基于傅立叶叠层成像的大视场高分辨率定量相位显微成像方法研究

发布时间：2024-07-05 23:34

　　大视场高分辨率成像与定量相位成像是光学显微成像和生命科学领域的两项重要研究课题。以传统光学显微成像方法为基础,近年来发展出的“计算光学显微成像”技术为同时实现大视场高分辨率成像和定量相位成像提供了新的思路和理论,其中最具代表性的就是傅立叶叠层成像方法。本文系统的研究了傅立叶叠层成像方法的相关理论,针对目前尚存的几个关键问题提出了解决方案,进一步提高了测量精度、成像效率以及成像通量,实现了毫米级成像视场、亚微米级空间分辨率和毫秒级时间分辨率的动态定量相位显微成像。本文主要工作和创新点:(1)提出了一种基于自适应更新步长的迭代重构算法,解决了重构算法在有噪声情况下的准确求解问题。对凸问题的最优化迭代求解的收敛性进行了数学证明,对已有的傅立叶叠层成像最优化求解算法进行了分类和总结,并分析了全局梯度法和增量梯度法在有噪声情况下的收敛特性和收敛的充要条件,最后以此为基础提出了更新步长自适应缩小的增量梯度求解算法,在保证最快的收敛速度和计算效率的前提下,显著提升了在有噪声情况下系统的成像质量和重构精度。(2)提出了一种基于模拟退火法和非线性回归的LED(Light-Emitting Diode,发...

【文章页数】：173 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１相衬显微技术

博士论文?基于傅立叶叠层成像的大视场高分辨率定量相位显微成像方法研宂??（ｂ）?ｌ７ｒ￣?ＨＨ??ｒ，？飞一?■??■?雪?「．?．?￣￣?￣ｎ?ＩＩＨＩ??ＩＵ［令－??■遍丨??■?ｊ＾ｍＩＩ??图１．１相衬显微技术。（ａ）泽尼克相衬显微术；（ｂ）微分干涉相衬显微术??然而，....

图１．３基于荧光染色标记的显微成像技术

博士论文?基于傅立叶叠层成像的大视场高分辨率定量相位显微成像方法研究??（ａ）?Ｉｆ、?（ｂ）??練．??图１．３基于荧光染色标记的显微成像技术。（ａ）荧光显微镜系统；（ｂ）荧光显微成像结果??虽然荧光标记方法由于技术的发展和成熟，这类方法仍需要挑选具备合适发色团的??样本，或者....

图１．４传统光学显微成像技术基本原理框图??这种传统成像模式虽然看似简单易行，但仍面临着许多瓶颈问题，对于解决新的应??

１绪论?博士论文??照明?样品?成像系统?传感器?模糊图像??图１．４传统光学显微成像技术基本原理框图??这种传统成像模式虽然看似简单易行，但仍面临着许多瓶颈问题，对于解决新的应??用需求所带来的问题己显得力不从心，其具体表现在：??（１）依赖染色标记等侵入式定性强度成像，缺乏非....

图１．５计算光学显微成像技术核心内涵框图??传统的成像系统利用透镜或反射镜系统形成阁像，并利用探测器进行均匀的空间采??样，数据处理在传统概念中被认为是后处理过程，并不纳入成像系统设计的考虑之中

博士论文?基于傅立叶叠层成像的大视场高分辨率定量相位显微成像方法研究??１．１．３计算光学显微成像技术的原理与优势??“计算光学显微成像技术”是根据计算成像基本原理，将光学编码与数字解码有机??结合，突破光学系统与图像采集设备的固有限制，最终使显微成像系统在信息获取能力、??功能....

本文编号：4001721