[發明專利]光場顯微系統及其三維信息重構方法和裝置有效
| 申請號： | 201710061523.0 | 申請日： | 2017-01-26 |
| 公開（公告）號： | CN108364342B | 公開（公告）日： | 2021-06-18 |
| 發明（設計）人： | 王凱;叢林;杭葦 | 申請（專利權）人： | 中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心 |
| 主分類號： | G06T17/00 | 分類號： | G06T17/00;G06T15/50;G06T5/00;G02B21/36 |
| 代理公司： | 上海專利商標事務所有限公司 31100 | 代理人： | 徐偉 |
| 地址： | 200031 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 顯微 系統 及其 三維 信息 方法 裝置 | ||
1.一種用于光場顯微鏡的三維信息重構方法，所述光場顯微鏡包括位于顯微物鏡的后焦面處的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡，所述多個微透鏡用于將所述顯微物鏡下的樣品在不同視角下的實像投射至位于所述光場顯微鏡的像平面處的傳感器上，所述三維圖像重構方法包括：
從所述傳感器接收所述多個微透鏡所投射的所述樣品在不同視角下的實像以獲得一平面圖像ImgMeas(x,y)；
執行以下迭代運算直至收斂：
步驟(a)：基于所述微透鏡陣列所構成的成像系統的點擴散函數PSF(x,y,zk)和所述樣品的三維信息估計Obji-1(x,y,zk)獲取所述樣品的估計圖像i為迭代索引；以及
步驟(b)：基于所述估計圖像與實際采集到的所述平面圖像ImgMeas(x,y)的差異校正所述樣品的所述三維信息估計Obji-1(x,y,zk)，以獲得用于下一輪迭代中步驟(a)的三維信息估計Obji(x,y,zk)，迭代收斂后的所述三維信息估計Obji(x,y,zk)被作為所述樣品的最終三維信息。
2.如權利要求1所述的三維信息重構方法，其特征在于，還包括：
測量所述微透鏡陣列所構成的成像系統的所述點擴散函數；以及
存儲測得的所述點擴散函數。
3.如權利要求2所述的三維信息重構方法，其特征在于，所述測量所述微透鏡陣列所構成的成像系統的所述點擴散函數包括：
將熒光微珠置于所述顯微物鏡的物平面附近的多個不同軸向位置上以獲得對應不同軸向位置的熒光圖像PSF(x,y,zk)作為三維的所述點擴散函數，其中k＝1,2…N。
4.如權利要求3所述的三維信息重構方法，其特征在于，所述多個微透鏡包括M個微透鏡組，M大于等于1，每一微透鏡組中的所有微透鏡具有相同的光學參數和軸向位置，所述測量所述微透鏡陣列所構成的成像系統的所述點擴散函數還包括：
根據不同微透鏡組中微透鏡的位置分解所述點擴散函數PSF(x,y,zk)以獲得對應不同微透鏡組的點擴散函數PSFm(x,y,zk)，m＝1,2…M。
5.如權利要求1所述的三維信息重構方法，其特征在于，所述多個微透鏡包括M個微透鏡組，M大于等于1，每一微透鏡組中的所有微透鏡具有相同的光學參數和軸向位置，所述微透鏡陣列所構成的成像系統的所述點擴散函數包括與各微透鏡組相對應的點擴散函數，所述步驟(a)進一步包括：
基于與每個微透鏡組相對應的點擴散函數PSFm(x,y,zk)和三維信息估計獲取與每個微透鏡組相對應的估計圖像，m＝1,2…M；以及
對與各微透鏡組相對應的估計圖像求和以獲得所述樣品的所述估計圖像
6.如權利要求5所述的三維信息重構方法，其特征在于，所述步驟(b)進一步包括：
基于所述估計圖像與實際采集到的所述平面圖像ImgMeas(x,y)的差異校正與每個微透鏡組相對應的三維信息估計以獲得校正三維信息估計以及
基于各微透鏡組的權重因子wm(zk)組合所述校正三維信息估計以獲得與各微透鏡組相對應的用于下一輪迭代的三維信息估計其中
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