfer Function */ 
	ctfInfoMTFMode MTFMode;
	float BofMTF;  /* Exponential: exp(-B R)   */
	float BofMTF2; /* Lorentzian : 1/(B*B+R*R) */	
	float WeightOfSecondTermForMTF; /* 0 <-> 1 */
	/*for PolynomialExpNoise*//*d = degree*/
	float BofMTFd2;
	float BofMTFd3;
	float BofMTFd4;
	float BofMTFd5;
	float BofMTFd6;

	/* Molecular Envelope: Scattering Factor */
	/* For Gaussian */
	float MolecEnv;                   /* A : */
	/* For Table */
	long  flagMolecEnvTable;
	molecularEnvelope MolecEnvTable;
	/* For Lorentzian */
	float flagElastic;
	float Elastic;
	float ElasticShift;
	float ElasticWidth;
	float ElasticRing;
	float ElasticRingPosition;
	float ElasticRingWidth;

	/* Stage Vibration */
	long  flagVibration;
	long  VibrationMode;
	float BofVibration;

	/* Aliasing and Sampling */
	long flagAliasing;
	float NyquistFrequency;
	long flagSampling; 

	/* Inelastic Signal */
	/* For Gaussian */
	long flagWithInElastic;
	float InElasticGaussian;
	/* For Table */
	long flagWithInElasticTable;
	molecularEnvelope InElasticEnvTable;	
	/* Lorentzian */	
	long flagInElastic;
	float InElastic;
	float InElasticShift;
	float InElasticWidth;
	float InElasticRing;
	float InElasticRingPosition;
	float InElasticRingWidth;
} ctfInfo;

API

extern void ctfInfoSendByPVM(ctfInfo* info, int tid, long mode);
extern void ctfInfoRecieveByPVM(ctfInfo* info, int tid, long mode);
extern float ctfSignalFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfNoiseFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfNoise2Function(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfSignalPowerFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfNoisePowerFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfNoise2PowerFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfScatteringFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfMolecularEnvelopeFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern float ctfMolecularEnvelopeInElasticFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);

振動関数の算出

Rによる振動関数の値を算出します。
info->Magnification: Rの倍率 

extern float ctfVibrationFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);

info->flagVibration=trueかつinfo->VibrationMode=0のとき: 振動関数Env = exp(-B*B*R*R/2.0)を出力(それ以外の場合は1を出力)

CTFの算出

extern float ctfFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);

RによるCTFの値を算出します。
電子線の波長: wavelengthOfElectronより算出
コントラスト: info->modeにより算出方法を設定

info->mode(0x0fでマスク) 説明
0 位相コントラストだけ
1 強度コントラストを加える


2Dの場合

ctfFunctionを呼び出して2DでのCTFを算出(X, YからRを求めて引数とする) 

extern float ctfFunction2D(ctfInfo* info, float X, float Y, long mode);
PVM使用時
extern void  ctfFunctionPVMStart(ctfInfo* info, float R, int tid, long mode);
extern float ctfFunctionPVMEnd(ctfInfo* info, float R, int tid, long mode);
extern void  ctfFunctionPVMServer();

Envelope関数の算出

extern float ctfEnvelopFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);

Rによるenvelope関数の値を算出します。
wavelengthOfElectronにより電子線の波長を取得
info->flagMagnification=1のとき: info->Magnification(0以外で)をRの倍率として掛ける

info->mode マスク部分 説明
ctfInfoModeWithMTF 0x10 MTFを積算(ctfMTFFunctionを呼び出す)
ctfInfoModeWithIlluminationAngle 0x20 照射角度(info->Ain)を考慮した値を積算
ctfInfoModeWithEnergySpread 0x40 エネルギー拡散を考慮した値を積算


MTFの算出

extern float ctfMTFFunction(ctfInfo* info, float R, long mode);

RによるMTFの値を算出します。
info->Magnification: 引数Rの倍率
info->flagSampling=1のとき: 標本化関数を積算(ctfFunctionSamplingを呼び出す: info->NyquistFrequencyを第2引数(ナイキスト)とする)

モード 値 説明 MTF算出時に使用するinfoのメンバ
ctfInfoMTFModeSingleExp 0 指数関数 BofMTF
ctfInfoMTFModeSingleLorentzian 1 ローレンツ関数 BofMTF2
ctfInfoMTFModeBoth 2 指数関数×ローレンツ関数 BofMTF, BofMTF2
ctfInfoMTFModeLinear 3 リニア BofMTF
ctfInfoMTFModeBothSum 4 指数関数+ローレンツ関数 BofMTF, BofMTF2, WeightOfSecondTermForMTF(2つの関数を加える割合)
ctfInfoMTFModePolynomial 5 多項式 BofMTF, BofMTFd2, BofMTFd3, BofMTFd4, BofMTFd5


標本化関数の算出

Rによる標本化関数の値を算出します。 

extern float ctfFunctionSampling(float R, float Nyquist, long mode);

電子線の波長の取得

extern float wavelengthOfElectron(float E);

トーンリングからデフォーカスを推定

extern float defocusDeterminationFromThonRing(ctfInfo* info, float R, long n, long mode);

電子線の波長: wavelengthOfElectronより算出 info->mode: コントラストモードの選択(ctfInfoModeWithAmplitudeContrast(0x0f)にてマスク)

info->mode(0x0fでマスク) 説明
0 位相コントラストだけ
1 強度コントラストを加える 


extern float ctfWeightForCorrection2D(ctfInfo* info, float X, float Y, long mode);
extern float ctfWeightForCorrection(ctfInfo* info, float R, long mode);
extern void lmolecularEnvelopeFileRead(FILE* fpt, molecularEnvelope* mol, int mode);
extern void lmolecularEnvelopeFileWrite(FILE* fpt, molecularEnvelope* mol, int mode);
extern void lmolecularEnvelopeResampling(molecularEnvelope* dst, molecularEnvelope* src, float dR, float RMax, int mode);
extern float lmolecularEnvelopeDataGet(molecularEnvelope* src, float R, int mode);
extern void ctfInfoRead(FILE* fpt, ctfInfo* ctf, char* pre, int mode);
extern void ctfInfoWrite(FILE* fpt, ctfInfo ctf, char* pre, int mode);

ヘルプ

extern void ctfWeightForCorrectionUsage(FILE* fpt);

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