Стенографистка записывает совещание, но в середине разговора у неё заканчивается бумага. Она пропускает несколько реплик, а потом продолжает с того места, где остановилась. Позже ей нужно восстановить полный текст, не переписывая весь разговор заново. Именно так работает новый метод URA-SIM для микроскопии структурированного освещения (SIM).

Раньше, если кадров было меньше, реконструкция становилась нестабильной, а заменять весь конвейер обработки было рискованно. URA-SIM поступает как опытный переводчик: он не переводит разговор заново, а лишь заполняет пропуски в стенограмме. Метод оценивает недостающие фазовые снимки на основе низкоразмерной модели гармоник — тех самых колебаний яркости, которые создаёт полосатый свет. Затем он передаёт полный набор кадров в проверенный конвейер реконструкции.

На калибровочной мишени Argolight и биологических образцах (микротрубочки, митохондрии) реконструкции из 5–8 кадров сохраняют разрешение 120 нанометров и не показывают артефактов. Для микротрубочек качество изображения растёт с 27,05 децибел при 5 кадрах до 33,00 децибел при 8 кадрах. На живых клетках COS7 с митохондриями, меченными Pkmito Orange, URA-SIM при 5–8 кадрах превосходит байесовский и частотный методы по визуальному сходству с полнокадровой реконструкцией.

В экспериментах с фиксированными 5 кадрами на сверхразрешённый кадр метод разрешает кристы митохондрий при интервалах 20 секунд, 1 секунду и в серии из 1461 кадра. Перенос на 3D-SIM с 11–14 кадрами из 15 даёт качество до 49,07 децибел; на нелинейной SIM с 15–24 кадрами из 25 сходство растёт с 0,9054 до 0,9954.

Стенографистка, дописав пропущенные реплики, сдаёт полный протокол. Так и URA-SIM возвращает полный стек кадров, который затем обрабатывается классическими алгоритмами. Это позволяет сохранить калибровку, обработку оптической передаточной функции и другие наработки классической SIM. Уже сегодня метод можно применять для ускоренной съёмки живых клеток с меньшей фототоксичностью, особенно для наблюдения динамики митохондрий.