Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт”, Москва, Россия

Аннотация. Метод когерентной рентгеновской дифракционной микроскопии (CXDI) 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 пустые, 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 также представлены результаты исследования возможности применения разных подходов для классификации изображений в экспериментах на European XFEL в потоковом режиме.

Ключевые слова: когерентная рентгеновская дифракционная микроскопия, биологические частицы, корреляционные коэффициенты, метод опорных векторов, метод к-средних, метод спектральной кластеризации, многослойный перцептрон, свёрточная нейронная сеть.