Biological experiments based on organ-on-chips (OOCs) exploit light Time-Lapse Microscopy (TLM) for a direct observation of cell movement that is an observable signature of underlying biological processes. A high spatial resolution is essential to capture cell dynamics and interactions from recorded experiments by TLM. Unfortunately, due to physical and cost limitations, acquiring high resolution videos is not always possible. To overcome the problem, we present here a new deep learning-based algorithm that extends the well known Deep Image Prior (DIP) to TLM Video Super Resolution (SR) without requiring any training. The proposed Recursive Deep Prior Video (RDPV) method introduces some novelties. The weights of the DIP network architecture are initialized for each of the frames according to a new recursive updating rule combined with an efficient early stopping criterion. Moreover, the DIP loss function is penalized by two different Total Variation (TV) based terms. The method has been validated on synthetic, i.e., artificially generated, as well as real videos from OOC experiments related to tumor-immune interaction. Achieved results are compared with several state-of-the-art trained deep learning SR algorithms showing outstanding performances.


翻译:利用光机对芯片(OOCs)进行生物实验,利用光时距显微镜(TLM)直接观测细胞运动,这是基本生物过程的可观察特征。高空间分辨率对于从TLM记录实验中捕捉细胞动态和互动至关重要。不幸的是,由于物理和成本限制,获取高分辨率视频并非总有可能。为了克服问题,我们在此提出一种新的深层次的深层次学习算法,将众所周知的深图像前(DIP)扩展至TLM视频超级分辨率(SR),而无需任何培训。拟议的再精确深层前视频(RDPV)方法引入了一些新颖之处。DIP网络结构的重量根据新的循环更新规则以及有效的早期停止标准对每个框架进行初始化。此外,DIP损失功能受基于两个不同条件的全变异(TV)的制约。该方法已在合成、即人工生成的基础上得到验证,以及与肿瘤免疫机实验相关的真实视频也得到了验证。对OOC实验中与肿瘤-免疫机互动有关的实时互动(RDPV)进行一些经过深层次学习的结果进行了比较。

0
下载
关闭预览

相关内容

商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
161+阅读 · 2020年6月2日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
Arxiv
0+阅读 · 2021年1月7日
Meta-Transfer Learning for Zero-Shot Super-Resolution
Arxiv
43+阅读 · 2020年2月27日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员