基于光学闪烁的稀疏重构显微技术研究

发布时间：2022-07-03 20:23

　　目前,针对活性生物样品检测,通常采用宽场荧光超分辨成像技术。但是传统的宽场荧光超分辨技术受到了光学系统成像衍射极限的限制,通常只能达到探测光波长的二分之一。此外现有宽场荧光超分辨技术通常需要上万张原始图像集,原始图像利用率较低。同时在实际应用中,光学实验系统受到的扰动较多,图像集信噪比低,现有宽场荧光超分辨技术抗噪能力较差。因此,如何解决现有宽场荧光超分辨技术分辨力提升有限、图像利用率低、抗噪性能差的问题是光学测量领域需要解决的一个重要问题。本课题针对宽场荧光超分辨问题,提出了一种基于光学闪烁的稀疏重构显微成像方法,该方法能够有效抑制包括散粒噪声在内的背景噪声,提升原始图像利用率并实现超分辨成像。本课题深入研究了现有基于闪烁样品的超分辨成像方法,包括超分辨光学闪烁成像、随机光学重建显微技术、稀疏贝叶斯重构,探究三种方法在抗噪能力、成像速度及成像分辨力方面的特性,对其加以改进,并通过宽场显微实验系统测试了基于光学闪烁的稀疏重构显微方法的成像分辨力。本课题主要研究内容如下:（1）为研究现有基于光学闪烁的超分辨显微成像技术,如超分辨光学闪烁成像、随机光学重建显微技术、稀疏贝叶斯重构,在抗噪能... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 超分辨光学闪烁成像技术
        1.2.2 随机光学重建显微技术
        1.2.3 稀疏贝叶斯重构超分辨显微技术
    1.3 本文主要研究内容
第2章 超分辨光学闪烁成像方法
    2.1 引言
    2.2 超分辨光学闪烁成像
        2.2.1 超分辨光学闪烁成像理论及仿真
        2.2.2 超分辨光学闪烁成像仿真
    2.3 空间交互超分辨光学闪烁成像
        2.3.1 空间交互超分辨光学闪烁成像理论及仿真
        2.3.2 空间交互超分辨光学闪烁成像理仿真
    2.4 均衡超分辨光学闪烁成像
        2.4.1 均衡超分辨光学闪烁成像理论及仿真
        2.4.2 均衡超分辨光学闪烁成像仿真
    2.5 超分辨光学闪烁成像图像修正
    2.6 本章小结
第3章 随机光学重建显微技术
    3.1 引言
    3.2 随机光学重建显微技术原理
        3.2.1 随机光学重建显微技术原理
        3.2.2 光斑中心定位方法
    3.3 随机光学重建显微技术显微方法仿真分析
    3.4 随机光学重建显微技术显微方法仿真分析
        3.4.1 样品分布密度因素
        3.4.2 染色剂占空比因素
        3.4.3 系统信噪比因素
    3.5 本章小结
第4章 稀疏重构超分辨显微成像方法
    4.1 引言
    4.2 稀疏贝叶斯重构超分辨显微方法
        4.2.1 稀疏贝叶斯重构超分辨显微方法原理分析
        4.2.2 稀疏贝叶斯重构超分辨显微方法仿真分析
        4.2.3 稀疏贝叶斯重构超分辨显微方法影响因素分析
    4.3 基于光学闪烁的稀疏重构显微方法
        4.3.1 闪烁样品超分辨成像现有方法比较
        4.3.2 基于光学闪烁的稀疏重构显微方法仿真
    4.4 本章小结
第5章 实验系统设计与验证
    5.1 引言
    5.2基于闪烁样品的宽场超分辨显微系统实验
        5.2.1 实验系统设计
        5.2.2 实验系统搭建与调试
        5.2.3 分辨力测试实验
            5.2.3.1 超分辨光学闪烁成像方法分辨力测试实验
            5.2.3.2 随机光学重建显微技术超分辨方法分辨力测试实验
            5.2.3.3 稀疏贝叶斯重构超分辨方法分辨力测试实验
            5.2.3.4 基于光学闪烁的稀疏重构显微方法分辨力测试实验
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于贝叶斯估计的多分辨图像滤波方法[J]. 胡战虎.  电子学报. 2002(01)

硕士论文
[1]宽场超分辨光学闪烁成像技术研究[D]. 张甦.哈尔滨工业大学 2017
[2]稀疏贝叶斯学习理论及应用研究[D]. 王晶.西安电子科技大学 2012



本文编号：3655585