快速三维折射率显微成像的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种快速三维折射率显微成像的系统和方法，该系统包括：光照产生模块，用于产生带有光强编码的显微光照，所述光强编码为提供的具有纹理的参考图像；显微样本，位于所述光源产生模块后端；显微成像模块，位于显微样本后端，用于从多个视角对出射光线进行成像采集；计算控制模块，用于提供所述参考图像、控制采集流程，并对采集的图像进行处理，还原重构出显微样本的三维折射率信息。本发明专利技术具有如下优点：通过拍摄各个视角下不含有样本的未扭曲参考图像以及含有样本的扭曲动态视频，即可精确、高分辨率且较快速地对显微样本的三维折射率信息进行采集。

System and method for fast three-dimensional refractive index microscopic imaging

The invention discloses a system and a method for fast 3D refractive index imaging, the system includes: a light generating module for generating a micro light encoding light, the light encoding image texture has provided the reference for the micro sample in generating module; the light source is the microscopic imaging module; in the sample, microscopic imaging from the rear for collection of emergent light from multiple perspectives; calculation of the control module, for providing the reference image, the process control and collection, and the collection of image processing, 3D reconstruction of refractive index of micro sample reduction rate information. The invention has the following advantages: by shooting every perspective does not contain samples of undistorted reference image and the distortion of the sample containing dynamic video, can be accurate, high resolution and fast 3D refraction on the micro sample rate for the collection of information.

【技术实现步骤摘要】
快速三维折射率显微成像的系统和方法
本专利技术涉及显微成像技术、计算机视觉和计算摄像学
，特别涉及一种快速三维折射率显微成像的系统和方法。
技术介绍
样本物体的三维折射率分布信息是样本固有的一个重要光学属性，对于透明生物样本而言，它可以提供样本物体的密度、结构等信息，从而为无标记的三维细胞成像提供了可能。在现有的生命科学或者医学研究中，往往使用荧光成像来进行特异性的标记，从而进行相关研究，但这一标记的过程，仍然会对样本本身的性质产生一定的影响，从而影响最终的实验结果。而三维折射率成像可以非侵入式地观测到样本的三维折射率场信息，从而提供了样本不同区域的性质，因此它也是近年来的一个研究热点。近年来，各种三维折射率显微成像被相继提出，大部分工作的思路都是在不同方向上对样本进行相干光照，测量出样本在不同方向上的相位信息，从而使用层析成像的方法计算出样本的三维折射率场信息。但这些方法既对设备要求较高，都需要较为复杂的装置，而且每次成像过程时，都需要对样本拍摄多次，很难做到单次拍照即可恢复样本的三维折射率信息，对其快速动态拍摄提出了挑战。因此，如何能够快速动态且高分辨率地对三维折射率显微信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速三维折射率显微成像的系统，其特征在于，包括：光照产生模块，用于产生带有光强编码的显微光照，所述光强编码为提供的具有纹理的参考图像；显微样本，位于所述光源产生模块后端；显微成像模块，位于显微样本后端，用于从多个视角对出射光线进行成像采集；计算控制模块，用于提供所述参考图像、控制采集流程，并对采集的图像进行处理，还原重构出显微样本的三维折射率信息。

【技术特征摘要】
1.一种快速三维折射率显微成像的系统，其特征在于，包括：光照产生模块，用于产生带有光强编码的显微光照，所述光强编码为提供的具有纹理的参考图像；显微样本，位于所述光源产生模块后端；显微成像模块，位于显微样本后端，用于从多个视角对出射光线进行成像采集；计算控制模块，用于提供所述参考图像、控制采集流程，并对采集的图像进行处理，还原重构出显微样本的三维折射率信息。2.根据权利要求1所述的快速三维折射率显微成像的系统，其特征在于，所述光照产生模块包括：光源模块，用于产生显微成像中所需的视角光照；参考图案，所述参考图案由所述计算控制模块控制，用于提供任意所需的纹理丰富的静态图案，放置于所述光源模块产生的像面上，对光照进行强度调制。3.根据权利要求1所述的快速三维折射率显微成像的系统，其特征在于，所述光照产生模块的对焦位置在显微样本附近几十至几百微米处。4.根据权利要求1所述的快速三维折射率显微成像的系统，其特征在于，所述显微样本对带有参考图案的光照进行相位编码，且各个视角下编码互不相同，以具有所需采集的样本的三维折射率场信息。5.根据权利要求1所述的快速三维折射率显微成像的系统，其特征在于，所述显微成像模块包括依次设置的物镜、镜筒透镜、微透镜阵列和相机传感器。6.根据权利要求1所述的快速三维折射率显微成像的系统，其特征在于，所述显微成像模块的对焦位置在所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：索津莉，张明捷，吴嘉敏，戴琼海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11