透過型電子顕微鏡の明視野TEM像は、観察する物質の原子ポテンシャル像と、測定条件や機器に由来するボケ、変調、アーティファクト（PSF; Point Spread Function、点拡がり関数）が畳み込まれた（コンボリュートされた）像として解釈できる。単粒子解析で求めたい真の像は、いくつかの異なる角度で投影された、この正確な原子ポテンシャル像である。実験的に得られるTEM像は、ポテンシャル像を高速フーリエ変換して逆空間でコントラスト伝達関数 (CTF; Contrast Transfer Function) を乗じ、逆フーリエ変換してシミュレーションできる。TEM像に対し、測定条件を考慮したコントラスト伝達関数 (CTF) を求め、数学的にCTFを差し引く作業がCTF補正である。
逆空間および実空間における各種イメージフィルタリングが利用されている。逆空間におけるフィルタでよく使われるものとして、バンドパスフィルタ（特定の高周波および低周波の領域をカットしたフィルタ）、ローパスフィルタ（高周波数領域すなわち短周期成分をカットしたフィルタ）、ハイパスフィルタ（低周波数領域すなわち長周期成分をカットしたフィルタ）などがある。一方、実空間のフィルタには、窓関数―ハン窓 (Hanning window) フィルタ、Sobelフィルタ（空間1次微分を計算し、輪郭を検出するフィルタ）などがある。
生物試料、特に氷包埋された試料などは、無機金属や半導体などと比べると、電子線ダメージに非常に弱くすぐに変形してしまう。電子線をなるべく試料に当てない低照射条件で撮影すると、よほど高価な検出器を買わない限り、低倍率でしか十分な明るさが得られず、目的とする物質の信号強度（像コントラスト）がアモルファス氷などのノイズに対して小さい（S/N比が小さい）。目的とする物質のS/N比を上げるため、いくつか似たような画像を集めて整列させ、その平均をとると、アモルファスノイズ部分はランダムなので均一となり、目的物質のコントラストのみが強調される。画像の整列（位置補正と面内の回転補正）は、通常それぞれの画像の相互相関を計算して位置決めされるが、バンドパスフィルタなど各種のフィルターを用いることで精度を上げることができる。しかしながら、ランダムに分散した試料の向きはバラバラで、色々な方向を向いていたり、さらには同じ粒子でも立体配座が異なるものが存在することがあるため、似たような画像をグループ分けして分類する必要がある。このような整列と分類の画像解析アルゴリズムは、多変量解析、k平均法などのデータ・クラスタリングが用いられる。
単粒子解析法（たんりゅうしかいせきほう、single particle analysis, SPA）とは、3次元電子顕微鏡法の一つである。透過型電子顕微鏡 (TEM) 下で多数の均一な粒子を観察、撮影し、画像処理によって粒子の詳細な構造を得る手法。単一の撮影像よりも分解能を向上させることができるほか、様々な方向を向いた粒子を撮影することで、3次元立体構造を把握することも可能となる。低温電子顕微鏡法の利用とともに主にタンパク質などの生体高分子やウイルスなどの解析に用いられ、近年各種解析手法や検出器の向上により分解能が原子分解能を達成した。（2016年8月現在における単粒子解析法による最高分解能は1.8Å）
小松崎の名声が後世も不動のものとなった要因に、プラモデルなどのボックスアート（箱絵・パッケージアートとも言われる）などに使用されるイメージ・イラストを多く手がけたことが挙げられる。主に1960年代から1970年代にかけてプラスチック製の子供向け玩具が主流となり、プラモデルが飛躍的に製造・普及し始めた頃である。プラモデルメーカーとして艦船・戦車を手がけるタミヤ、サンダーバードの今井科学、1/76戦車模型の日東科学、1970年代のロボットアニメのバンダイなど模型業界の各社から彼は依頼を受けた。描かれたイラスト作品は各メーカーの要望に合致し、なおかつさらに上回る魅力と迫力があった。戦前からのイラストレーターとして、第一次プラモデルブームに貢献した第一人者となる。1961年当時、タミヤが多額の金型開発費を投入して社運をかけたモーターライズ戦車プラモデル「パンサータンク」を制作。そこでプラモデルを販売する際の最大のアピールポイントである箱絵が小松崎に依頼され、タミヤの経営状況を知った小松崎は多忙であるにもかかわらず快諾した。彼の描く「パンサータンク」は、硝煙やオイルの匂いさえ漂うような迫力溢れる箱絵で発売された。よく走る戦車プラモと小松崎の画力で製品はヒット商品となり、その後のタミヤの経営が軌道に乗るきっかけとなった。現在パンサータンクの原画はタミヤ本社の金庫に厳重に保管されている。以後しばらくは、タミヤを中心としたボックスアートを描き続け（1961-1972年）初期の「タミヤ」ブランドのイメージ作りに貢献した。のちに弟子筋に当たる高荷義之、上田信もタミヤの箱絵を手がける事になる。またタミヤには小松崎の紹介で優秀な人材が入社している。1963年には当時、柏市内で模型店主として小松崎邸に出入りしていた橋本健次郎が入社し、後に零戦52型の設計を担当、模型愛好家から絶賛される。翌1964年には小松崎の遠縁に当たる長倉大陸が入社し、後にミニ四駆ブームの立役者となった。1966年、タミヤでは社内でイラストレーターを養成する必要に迫られていた所、小松崎の弟子に当たる大西将美が入社し筆を振るった。白地の背景に大西の精密なイラストが載った箱絵は、「ホワイトパッケージ」と呼ばれ親しまれた。その後今井科学も「小松崎メカニカルアート」に着目した。当時のテレビ放映で話題だったサンダーバードのキャラクタープラモデルを製品化するにあたり、箱絵を託すべく小松崎の弟子の高荷義之に仲介を依頼し、小松崎の了解を得て描かれた。基地から飛び立つ迫力ある箱絵は、1967年に発売された「サンダーバード2号」を空前の大ヒット・ブームをにする原動力となった。サンダーバードはシリーズ化され、殆どのボックスアートを小松崎が引き受けている。主役メカ以外のボックスアートにも必ず「サンダーバード2号」は描いて欲しいと今井科学の要望を受け入れ、すべての箱絵にそれが描き込まれた。当時の今井科学の1968年度売上げ目標20億を上回る26億円を達成するほどに人気を博した結果、他のメーカーからも作画依頼が殺到することとなった。