發(fā)布時間：2021-04-17 03:10

　　在遠距離光學成像中,空間分辨率受衍射模糊的限制,增加成像系統(tǒng)的口徑可以減小衍射模糊的影響,實現(xiàn)對目標高分辨率成像。但是成像系統(tǒng)口徑受限于工業(yè)水平、材料等各種因素,從一定程度上限制了分辨率的提升。傅里葉疊層成像技術作為一種新型的合成孔徑技術,在顯微成像領域取的一定成果,為了探索將此技術應用到遠距離成像中,論文開展了在宏觀成像中使用傅里葉疊層成像技術實現(xiàn)超分辨率成像方法的研究。介紹了相干光學成像系統(tǒng),詳細分析了傅里葉疊層成像技術在顯微鏡成像系統(tǒng)中的原理和方法,并對物體在傅里葉域實現(xiàn)“疊層”掃描實現(xiàn)合成孔徑的方式進行研究。研究分析了傅里葉疊層技術在宏觀成像系統(tǒng)中的物理模型和數(shù)學模型,并采用與顯微鏡中不一樣得的“疊層”掃描方式實現(xiàn)合成孔徑。結合宏觀傅里葉疊層頻譜掃描方式,對數(shù)據(jù)實現(xiàn)重構高分辨率圖像的相位恢復算法進行了研究。根據(jù)宏觀傅里葉疊層成像模型,開展了宏觀傅里葉疊層成像仿真實驗,在僅考慮衍射模糊影響成像分辨率時,仿真對10mm相機孔徑在20m的成像距離,實現(xiàn)50mm孔徑的分辨率效果,分辨率提升5倍,仿真驗證了傅里葉疊層技術在宏觀成像系統(tǒng)中減小衍射模糊,實現(xiàn)超分辨成像的可行性。隨后對成像過程... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１疊層成像示意圖??Ｆｉｇ．ｉｌ．１?Ｓｃｈｅｍｅ?ｆｏｒ?Ｐｔｙｃｈｏｇｒａｐｈｙ?ｉｍａｇｉｎｇ??在疊層成像采集過程中，重點在于每次采集的探針要與下一次采集的探針發(fā)生重疊，??

?大連海事大學碩士學位論文???分辨率圖像，不同位置的ＬＥＤ依次點亮使物體頻譜發(fā)生移動，系統(tǒng)孔１?徑截取到不同位??置的子頻譜，然后利用圖像傳感器獲得一系列低分辨率圖像，最后結合相位恢復算法重??構樣本復振幅信息。傅里葉疊層成像技術在實現(xiàn)高分辨率、大視場的成像中有很大的優(yōu)??勢，在此科研成果中利用ＬＥＤ陣列將低倍光學顯微鏡（放大倍率為兩丨音，ＮＡ＝０．０８）超??分辨為等效為（２０倍放大倍率，ＮＡ＝０．５）的分辨率結果，最終實現(xiàn)了?０．７８ｕｍ的分辨率??和１２０ｍｍ２的視常圖１．２⑻ＦＰＭ實物裝置圖，圖１．２（ｂ）為辨率板全視場角（ＦＯＶ）原始??圖像，圖１．２（ｃ）為放大圖像，像素為２．７５ｍｍ，圖１．２（ｄ）為ＦＰＭ１重構圖像，像素為０．２７５ｍｎｕ??ＫＵ９Ｉ??ｆｌｆ?ＩＢ??■?＼ｍｍ??圖１，２?ＦＰＭ；（ａ）ＦＰＭ裝置；（ｂ）分辨率板全視場角（ＦＯＶ）原始圖像；（ｃ）原始圖像的放大視圖，像素大小為??２．７５ｎｉｍ；（ｄ）同區(qū)域ＦＰＭ重構圖像??Ｆｉｇ．?１．２?ＦＰＭ；（ａ）ＦＰＭ?ｄｅｖｉｃｅ；（ｃ）?Ｆｕｌｌ－ＦＯＶ?ｒａｗ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ａ?ＵＳＡＦ?ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ?ｔａｒｇｅｔ；（ｃ）?Ｍａｇｎｉｆｉｅｄ?ｖｉｅｗ?ｏｆ??ｔｈｅ?ｒａｗ?ｉｍａｇｅ，?ｗｉｔｈ?ａ?ｐｉｘｅｌ?ｓｉｚｅ?ｏｆ?２．７５ｍｍ；（ｄ）?ＦＰＭ?ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｅ?ｒｅｇｉｏｎ??自ＦＰＭ技術問世以來至今約７年的時間里，研究者們對ＦＰＭ展開了廣泛的研究，??針對數(shù)據(jù)采集過程加速、系統(tǒng)誤差消除、重構算法優(yōu)化、應用方向探索等幾個方面，國??內外都取的一定的研究成果，下

?大連海事大學碩士學位論文???ＵＪ．Ｑ??＾??圖１．３基于手機鏡頭的便攜式高分辨率顯微鏡??Ｆｉｇ．?１．３?ＦＰｓｃｏｐｅ??ＦＰ技術最開始用在顯微鏡中，其優(yōu)越的性能讓人們對其他方面的應用也展開了廣??泛研究，Ｇｕｏａｎ?Ｚｈｅｎｇ等人開發(fā)了?一＂ｔ＇基于手機鏡頭的便攜式高分辨率顯微鏡ＦＰｓｃｏｐｅ［２９］，??如圖１．３所示，以相反的方式使用手機鏡頭，然后用樣品代替圖像傳感器用手機鏡頭將??放大后的圖像投影到探測器上，ＬＥＤ陣列從不同的入射角度對樣品進行照明，為了取代??透鏡模塊的衍射極限，使用ＬＥＤ陣列從不同的入射角度照亮樣品，并使用算法合成圖??像，在此平臺可獲取高分辨率的生物標本圖像，最大合成數(shù)值孔徑（ＮＡ）為０．５，平臺的??聚焦深度約為０．１毫米，比具有類似ＮＡ的常規(guī)顯微鏡物鏡的聚焦深度長幾個數(shù)量級。??Ｌａｕｒａ?Ｗａｌｌｅｒ等人在ＦＰＭ模型中以吏快的捕獲數(shù)據(jù)方式來提高成像速度［３Ｇ］，以此平臺優(yōu)??勢研究運動的活體樣本，與固定的載玻片樣本不同，活樣本在各種空間和時間尺度上是??不一樣的，此平臺利用新的源編碼方法和實時硬件控制，可在亞秒級時間下，用４ｘＦＯＶ??上實現(xiàn)０．８?ＮＡ分辨率，而且可以在長時間的實驗中進行的相位重建，用于實時的觀察。??裝置如圖１．４所示。??—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—?—??＼?ＬＥＤ?ａｒｒａｙ??』錢?Ｉ?％：．：：?！??齡?＾?ｊ??圖１．４觀測活細胞的ＦＰＭ平臺??Ｆｉｇ．?１．４?Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｌｉｖｉｎｇ?ｃｅｌｌ?ｏｆ?ＦＰＭ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??－５－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]圖像超分辨率技術的回顧與展望[J]. 劉穎,朱麗,林慶帆,李瑩華,王富平,盧津.  計算機科學與探索. 2020(02)
[2]高通量快速傅里葉疊層顯微成像技術研究進展[J]. 潘安,姚保利.  紅外與激光工程. 2019(06)
[3]空間頻譜約束傅里葉疊層成像重建方法（英文）[J]. 李生福,趙宇,羅振雄,葉雁,劉正君.  紅外與激光工程. 2019(04)
[4]基于弧形陣列LED光源旋轉照明裝置的傅里葉疊層顯微術[J]. 林子強,馬驍,林錦新,楊佳琪,李仕萍,鐘金鋼.  激光與光電子學進展. 2018(07)
[5]對稱照明在傅里葉疊層成像中的應用[J]. 張雷雷,唐立金,張慕陽,梁艷梅.  物理學報. 2017(22)
[6]傅里葉疊層顯微術的照明光強校正研究[J]. 楊佳琪,馬驍,林錦新,鐘金鋼.  激光與光電子學進展. 2017(03)
[7]傅里葉疊層顯微成像技術:理論、發(fā)展和應用[J]. 孫佳嵩,張玉珍,陳錢,左超.  光學學報. 2016(10)
[8]小孔掃描傅里葉疊層成像的關鍵參量研究[J]. 謝宗良,馬浩統(tǒng),任戈,亓波,丁科.  光學學報. 2015(10)

博士論文
[1]疊層成像技術成像機制的理論分析與實驗研究[D]. 李昭慧.西安電子科技大學 2016

碩士論文
[1]疊層掃描成像系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 林棟.中國科學院大學(工程管理與信息技術學院) 2016



本文編號：3142693