生物大分子三维结构的研究对于了解其生物学功能和机理具有非常重要的意义。当前冷冻电镜技术，特别是单颗粒三维重构技术已经成为解析生物大分子三维结构的第一选择手段。单颗粒三维重构技术的前提是样品由结构均一的生物分子组成，但由于生物分子内部存在着相对运动，使得分子结构存在有多种构象。这种由于分子内部相对运动而导致的多构象问题已经成为限制重构结果分辨率进一步提高的重要问题。　　尽管生物分子内部的相对运动（不同构象）导致同一角度下的分子投影形态各不相同，但是对于生物大分子复合体的局部结构（亚基结构），其内部并不存在相对运动。在重构过程中，整个生物大分子复合体被作为全同性分子看待，使得局部亚基结构的投影匹配不准确，从而导致亚基结构的分辨率较低。针对这一问题，本文从亚基投影的局部匹配入手，提出了一种优化生物大分子局部结构的算法。本文主要完成工作如下:　　(1)提出基于平移的局部优化算法，解决了图像局部对齐问题。针对目前电镜投影图像分类算法的不足之处，结合冷冻电镜投影图像的特点，计算中心平移向量，利用平移的方式完成了冷冻电镜投影图像的局部结构对齐，提高了生物大分子局部结构的分辨率。　　(2)提出了基于减法的局部优化算法，解决局部投影匹配的问题。根据生物分子三维结构和投影的特点，利用两幅图像相减的方式获得亚基结构的投影，将非全同颗粒的单颗粒重构转换为全同的局部亚基重构问题，达到提高生物分子局部分辨率的目的。　　不同规模数据集上的测试结果显示，本文提出的局部优化算法在一定程度上能够提高生物大分子三维局部结构的分辨率，弥补了冷冻电镜单颗粒三维重构算法在处理多构象样品数据问题方面的不足。