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Numerical Simulation of Super-Resolution Structured Illumination Microscopy (SIM) Using Heintzmann-Cremer Algorithm with Non-Continuous Spatial Frequency Support
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作者 Mesfin Woldeyohannes William McCray Weiguo Yang 《Optics and Photonics Journal》 2024年第5期75-90,共16页
We report a comprehensive numerical study of super resolution (SR) structured illumination microscopy (SIM) utilizing the classic Heintzmann-Cremer SIM process and algorithm. In particular, we investigated the impact ... We report a comprehensive numerical study of super resolution (SR) structured illumination microscopy (SIM) utilizing the classic Heintzmann-Cremer SIM process and algorithm. In particular, we investigated the impact of the diffraction limit of the underlying imaging system on the optimal SIM grating frequency that can be used to obtain the highest SR enhancement with non-continuous spatial frequency support. Besides confirming the previous theoretical and experimental work that SR-SIM can achieve an enhancement close to 3 times the diffraction limit with grating pattern illuminations, we also observe and report a series of more subtle effects of SR-SIM with non-continuous spatial frequency support. Our simulations show that when the SIM grating frequency exceeds twice that of the diffraction limit, the higher SIM grating frequency can help achieve a higher SR enhancement for the underlying imaging systems whose diffraction limit is low, though this enhancement is obtained at the cost of losing resolution at some lower resolution targets. Our simulations also show that, for underlying imaging systems with high diffraction limits, however, SR-SIM grating frequencies above twice the diffraction limits tend to bring no significant extra enhancement. Furthermore, we observed that there exists a limit grating frequency above which the SR enhancement effect is lost, and the reconstructed images essentially have the same resolution as the one obtained directly from the underlying imaging system without using the SIM process. 展开更多
关键词 structured Illumination Microscopy super resolution Imaging Spatial Frequency Support Diffraction Limit
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A lateral super-resolution imaging method using structured illumination without phase shift
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作者 Yuan Jia Junsheng Lu +1 位作者 Xinyu Chang Xiaodong Hu 《Nanotechnology and Precision Engineering》 EI CAS CSCD 2019年第3期130-137,共8页
Structured illumination microscopy has been a useful method for achieving lateral super-resolution,but it typically requires at least three precise phase shifts per orientation.In this paper,we propose a super-resolut... Structured illumination microscopy has been a useful method for achieving lateral super-resolution,but it typically requires at least three precise phase shifts per orientation.In this paper,we propose a super-resolution method that utilizes structured illumination without phase shift.The reconstruction process requires only a conventionally illuminated image and an image with structured illumination.This method achieves the same effect as the traditional phase shift method,and more than doubles the resolution by synthesizing a few reconstructions at different illumination frequencies.We verify the resolution improvement process using a combination of theoretical derivations and diagrams,and demonstrate its effectiveness with numerical simulations. 展开更多
关键词 super-resolution structured illumination RECONSTRUCTION Non phase shift
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Super-Resolution Image Reconstruction Based on an Improved Maximum a Posteriori Algorithm 被引量:1
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作者 Fangbiao Li Xin He +2 位作者 Zhonghui Wei Zhiya Mu Muyu Li 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2018年第2期237-240,共4页
A maximum a posteriori( MAP) algorithm is proposed to improve the accuracy of super resolution( SR) reconstruction in traditional methods. The algorithm applies both joints image registration and SR reconstruction... A maximum a posteriori( MAP) algorithm is proposed to improve the accuracy of super resolution( SR) reconstruction in traditional methods. The algorithm applies both joints image registration and SR reconstruction in the framework,but separates them in the process of iteratiion. Firstly,we estimate the shifting parameters through two lowresolution( LR) images and use the parameters to reconstruct initial HR images. Then,we update the shifting parameters using HR images. The aforementioned steps are repeated until the ideal HR images are obtained. The metrics such as PSNR and SSIM are used to fully evaluate the quality of the reconstructed image. Experimental results indicate that the proposed method can enhance image resolution efficiently. 展开更多
关键词 super-resolution(SR) maximum a posteriori(MAP) peak signal to noise ratio structure similarity
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Structured illumination microscopy for super-resolution and optical sectioning 被引量:17
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作者 Dan Dan Baoli Yao Ming Lei 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2014年第12期1291-1307,共17页
Optical microscopy plays an essential role in biological studies due to its capability and compatibility of non-contact,minimally invasive observation and measurement of live specimens.However,the conventional optical... Optical microscopy plays an essential role in biological studies due to its capability and compatibility of non-contact,minimally invasive observation and measurement of live specimens.However,the conventional optical microscopy only has a spatial resolution about200 nm due to the Abbe diffraction limit,and also lacks the ability of three-dimensional imaging.Super-resolution farfield optical microscopy based on special illumination schemes has been dramatically developed over the last decade.Among them,only the structured illumination microscopy(SIM)is of wide-field geometry that enables it easily compatible with the conventional optical microscope.In this article,the principle of SIM was introduced in terms of point spread function(PSF)and optical transform function(OTF)of the optical system.The SIM for super-resolution(SIM-SR)proposed by Gustafsson et al.and the SIM for optical sectioning(SIM-OS)proposed by Neil et al.are the most popular ones in the research community of microscopy.They have the same optical configuration,but with different data postprocessing algorithms.We mathematically described the basic theories for both of the SIMs,respectively,and presented some numerical simulations to show the effects of super-resolution and optical sectioning.Various approaches to generation of structured illumination patterns were reviewed.As an example,a SIM system based on DMDmodulation and LED-illumination was demonstrated.A lateral resolution of 90 nm was achieved with gold nanoparticles.The optical sectioning capability of the microscope was demonstrated with Golgi-stained mouse brain neurons,and the sectioning strength of 930 nm was obtained. 展开更多
关键词 光学显微镜 光学切片 超分辨率 结构照明 SIM卡 金纳米粒子 成像能力 光学传递函数
原文传递
基于数字微镜器件的快速超分辨晶格结构光照明显微研究
5
作者 杨浩智 聂梦娇 +4 位作者 马光鹏 曹慧群 林丹樱 屈军乐 于斌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期297-306,共10页
超分辨结构光照明显微成像技术(super-resolution structured illumination microscopy,SR-SIM)具有时间分辨率高、光漂白和光毒性低和对荧光探针的要求少等优点,适用于活细胞的长时程超分辨成像.采用二维晶格结构光作为照明光,可以实... 超分辨结构光照明显微成像技术(super-resolution structured illumination microscopy,SR-SIM)具有时间分辨率高、光漂白和光毒性低和对荧光探针的要求少等优点,适用于活细胞的长时程超分辨成像.采用二维晶格结构光作为照明光,可以实现更快的成像速度和更低的光毒性,但同时也增加了系统的复杂性.为了解决此问题,本文提出了一种基于数字微镜器件的快速超分辨晶格结构光照明显微成像方法(digital micromirror device-based lattice SIM,DMD-Lattice-SIM),通过同步分时触发DMD和sCMOS相机的方式实现二维正交晶格结构光的产生,且只需要采集5幅相移原始图像即可重构出超分辨图像,相比于传统SR-SIM需要9幅相移原始图像的方法,图像采集时间减少了约44.4%.同时,在基于空域和频域联合的SIM重构算法(joint space and frequency reconstruction method-SIM,JSFR-SIM)的基础上,本文还发展了用于Lattice-SIM的JSFR超分辨图像重构方法(Lattice-JSFR-SIM),先在频域对原始图像进行预滤波处理;然后,在空域对滤波后的图像进行超分辨重构处理.与传统频域图像重构处理对比,该方法在512×512像素数的成像视场下重构时间减少了约55.6%,对于实现活细胞实时超分辨成像具有重要意义和应用价值. 展开更多
关键词 结构光照明显微术 超分辨成像 晶格结构光照明 空域重构
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基于结构重参数化的遥感影像超分轻量化重建方法
6
作者 边佳明 刘烨 陈军 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2024年第4期144-152,共9页
遥感影像成像过程中各种因素导致获取的影像分辨率较低进而难以达到预期观测效果,需要借助超分辨率重建技术实现质量增强。然而,大多数遥感影像超分辨率重建算法集中于提升超分网络模型的性能,忽略推理速度对超分辨率重建算法同样重要... 遥感影像成像过程中各种因素导致获取的影像分辨率较低进而难以达到预期观测效果,需要借助超分辨率重建技术实现质量增强。然而,大多数遥感影像超分辨率重建算法集中于提升超分网络模型的性能,忽略推理速度对超分辨率重建算法同样重要。文章设计了一种基于结构重参数化的遥感影像超分轻量化重建方法,在推理时通过参数等价转换减少模型参数和浮点运算数,从而实现更快的推理速度。采用AID与NWPU-RESISC45遥感数据集进行实验,根据典型评估指标峰值信噪比和结构相似性,将本文提出的ECBASR方法与经典的超分重建方法进行对比。实验结果表明,ECBASR取得了良好的重建性能,大幅减少了运行占用内存,加快了推理速度。 展开更多
关键词 遥感影像 超分辨率重建 卷积神经网络 轻量化模型 结构重参数化
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基于Swin Transformer的双流遥感图像时空融合超分辨率重建
7
作者 王志浩 钱沄涛 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期33-45,共13页
遥感图像时空融合超分辨重建从高时序密度的低分辨率图像和低时序密度的高分辨率图像中提取信息,生成同时具有高时序密度的高分辨率遥感图像,它直接关系到后续的解译、检测、跟踪等任务的实施。随着卷积神经网络(CNN)的快速发展,研究者... 遥感图像时空融合超分辨重建从高时序密度的低分辨率图像和低时序密度的高分辨率图像中提取信息,生成同时具有高时序密度的高分辨率遥感图像,它直接关系到后续的解译、检测、跟踪等任务的实施。随着卷积神经网络(CNN)的快速发展,研究者们提出了一系列基于CNN的时空融合方法,然而由于卷积的局限性,这些方法在全局信息提取方面仍然存在不足。受Swin Transformer全局能力的启发,提出一种基于Swin Transformer的超分辨重建模型。在特征提取阶段,引入双流结构,将特征提取网络分为两个部分,分别提取时间信息与空间信息,并通过Swin Transformer的全局能力提升模型性能。在特征融合阶段,引入结合通道注意力与空间注意力的卷积块注意力模块(CBAM),用于增强重要特征,提升图像重建精度。在Coleambally灌溉区(CIA)与Gwydir下游流域(LGC)数据集上将该模型与多种时空融合超分辨率重建模型进行对比实验,结果表明该模型在各项评价指标上均取得了最优的结果,具有更出色的性能和更强的泛化能力。 展开更多
关键词 时空融合 超分辨率重建 Swin Transformer算法 双流结构 卷积神经网络
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基于多路特征渐进融合和注意力机制的轻量级图像超分辨率重建
8
作者 刘玉铠 周登文 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期863-873,共11页
为进一步探索在计算和存储资源受限设备上应用超分辨率方法的可能性,本研究聚焦于深度卷积神经网络技术在单图像超分辨率中的应用,特别是如何在不显著增加网络规模的情况下,提升网络的性能。本文提出一种新的基于多路特征渐进融合和注... 为进一步探索在计算和存储资源受限设备上应用超分辨率方法的可能性,本研究聚焦于深度卷积神经网络技术在单图像超分辨率中的应用,特别是如何在不显著增加网络规模的情况下,提升网络的性能。本文提出一种新的基于多路特征渐进融合和注意力机制的轻量级单图像超分辨率方法(multi-path feature fusion and attention mechanism,MPFFA)。MPFFA包括一个多路特征渐进融合块(multi-path feature progressive fusion,FPF),可以通过前面的特征,多路渐进地引导和校准后面特征的学习;还包括一个多路特征注意力机制(multi-path feature attention mechanism,FAM),通过加权拼接多路特征通道,可以提高特征信息的利用率和特征表达能力。实验结果表明:MPFFA显著优于当前其他代表性的方法,在模型复杂度和性能间达到了更好的平衡。本文提出的模型能够更好地应用于计算和资源受限的设备上。 展开更多
关键词 图像超分辨率 卷积神经网络 特征融合 注意力机制 深度学习 图像还原 峰值信噪比 结构相似度
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融合注意力机制的GAN病虫害图像超分辨率重建
9
作者 费加杰 杨毅 +4 位作者 曾晏林 蔺瑶 贺壹婷 黎强 张圣笛 《湖北农业科学》 2024年第9期204-209,共6页
收集咖啡和柑橘病虫害样本图片,利用TensorFlow深度学习框架,在原始SRGAN(Super-resolution generative adversarial networks)的超分辨率重建网络里加入了注意力模块,对重建图像视觉质量和峰值信噪比(PSNR)、结构化相似性(SSIM)指标进... 收集咖啡和柑橘病虫害样本图片,利用TensorFlow深度学习框架,在原始SRGAN(Super-resolution generative adversarial networks)的超分辨率重建网络里加入了注意力模块,对重建图像视觉质量和峰值信噪比(PSNR)、结构化相似性(SSIM)指标进行分析。结果表明,设计的模型和原始SRGAN模型对比之后峰值信噪比提高了2.23,结构相似性提高了7%。在细节纹理方面可以获得更好的视觉效果,重建后的图像识别准确率提高了约4.42个百分点。因此,设计的模型可以对小样本性质的植物病虫害样本进行扩充。 展开更多
关键词 超分辨率重建 注意力机制 病虫害 峰值信噪比(PSNR) 结构化相似性(SSIM)
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基于Transformer的块内块间双聚合的单图像超分辨率重建网络
10
作者 唐述 曾琬凌 +2 位作者 杨书丽 钟恒飞 陈卓 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2783-2802,共20页
近年来,基于深度学习的轻量级单幅图像超分辨率(Single Image Super-Resolution,SISR)重建网络已成为人们研究的热点.但是现有的轻量级方法在捕捉图像像素间长距离的全局依赖性方面存在显著局限,这主要是由于显式建模此类依赖关系所伴... 近年来,基于深度学习的轻量级单幅图像超分辨率(Single Image Super-Resolution,SISR)重建网络已成为人们研究的热点.但是现有的轻量级方法在捕捉图像像素间长距离的全局依赖性方面存在显著局限,这主要是由于显式建模此类依赖关系所伴随的庞大计算复杂度所致.因此现有的轻量级SISR方法的性能仍有较大的提升空间.基于此,本论文提出了一种新颖的基于Transformer的块内块间双聚合的轻量级网络(Intra-block and Interblock Dual Aggregation Network,IIDAN)来显式捕捉整幅图像中的全局依赖性,进而实现高质量的SISR.首先,在自然图像的非局部结构相似性的启发下,本论文提出了一种新颖的块内块间Transformer模块(Intra-block and Inter-block Transformer Module,IITM).IITM通过交替地开发每个图像块内部的自注意力和不同图像块之间的自注意力实现了图像中局部特征的显式捕捉和图像中结构相似性的全局显式捕捉.其次,本论文还提出了一种信息交互机制(Information Interaction Mechanism,IIM)来分别对IITM中的两种自注意力进行对应信息的互补:IIM给块内自注意力(Intra-block Transformer,Intra-T)补充块间信息,使得Intra-T能够获得更多的全局结构信息;同时,IIM也给块间自注意力(Inter-block Transformer,Inter-T)补充局部信息,使得Inter-T能够获得更多的局部细节信息.实验结果表明,与近几年极具代表性的轻量级SISR方法相比,本论文提出的IIDAN能够重建出更高质量的超分辨率图像,同时具有更低的计算复杂度. 展开更多
关键词 单幅图像超分辨率 轻量级 TRANSFORMER 全局的结构相似性 信息交互
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基于定位数据的全景超分辨图像交互可视化框架
11
作者 王晨泽 沈雪豪 +1 位作者 黄振立 王政霞 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1741-1753,共13页
超分辨定位成像和全景数字病理结合,为研究人员观察整个样本的亚细胞结构提供了有力工具,同时也带来了全景超分辨图像海量数据可视化的挑战.然而,现有的超分辨图像可视化方法无法处理大规模定位数据、不能提供高分辨全景图像和无法交互... 超分辨定位成像和全景数字病理结合,为研究人员观察整个样本的亚细胞结构提供了有力工具,同时也带来了全景超分辨图像海量数据可视化的挑战.然而,现有的超分辨图像可视化方法无法处理大规模定位数据、不能提供高分辨全景图像和无法交互可视化全景图像.针对以上问题,提出了一个基于定位数据的全景超分辨图像交互可视化框架,称为PNanoViewer,旨在普通计算机上实现大规模定位数据的快速交互可视化.该框架基于随机采样策略构建定位数据的多分辨率层级结构,以交互方式可视化多尺度全景超分辨图像;同时采用分块策略和多线程并行策略,分批次处理大规模定位数据,既防止内存溢出又加快了处理速度.从数千万到数亿个定位点数据集上的实验结果表明,PNanoViewer框架能够可视化任意规模的定位数据.将该框架与目前3种流行的超分辨图像可视化方法PALMsiever,ThunderSTORM,QCSTORM从数据量、分辨率和速度3个方面进行对比,PNanoViewer都具有明显优势.同时也为大规模定位数据的可视化提供了一个有益的探索. 展开更多
关键词 交互可视化 大规模定位数据 全景超分辨图像 全景数字病理 多分辨率层级结构
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有监督深度学习的地震资料提高分辨率处理方法
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作者 李斐 牛文利 +2 位作者 刘达伟 王永刚 黄研 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期702-713,共12页
地震资料分辨率直接影响后续处理和解释成果精度,因此备受关注。深度学习方法具备自动提取深层特征和出色的非线性逼近能力,在反问题求解中广泛应用。在地震勘探领域,深度卷积网络中的卷积算子与地震数据的褶积模型相吻合,因而有望通过... 地震资料分辨率直接影响后续处理和解释成果精度,因此备受关注。深度学习方法具备自动提取深层特征和出色的非线性逼近能力,在反问题求解中广泛应用。在地震勘探领域,深度卷积网络中的卷积算子与地震数据的褶积模型相吻合,因而有望通过智能化手段显著提升地震资料的分辨率。目前,针对卷积神经网络提高地震资料分辨率方面的研究发展迅速,但问题的核心在于设计适合、有效的网络结构和损失函数。为此,提出一种基于强监督学习的地震资料高分辨率处理方法。该方法充分利用地下结构的空间连续性,借鉴图像超分辨率重建的思想,设计了一种生成对抗网络结构,用以提高地震资料的纵向分辨率;同时,采用L1损失和多尺度结构相似性(MS-SSIM)损失相结合的损失函数提高感知质量,以提高网络的高分辨率处理效果。合成数据和实际地震数据的应用结果显示,相较于常规损失函数,文中采用的损失函数可以显著提升智能算法的处理效果,明显改善地震数据同相轴的连续性,且高频细节信息更丰富,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 有监督深度学习 多尺度结构相似性损失 L1损失 生成对抗网络 图像超分辨率重建
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基于多尺度结构自相似性的单幅图像超分辨率算法 被引量:45
13
作者 潘宗序 禹晶 +1 位作者 胡少兴 孙卫东 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期594-603,共10页
多尺度结构自相似性是指同一幅图像中存在相同尺度或不同尺度的相似结构,这种多尺度图像结构自相似性广泛存在于遥感图像中.本文提出了一种基于多尺度结构自相似性的单幅图像超分辨率(Super resolution,SR)算法,该算法结合了压缩感知框... 多尺度结构自相似性是指同一幅图像中存在相同尺度或不同尺度的相似结构,这种多尺度图像结构自相似性广泛存在于遥感图像中.本文提出了一种基于多尺度结构自相似性的单幅图像超分辨率(Super resolution,SR)算法,该算法结合了压缩感知框架与图像结构自相似性,利用非局部方法和基于图像金字塔的K-SVD字典学习方法,将蕴含在相同尺度和不同尺度相似图像块中的附加信息在压缩感知的框架下加入到重构图像中.本文算法的优势在于,它仅借助于单幅低分辨率图像自身所蕴含的信息,实现了空间分辨率的提升.实验表明,与CSSS算法和ASDSAR算法相比,本文算法更有效地提升了遥感图像的空间分辨率. 展开更多
关键词 超分辨率 结构自相似性 多尺度 压缩感知 非局部方法
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基于光谱相似性的高光谱图像超分辨率算法 被引量:13
14
作者 潘宗序 禹晶 +1 位作者 肖创柏 孙卫东 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期2797-2807,共11页
光谱相似性是指高光谱图像中的大量像元具有相似光谱的性质.提出了一种基于光谱相似性的高光谱遥感图像超分辨率算法,利用遥感图像中广泛存在的结构自相似性提升图像的空间分辨率,利用高光谱图像的低维子空间性通过主成分分析降低光谱... 光谱相似性是指高光谱图像中的大量像元具有相似光谱的性质.提出了一种基于光谱相似性的高光谱遥感图像超分辨率算法,利用遥感图像中广泛存在的结构自相似性提升图像的空间分辨率,利用高光谱图像的低维子空间性通过主成分分析降低光谱维数提高运算效率,利用具有相似光谱的像元构建光谱约束项保证重建图像光谱的准确性.该算法在将单波段图像超分辨率方法推广到处理具有数百、乃至上千波段的高光谱图像过程中,既保证了重建图像光谱的准确性,又具有较高的运算效率.实验表明,与双三次插值和基于稀疏表示与光谱正则化约束的高光谱图像超分辨率算法相比,该算法具有更高的空间分辨率提升能力和更好的光谱保真能力. 展开更多
关键词 超分辨率 高光谱图像 光谱相似性 结构自相似性
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基于字典学习与结构自相似性的码本映射超分辨率算法 被引量:7
15
作者 潘宗序 禹晶 +1 位作者 肖创柏 孙卫东 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1032-1038,共7页
图像的空间分辨率受成像环境、硬件制造水平和成本等多方面因素的影响,存在一定的局限性.为了提高图像的空间分辨率,提出一种基于字典学习与结构自相似性的码本映射超分辨率算法.首先利用训练集构建与图像高低频分量对应的高低频码本,... 图像的空间分辨率受成像环境、硬件制造水平和成本等多方面因素的影响,存在一定的局限性.为了提高图像的空间分辨率,提出一种基于字典学习与结构自相似性的码本映射超分辨率算法.首先利用训练集构建与图像高低频分量对应的高低频码本,将高低频码本作为训练样本获取高低频字典;然后在初始重建图像中搜索目标图像块的相似图像块,利用相似图像块构建非局部约束项;最后通过求解含有非局部约束项的l0范数最小化问题获取目标图像块的稀疏表示系数,并利用高低频字典重建高分辨率图像块.该算法利用高低频字典表示目标图像块,而不是直接采用高低频码本,提高了算法的运算效率;利用相似图像块构建正则化约束项,提高了重建图像的质量.实验结果表明,与LLE,Sc SR和NARM等算法相比,文中算法取得的超分辨率重建效果更好. 展开更多
关键词 超分辨率 码本映射 字典学习 结构自相似性
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超分辨显微技术在活细胞中的应用与发展 被引量:16
16
作者 胡春光 查日东 +4 位作者 凌秋雨 何程智 李奇峰 胡晓东 胡小唐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期15-25,共11页
细胞是生命体的基本单位和功能单位,对活细胞内部结构及其功能的研究是了解掌握生命本质的基础之一,因此活细胞的实时观测对生命科学的发展具有重要意义。传统的光学显微技术受衍射极限的限制,无法观测200 nm以下的生物结构细节。近20年... 细胞是生命体的基本单位和功能单位,对活细胞内部结构及其功能的研究是了解掌握生命本质的基础之一,因此活细胞的实时观测对生命科学的发展具有重要意义。传统的光学显微技术受衍射极限的限制,无法观测200 nm以下的生物结构细节。近20年来,随着超衍射极限光学理论、技术、器件和荧光探针等方面的快速发展,超分辨显微成像技术已成为应用于生命科学研究的重要手段。然而,大多数超分辨显微方法或测量耗时长,或易引起荧光蛋白漂白/细胞损伤,在活细胞研究中受到极大限制,已成为超分辨显微领域重点攻关的方向之一。为此,文中结合作者在快速超分辨显微技术研究的基础上,介绍了基于单分子成像的光激活定位显微技术和随机光学重构显微技术、基于荧光非线性可饱和光转换的受激发射显微技术以及基于结构光照明的超分辨显微技术,并探讨了在活细胞成像中的发展应用。最后,文中展望了超分辨显微成像技术在活细胞成像中的未来发展趋势。 展开更多
关键词 超分辨显微技术 单分子定位显微技术 受激发射损耗显微技术 结构光照明显微技术
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基于MAP框架的金字塔人脸超分辨率算法 被引量:3
17
作者 薛翠红 于明 +2 位作者 于洋 贾超 阎刚 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第10期206-208,211,共4页
提出一种基于学习的金字塔人脸超分辨率算法,利用金字塔学习人脸图像梯度的空间分布特性,建立标准人脸训练库作为学习模型,采用塔状父结构从训练库搜索匹配特征信息相似度最高的小块,预测出最优的拉普拉斯金字塔先验模型,利用贝叶斯MAP... 提出一种基于学习的金字塔人脸超分辨率算法,利用金字塔学习人脸图像梯度的空间分布特性,建立标准人脸训练库作为学习模型,采用塔状父结构从训练库搜索匹配特征信息相似度最高的小块,预测出最优的拉普拉斯金字塔先验模型,利用贝叶斯MAP框架求出高分辨率人脸图像。实验结果表明,与其他人脸超分辨率算法相比,在将人脸图像分辨率提高4×4倍的情况下,该算法生成的高分辨率人脸图像的平均峰值信噪比提高1.19 dB^2.4 dB,可以更好地消除噪声,具有较好的视觉效果。 展开更多
关键词 超分辨率 贝叶斯 最大后验概率 金字塔 父结构
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基于结构组稀疏表示的红外云图超分辨率方法 被引量:5
18
作者 周颖 符冉迪 +2 位作者 颜文 周峰 金炜 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期126-132,共7页
针对红外云图分辨率低、视觉效果较差的问题,提出一种图像结构组稀疏表示的超分辨率方法。该方法充分利用红外云图的结构自相似性,将结构组作为稀疏表示的基本单位,建立图像结构组稀疏表示模型。在训练字典过程中通过高斯混合模型学习... 针对红外云图分辨率低、视觉效果较差的问题,提出一种图像结构组稀疏表示的超分辨率方法。该方法充分利用红外云图的结构自相似性,将结构组作为稀疏表示的基本单位,建立图像结构组稀疏表示模型。在训练字典过程中通过高斯混合模型学习图像结构组的先验信息,再对样本块进行聚类,利用主成分分析学习得到紧凑的分类字典。在重建阶段对每个结构组自适应选取最匹配的字典,使用改进了的加权l1范数优化方法求解稀疏系数。实验结果表明,与Sc SR、Zeyde、NARM等算法相比,所提算法在视觉效果以及图像质量评价指标上均有所提高,红外云图重构质量有较为明显的改善。 展开更多
关键词 超分辨率 红外云图 结构组稀疏表示 自相似性
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基于多尺度非局部约束的单幅图像超分辨率算法 被引量:7
19
作者 潘宗序 禹晶 +1 位作者 肖创柏 孙卫东 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2233-2244,共12页
多尺度结构自相似性是指图像中的大量物体具有相同尺度以及不同尺度相似结构的性质.本文提出了一种基于多尺度非局部约束的单幅图像超分辨率算法,结合多尺度非局部方法和多尺度字典学习方法将蕴含在图像多尺度自相似结构中的附加信息加... 多尺度结构自相似性是指图像中的大量物体具有相同尺度以及不同尺度相似结构的性质.本文提出了一种基于多尺度非局部约束的单幅图像超分辨率算法,结合多尺度非局部方法和多尺度字典学习方法将蕴含在图像多尺度自相似结构中的附加信息加入到重建图像中.多尺度非局部方法在图像金字塔的不同层中搜索相似图像块,并利用多尺度相似图像块间的关系建立非局部约束项,通过正则化约束获取多尺度自相似结构中的附加信息;多尺度字典学习方法将图像金字塔作为字典学习的样本,通过字典学习使样本中的多尺度相似图像块在字典下具有稀疏表示形式,从而获取多尺度自相似结构中的附加信息.实验表明,与ScSR、SISR、NLIBP、CSSS、ASDSAR和mSSIM等算法相比,本文的算法取得了更好的超分辨率重建效果. 展开更多
关键词 超分辨率 多尺度结构自相似性 稀疏表示 非局部方法
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基于局部结构相似性的单幅图像超分辨率算法 被引量:6
20
作者 韩华 王洪剑 彭思龙 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期941-947,共7页
单幅图像放大是一个病态问题,约束信息的不足令问题的解决难以有突破性的进展基于图像局部结构的相似性和在不同分辨率尺度上的相似保持,提出了利用局部结构相似性来约束超分辨率问题的思路 根据相似判断规则发现图像中的相似区域,根据... 单幅图像放大是一个病态问题,约束信息的不足令问题的解决难以有突破性的进展基于图像局部结构的相似性和在不同分辨率尺度上的相似保持,提出了利用局部结构相似性来约束超分辨率问题的思路 根据相似判断规则发现图像中的相似区域,根据相似程度生成多幅相似图像,从而可以利用图像序列超分辨率的算法来求解 文中使用最大后验概率估计方法,在最大后验概率意义下得到最优解实验表明,该算法用于存在着大量相似结构的图像超分辨率问题中有着很好的效果,譬如文字图像。 展开更多
关键词 图像放大 图像超分辨率 局部结构相似 最大后验概率估计
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