分辨率和視場(chǎng)是光學(xué)成像系統(tǒng)中一對(duì)難以調(diào)和的矛盾,因此顯微鏡的信息通量通常在百萬(wàn)像素級(jí),在數(shù)字病理成像、血液涂片成像等應(yīng)用中不能滿足（波長(zhǎng)級(jí)分辨率和10mm大視場(chǎng)）使用要求�，F(xiàn)有的數(shù)字病理系統(tǒng)只能使用小視場(chǎng)的高倍分辨物鏡與視場(chǎng)的機(jī)械掃描系統(tǒng)結(jié)合然后通過(guò)圖像拼接來(lái)滿足高分辨和大視場(chǎng)的要求,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。傅里葉疊層顯微術(shù)（Fourier ptychographic microscopy,FPM）將普通顯微鏡的鎢絲燈或鹵素?zé)艄庠刺鎿Q為一個(gè)LED陣列光源,使用大視場(chǎng)的低分辨物鏡采集一系列不同照明角度的顯微圖像,這些圖像分別對(duì)應(yīng)樣品頻譜的不同子區(qū)域,可以通過(guò)頻譜拼接來(lái)擴(kuò)展樣品圖像的頻譜范圍,用傅里葉疊層重建出高分辨率振幅和相位圖像,能實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)分辨率和11mm的大視場(chǎng),形成十億像素級(jí)的信息通量,滿足數(shù)字病理成像要求,另外其中的相位圖像還能用于未染色樣品的成像,擴(kuò)展了生物顯微成像的功能,此外還有光學(xué)系統(tǒng)像差校正等應(yīng)用。同時(shí)FPM的光學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,具有極大的發(fā)展前景。但是,FPM技術(shù)目前還不成熟,不同角度LED的光照度不同、大角度采集圖像的信噪比低、傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化誤差、收斂錯(cuò)誤導(dǎo)致顏色誤... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：134 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 傅里葉疊層顯微術(shù)的基本原理
        1.2.1 顯微物鏡的分辨率
        1.2.2 透鏡的傅里葉變換性質(zhì)與阿貝成像原理
        1.2.3 FPM的正向模型
        1.2.4 FPM的重建方法
    1.3 FPM的研究進(jìn)展
        1.3.1 系統(tǒng)優(yōu)化
        1.3.2 算法優(yōu)化
        1.3.3 應(yīng)用研究
    1.4 FPM技術(shù)中現(xiàn)存的問(wèn)題
    1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 傅里葉疊層顯微術(shù)中非均等曝光時(shí)間的研究
    2.1 引言
    2.2 傅里葉疊層成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
        2.2.1 FPM的采樣要求
        2.2.2 FPM系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.3 光強(qiáng)差異對(duì)重建圖像質(zhì)量影響的研究
        2.3.1 明場(chǎng)和暗場(chǎng)圖像強(qiáng)度差異問(wèn)題的研究
        2.3.2 斜入射LED照明光強(qiáng)衰減問(wèn)題的研究
        2.3.3 非均等曝光時(shí)間方案
    2.4 本章小結(jié)
第3章 去除噪聲的傅里葉疊層顯微術(shù)重建算法研究
    3.1 引言
    3.2 FPM中的噪聲分析
        3.2.1 FPM中的噪聲特性分析
        3.2.2 噪聲對(duì)重建結(jié)果的影響分析
    3.3 用于FPM的去噪算法
    3.4 改進(jìn)的稀疏采樣去噪算法研究
        3.4.1 稀疏采樣FPM與自適應(yīng)去噪方法
        3.4.2 改進(jìn)的稀疏采樣去噪算法
        3.4.3 稀疏采樣去噪算法的模擬與實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 光源部分相干性對(duì)重建結(jié)果影響的研究
    4.1 引言
    4.2 FPM成像系統(tǒng)的相干性分析
        4.2.1 時(shí)間相干性分析
        4.2.2 空間相干性分析
        4.2.3 部分相干的FPM成像系統(tǒng)分析
    4.3 部分相干的FPM重建方法研究
        4.3.1 光源的部分相干性對(duì)重建圖像質(zhì)量的影響分析
        4.3.2 切趾法
        4.3.3 切趾化的相干傳遞函數(shù)作為頻域約束的研究
        4.3.4 模擬與實(shí)驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 彩色傅里葉疊層顯微圖像重建方法的研究
    5.1 引言
    5.2 現(xiàn)有彩色FPM圖像重建方法的分析
        5.2.1 分別采集RGB圖像并分別重建的方法
        5.2.2 波長(zhǎng)復(fù)用并在重建中分解彩色的方法
    5.3 快速彩色FPM圖像重建方法的研究
        5.3.1 彩色模型的分析
        5.3.2 基于HSI模型的重建方法研究
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高通量快速傅里葉疊層顯微成像技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 潘安,姚保利.  紅外與激光工程. 2019(06)
[2]基于弧形陣列LED光源旋轉(zhuǎn)照明裝置的傅里葉疊層顯微術(shù)[J]. 林子強(qiáng),馬驍,林錦新,楊佳琪,李仕萍,鐘金鋼.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(07)
[3]傅里葉疊層顯微成像技術(shù):理論、發(fā)展和應(yīng)用[J]. 孫佳嵩,張玉珍,陳錢(qián),左超.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]LED封裝光學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)光強(qiáng)分布的影響[J]. 屠大維,吳仍茂,楊恒亮,趙其杰,黃志華.  光學(xué)精密工程. 2008(05)
[5]小波域BP網(wǎng)絡(luò)圖像壓縮及Matlab實(shí)現(xiàn)[J]. 趙秀影,劉紅,傅德友,翟林培.  光電技術(shù)應(yīng)用. 2007(01)
[6]科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)的噪聲分析及處理技術(shù)[J]. 李云飛,司國(guó)良,郭永飛.  光學(xué)精密工程. 2005(S1)
[7]微光CCD相機(jī)的噪聲分析與處理[J]. 李仰軍,馬俊婷,郝曉劍.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào). 2001(Z1)
[8]科學(xué)級(jí)CCD相機(jī)的噪聲分析和信號(hào)處理[J]. 馬俊婷,李仰軍,郝曉劍.  華北工學(xué)院學(xué)報(bào). 2001(02)

博士論文
[1]中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)SMD LED杯型仿真分析及應(yīng)用[D]. 詹前靖.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018

碩士論文
[1]傅里葉疊層顯微成像系統(tǒng)誤差校正算法研究[D]. 王銘群.南京理工大學(xué) 2018
[2]LED封裝工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 李長(zhǎng)春.華南理工大學(xué) 2011
[3]CCD類(lèi)成像器件的噪聲研究[D]. 陸苗霞.南京理工大學(xué) 2009
[4]彩色顯微圖像處理及其應(yīng)用[D]. 劉妮.南京理工大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3035235