傅里叶叠层显微术的光源位姿校正

傅里叶叠层显微术(Fourier Ptychographic Microscopy,FPM)通过采集不同照明角度下的一组低分辨率强度图像,并利用合成孔径与相位恢复技术拼接融合,实现了大视场和高分辨率的定量复振幅成像。精确的频谱位置是重构算法的重要先验知识,对获得高质量的重构图像至关重要。因此,校正决定图像频谱位置的照明光源位姿成为了实现鲁棒FPM系统的重要工作。近年来,多种校正照明光源位姿的方法相继被提出:采用多自由度精密机械平台校准的机械校正法、根据采集图像强度或频谱信息的数据驱动校正法及基于显微镜光学原理的成像机制校正法。本文简要介绍了FPM的基本原理和光源的位姿偏差,对3类校正方法的原理和特点进行了综述。机械校正法可以从源头上消除位姿偏差,但费时费力;数据驱动校正法能够自动校正位姿偏差,但存在校正时间长和校正参数耦合的问题;成像机制校正法不仅校正鲁棒性高,还能够从多种系统误差中分离出准确的位姿参数,是一种极具发展潜力和应用前景的校正方法。

高通量快速傅里叶叠层显微成像技术研究进展

傅里叶叠层显微术(Fourier ptychographic microscopy,FPM)是一极具前景的计算成像技术,它具有高分辨率、大视场、无标记和定量相位等优势。由于它灵活的系统、高对比度的成像结果、无需干涉装置和光源机械扫描部件,在数字病理学、体外细胞无标记观察和实时监测等方面得到了大量的研究和应用。文中主要介绍了FPM技术的系统误差校正方法、基于FPM的高通量显微成像和高速显微成像技术研究的基本原理、研究现状和最新进展,提出了目前面临的问题以及未来的发展趋势。

面向下一代数字病理成像分析仪的高通量全彩色傅里叶叠层显微成像术(特邀)

傅里叶叠层显微成像术是近年来提出的新型计算成像技术,它有效解决了传统显微成像中分辨率与视场制约的问题,无需对样本进行机械扫描便能获得十亿像素级的高通量图像,有效解决传统数字病理扫描仪器的拼接伪影、重影、拼接成功率低、景深狭小、效率偏低等问题。近年来更是发现其不单是解决视场与分辨率制约的工具,更是解决一系列权衡问题的范式,从而迸发出源源不绝的生命力与应用潜力。本文全方位概述了傅里叶叠层显微成像术技术9个方面的发展趋势,简介了其起源与基本原理,着重综述了其在面向下一代数字病理成像分析仪的多个阶段与最新进展。指出其在这一应用方向上已进入“10-100”的产业化阶段。讨论了其产生大规模社会经济效益的可能性,其极有可能给数字病理行业及其上下游相关行业带来突破进展。尽管如此,作为典型交叉领域仍有不尽人意之处,包括科学问题、技术问题、工程问题及行业问题,需要多方共同努力推进,展望了未来技术与工程发展方向。

波长复用傅里叶叠层显微术的关键参数研究

波长复用傅里叶叠层显微术(WMFPM)是为了提高傅里叶叠层显微术的采集效率和进一步获取高分辨率彩色图像而提出的,但是目前选用实验系统器件参数时没有确定的方向。为了研究波长复用傅里叶叠层显微系统的关键参数对恢复彩色图像质量的影响,仿真实验分别研究了空间采样率、频谱重叠率以及二者结合对最终恢复质量的影响,结果表明:在相同的频谱重叠率下,空间采样率需要满足空域采样要求才能保证恢复质量,所以要选择满足空间采样要求的相机像素尺寸;在相同的空间采样率下,频谱重叠率在50%-70%之间,可以达到较好的恢复质量,因此需要根据实际的实验条件选择合适的LED和样品之间的距离。研究结果对设计系统和选用最佳的系统参数提供了一定的指导作用。