Fold_Slice
Dies ist Yi Jiangs maßgeschneiderter Code für Röntgen-/Elektronen-Ptychographie und Tomographie/Laminographie.
Das Paket basiert auf dem Matlab-Code, der von Science IT und den Gruppen für kohärente Röntgenstreuung (CXS) am Paul Scherrer Institut in der Schweiz entwickelt wurde: https://www.psi.ch/en/sls/csaxs/software. Bei Urheberrechts- und Lizenzfragen sollten Sie sich an die Vereinbarungen halten (siehe unten) und/oder auf deren Website nachschlagen.
Fangen Sie an
Sehen Sie sich die offizielle Dokumentation des PtychoShelves-Pakets an, um dessen Anforderungen zu erfahren. Sie benötigen die folgende Matlab-Toolbox, um alle Funktionen nutzen zu können: Paralleles Rechnen, Kurvenanpassung, Bildverarbeitung, Optimierung und Signalverarbeitung.
Probieren Sie für die Ptychographie die Datenvorbereitungs- und Rekonstruktionsskripte in /fold_slice/ptycho/examples aus, um sich mit dem Datenformat und den Rekonstruktionsparametern vertraut zu machen.
Ressourcen
- Ein maßgeschneidertes FoldsliceGPT, das als KI-Assistent bei der Röntgen- und Elektronenptychographie dient. Es kann Benutzern bei verschiedenen Aufgaben wie dem Entwerfen von Experimenten und dem Vorbereiten von Rekonstruktionsskripten helfen.
- Fold_slice kann in unserem neuen LLM-basierten Workflow (PEAR) verwendet werden. Kontaktieren Sie mich gerne, wenn Sie Alpha-Tester werden möchten.
- Die Dateien in /fold_slice/ptycho/notes/ könnten Ihnen helfen, die gesamte Codestruktur zu verstehen. Achtung: Einige Notizen sind möglicherweise veraltet.
- Dr. Chia-Hao Lee hat einen großartigen Blog geschrieben, der die Algorithmen und die Codestruktur von PtychoShelves detailliert beschreibt.
- Wir haben eine wöchentliche Studiengruppe, um neuartige computergestützte Bildgebungstechniken in der Elektronenmikroskopie zu diskutieren. Einige Übungsvorlesungen finden Sie hier.
Wesentliche Unterschiede zum PtychoShelves-Paket
Einige Daten- und Rekonstruktions-E/A-Konventionen wurden geändert, um der Elektronenptychographie Rechnung zu tragen. Weitere Einzelheiten finden Sie in den Beispielskripten.
Als neue Engine wird ein modifizierter Multi-Slice-Ptychographie-Algorithmus mit maximaler Wahrscheinlichkeit der kleinsten Quadrate hinzugefügt: GPU_MS
Es basiert auf der GPU-Engine (geschrieben von Michal Odstrcil) mit Verbesserungen wie mehreren Sondenmodi und Fehlerbehebungen. Die Verwendung des Codes sollte zusätzliche Zitate enthalten:
Z. Chen, Y. Jiang, Y. Shao, ME Holtz, M. Odstrčil, M. Guizar-Sicairos, I. Hanke, S. Ganschow, DG Schlom, DA Muller, Elektronenptychographie erreicht durch Gitterschwingungen festgelegte Grenzen der atomaren Auflösung . Wissenschaft 372 (6544), 826-831.
Wir haben einen automatischen Parameteroptimierungsworkflow für die Ptychographie unter Verwendung der Bayes'schen Optimierung mit Gaußschen Prozessen entwickelt: https://doi.org/10.1038/s41598-022-16041-5. Weitere Einzelheiten finden Sie in den Beispielskripten.
Eine nicht erschöpfende Liste neuer Funktionen in den GPU- und GPU_MS-Engines:
| Merkmale | GPU | GPU_MS |
|---|
| Gemischte Zustände + Mehrschicht-Ptychographie | ✖️ | ✔️ |
| Dynamische Mehrschichtrekonstruktion | ✖️ | ✔️ |
| Erweiterte Fly-Scan-Ptychographie mit beliebigem Pfad | ✔️ | ✖️ |
| Multi-Scan-Rekonstruktion | ✔️ | ✔️ |
| TV-Regularisierung in der Objektphase | ✔️ | ✔️ |
| Entfernung von Gitterartefakten | ✔️ | ✖️ |
| Automatische Parameterauswahl | ✔️ | ✔️ |
| Berücksichtigen Sie die Unschärfe des Detektors mit einem Gaußschen Kernel | ✔️ | ✔️ |
Andere Ptychografie-Software
Wenn Sie Matlab nicht besitzen oder andere Ptychographie-Software erkunden möchten. Hier sind einige öffentliche Repositories:
Adorym: https://github.com/mdw771/adorym
Ptycho_gui: https://github.com/NSLS-II/ptycho_gui
Ptychodus: https://github.com/AdvancedPhotonSource/ptychodus
PtychoNN: https://github.com/mcherukara/PtychoNN
Ptychopy: https://github.com/kyuepublic/ptychopy
Py4DSTEM: https://github.com/py4dstem/py4DSTEM
PyNX: http://ftp.esrf.fr/pub/scisoft/PyNX/doc/
Tike: https://github.com/tomography/tike
Akademische Lizenzvereinbarung
Quellcode
Einführung
Diese Lizenzvereinbarung legt die Bedingungen fest, unter denen das PAUL SCHERRER INSTITUT (PSI), CH-5232 Villigen-PSI, Schweiz (im Folgenden „LIZENZGEBER“) Ihnen (im Folgenden „LIZENZNEHMER“) eine gebührenfreie, nicht exklusive Lizenz gewährt Lizenz nur für akademische, nichtkommerzielle Zwecke (im Folgenden „LIZENZ“) zur Nutzung des Computersoftwareprogramms cSAXS ptychography MATLAB package und der hierunter bereitgestellten zugehörigen Dokumentation (im Folgenden „PROGRAMM“).
Allgemeine Geschäftsbedingungen der LIZENZ
- Der LIZENZGEBER gewährt dem LIZENZNEHMER eine gebührenfreie, nicht ausschließliche Lizenz zur Nutzung des PROGRAMMS für akademische, nichtkommerzielle Zwecke zu den nachstehend aufgeführten Bedingungen und bis zur Beendigung dieser Lizenz wie unten dargelegt.
- Der LIZENZNEHMER erkennt an, dass es sich bei dem PROGRAMM um ein Forschungsinstrument handelt, das sich noch in der Entwicklungsphase befindet. Das PROGRAMM wird ohne damit verbundene Dienstleistungen, Verbesserungen oder Garantien des LIZENZGEBERS bereitgestellt und die LIZENZ wird abgeschlossen, um anderen die Nutzung des PROGRAMMS für ihre akademischen Aktivitäten zu ermöglichen. Es liegt in der Verantwortung des LIZENZNEHMERS, die ordnungsgemäße Verwendung und die Richtigkeit der Ergebnisse sicherzustellen.
- DAS PROGRAMM WIRD „WIE BESEHEN“ ZUR VERFÜGUNG GESTELLT, OHNE JEGLICHE AUSDRÜCKLICHE ODER STILLSCHWEIGENDE GEWÄHRLEISTUNG, EINSCHLIESSLICH, ABER NICHT BESCHRÄNKT AUF DIE GEWÄHRLEISTUNG DER MARKTGÄNGIGKEIT, EIGNUNG FÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK UND NICHTVERLETZUNG VON PATENTEN, URHEBERRECHTEN, MARKENRECHTEN ODER ANDEREN RECHTEN. IN KEINEM FALL SIND DER LIZENZGEBER, DIE AUTOREN ODER DIE URHEBERRECHTSINHABER HAFTBAR FÜR JEGLICHE ANSPRÜCHE, DIREKTE, INDIREKTE ODER FOLGESCHÄDEN ODER ANDERE HAFTUNG, DIE SICH AUS, AUS ODER IN ZUSAMMENHANG MIT DEM PROGRAMM ODER DER NUTZUNG DES PROGRAMMS ODER ANDEREN HANDELN IN ERGEBEN PROGRAMM.
- Der LIZENZNEHMER erklärt sich damit einverstanden, dass er das PROGRAMM und alle vom LIZENZNEHMER erstellten Änderungen, Verbesserungen oder Ableitungen des PROGRAMMS (gemeinsam „VERBESSERUNGEN“) ausschließlich für akademische, nichtkommerzielle Zwecke nutzt und dass Kopien des PROGRAMMS oder Ableitungen davon nur verbreitet werden dürfen unter der gleichen Lizenz wie PROGRAM. Die in dieser Vereinbarung verwendeten Begriffe „akademisch, nicht kommerziell“ beziehen sich auf akademische oder andere wissenschaftliche Forschung, die (a) nicht gewinnorientiert durchgeführt wird oder (b) nicht dazu bestimmt ist, Werke, Dienstleistungen oder Daten für kommerzielle Zwecke zu produzieren oder (c) weder von einer natürlichen oder juristischen Person durchgeführt noch finanziert wird, die sich mit der kommerziellen Nutzung, Anwendung oder Verwertung von Werken befasst, die dem PROGRAMM ähneln.
- Der LIZENZNEHMER erklärt sich damit einverstanden, dass er in jeder Veröffentlichung, die sich aus der Verwendung des PROGRAMMS oder einer Übersetzung des Codes in eine andere Computersprache ergibt, die folgende Anerkennung macht: „Die Datenverarbeitung wurde mit dem cSAXS ptychography MATLAB-Paket durchgeführt, das von Science IT und Coherent entwickelt wurde Gruppen für Röntgenstreuung (CXS), Paul Scherrer Institut, Schweiz.
Darüber hinaus sollte jede Veröffentlichung, die das Paket verwendet, oder jede Übersetzung des Codes in eine andere Computersprache zitiert werden
(für PtychoShelves) K. Wakonig, H.-C. Stadler, M. Odstrčil, EHR Tsai, A. Diaz, M. Holler, I. Usov, J. Raabe, A. Menzel, M. Guizar-Sicairos, PtychoShelves, ein vielseitiges High-Level-Framework für die Hochleistungsanalyse von Ptychographie Daten, J. Appl. Kristall. 53(2) (2020). (doi: 10.1107/S1600576720001776)
(für Differenzkarte) P. Thibault, M. Dierolf, A. Menzel, O. Bunk, C. David, F. Pfeiffer, High-resolution Raster X-ray Diffraction Microscopy, Science 321, 379–382 (2008). (doi: 10.1126/science.1158573).
(für maximale Wahrscheinlichkeit) P. Thibault und M. Guizar-Sicairos, Maximum-Likelihood-Verfeinerung für kohärente diffraktive Bildgebung, New J. Phys. 14, 063004 (2012). (doi: 10.1088/1367-2630/14/6/063004).
(für gemischte kohärente Modi) P. Thibault und A. Menzel, Reconstructing State Blends from Diffraction Measurements, Nature 494, 68-71 (2013). (doi: 10.1038/nature11806).
(und/oder für Multislice) EHR Tsai, I. Usov, A. Diaz, A. Menzel und M. Guizar-Sicairos, Röntgenptychographie mit erweiterter Schärfentiefe, Opt. Express 24, 29089-29108 (2016). (doi: 10.1364/OE.24.029089).
- Mit Ausnahme der oben genannten Anerkennung darf der LIZENZNEHMER den PROGRAMMtitel oder die Namen oder Logos des LIZENZGEBERS, noch eine Adaption davon oder die Namen seiner Mitarbeiter oder Labore nicht ohne vorherige schriftliche Genehmigung in Werbe-, Verkaufsförderungs- oder Verkaufsmaterialien verwenden jeweils die Zustimmung des LIZENZGEBERS einzuholen.
- Das Eigentum an allen Rechten, einschließlich des Urheberrechts am PROGRAMM und an allen damit verbundenen Materialien, verbleibt jederzeit beim LIZENZGEBER, und der LIZENZNEHMER verpflichtet sich, diese zu bewahren. Der LIZENZNEHMER verpflichtet sich, ohne vorherige schriftliche Zustimmung des LIZENZGEBERS keinen Teil des PROGRAMMS oder jeglicher VERBESSERUNGEN in maschinenlesbarer Form außerhalb des PROGRAMMS zu verwenden oder Kopien außer für den internen Gebrauch anzufertigen. Der LIZENZNEHMER verpflichtet sich, auf solchen Kopien den folgenden Urheberrechtshinweis anzubringen: @ Alle Rechte vorbehalten. PAUL SCHERRER INSTITUT, Schweiz, Labor für Makromoleküle und Bioimaging, 2017.
- Die LIZENZ darf nicht so ausgelegt werden, dass sie dem LIZENZNEHMER stillschweigend oder auf andere Weise Rechte einräumt, es sei denn, dies ist ausdrücklich hierin festgelegt.
- HAFTUNGSAUSSCHLUSS: Der LIZENZNEHMER muss sich darüber im Klaren sein, dass Phase Focus Limited aus Sheffield, Großbritannien, über ein internationales Portfolio an Patenten und anhängigen Anmeldungen verfügt, die sich auf Ptychographie beziehen, und dass das PROGRAMM möglicherweise unter Umständen verwendet werden kann, die unter die Ansprüche eines oder mehrerer von ihnen fallen die Phase Focus-Patente, insbesondere das Patent mit der internationalen Anmeldenummer PCT/GB2005/001464. Der LIZENZGEBER erklärt ausdrücklich, dass er die Benutzer der Software nicht entschädigt, falls Phase Focus oder ein anderer Dritter wegen der Nutzung des Programms rechtliche Schritte gegen den LIZENZNEHMER einleitet.
- Diese Vereinbarung unterliegt den materiellen Gesetzen der Schweiz und alle Streitigkeiten, die sich aus dieser Vereinbarung oder der Nutzung des PROGRAMMS ergeben, sind vor den Gerichten von Zürich, Schweiz, zu verhandeln.
