生細胞のラベルフリー・ラマンイメージングは光子制限されている。細胞の動態と両立する露光条件では、支配的な滑らかな背景上で、単一ピクセルのスペクトルは各チャンネルあたり約1カウント程度しか持たない。そこで、物理制約付きオートエンコーダのデコーダをデータ駆動型の分光辞書に制限するアンミキシング枠組みを提案する。具体的には、バンド中心、幅、擬似ボイス形状をデータセットから測定して固定し、ネットワークは非負のバンド振幅、ピクセルごとの滑らかなBスプライン背景、ならびにピクセルごとのゲインのみを学習する。まず、スリット走査画像におけるHeLa細胞（532 nm）では、辞書によりスパイクのない成分スペクトルが得られ、バンド表のように読める。文献スペクトルと一致する共鳴増強されたシトクロムc関連成分を含み、成分数に対する分解の安定性が最も高い。次に、1ラインあたり1秒露光での辞書と初期化を、1ラインあたり100 ms（ライン転送12 s）へ校正して転送すると、シトクロムcのスペクトル同一性は単一スイープでも維持される（相関0.92）が、マップは依然として光子制限のままである。辞書はスペクトルの物理性を与え、転送された初期化は、グローバルなマップ相関では見逃される構造的崩壊を防ぐ。測定に基づくファントムでは、辞書推定器が100 msでシトクロムcスペクトルを17〜19°のスペクトル角に保つ一方、古典的な因子分解や自由なデコーダでは55〜64°へ劣化する。検出器出力のカウント等価値に対する推定では、校正済みのシフト付きポアソン準尤度を用いる。第三に、評価は時間整合させる必要がある。別途取得した参照に対する相関は、光子雑音ではなく、試料の緩慢なドリフトや取得の不一致を通じて飽和する。また、学習されたデノイザの自己整合性は共有バイアスにより過大評価される。そこで、時間整合した自己整合性と独立な相互検証を提案する。
https://doi.org/10.64898/2026.08.31.748229