一种分组式傅里叶叠层显微重建方法技术

本发明专利技术提出了一种分组式傅里叶叠层显微重建方法，能够克服传统傅里叶叠层重建方法在速度上的不足，实现了傅里叶叠层重建速度在数量级上的提升。本发明专利技术的分组式傅里叶叠层显微重建方法，利用由粗到精的分组式傅里叶叠层进行重建，并且利用图形处理器来并行处理重建运算，克服传统傅里叶叠层重建方法在速度上的不足，实现了傅里叶叠层重建速度在数量级上的提升；并且可以很容易的与现有的傅里叶叠层重建算法相结合，而不需要加入过多的硬件资源或者特殊的操作步骤。

A Grouped Fourier Laminated Microscopic Reconstruction Method

【技术实现步骤摘要】
一种分组式傅里叶叠层显微重建方法
本专利技术属于计算成像
，具体涉及一种分组式傅里叶叠层高分辨率显微重建方法，其目标是实现傅里叶叠层高分辨率显微图像的快速重建。
技术介绍
高分辨率和宽视场一直都是光学显微技术追求的目标，然而，受限于光学系统本身无法突破的限制，高分辨率和宽视场无法兼顾，这个问题极大地限制了光学显微技术在许多领域的应用。傅里叶叠层显微成像技术(FPM)作为一种今年来发展出的新型计算成像技术，通过引入相位恢复和合成孔径的技术，实现了宽视场图像的高分辨率重建。傅里叶叠层显微成像技术因其融合了宽视场、高分辨率、相位成像的诸多优点，自提出以来已经在光学显微、临床医疗、生物科学领域获得了大量研究和广泛关注。但是，傅里叶叠层成像技术对空间分辨率的提高是以牺牲时间分辨率为代价的。与所见即所得的传统成像技术所不同的是，傅里叶叠层显微成像技术的结果是对上百幅多角度照明图像的重建，采集原始图像和图像重建的过程消耗了大量时间，其中重建消耗的时间往往以小时计，这严重影响了傅里叶叠层显微成像技术的实际应用。为了解决采集时间过长的问题，已经有大量学者提出了方法。例如，LeiTian等人发表的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分组式傅里叶叠层显微重建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，构建傅里叶叠层显微成像系统，所述成像系统中的照明模块为可编程式的LED阵列，LED阵列中心与显微系统光轴对齐；步骤2，以步骤1中所述成像系统对待观察样本进行成像，成像时遮蔽环境光，逐个点亮LED阵列中的LED，记录下单个LED下的原始图像；步骤3，以LED阵列中心为中心，向外逐层点亮LED，依次被点亮的LED层的原始图像对应记录为第1组、第2组…第n组原始图像，其中第2组包括第1组的LED，第3组包括第2组的LED……第n组包含所有LED；步骤4，对频谱进行初始化，获得空频谱；利用步骤2的结果获得LED阵列中的每个LED对...

【技术特征摘要】
1.一种分组式傅里叶叠层显微重建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，构建傅里叶叠层显微成像系统，所述成像系统中的照明模块为可编程式的LED阵列，LED阵列中心与显微系统光轴对齐；步骤2，以步骤1中所述成像系统对待观察样本进行成像，成像时遮蔽环境光，逐个点亮LED阵列中的LED，记录下单个LED下的原始图像；步骤3，以LED阵列中心为中心，向外逐层点亮LED，依次被点亮的LED层的原始图像对应记录为第1组、第2组…第n组原始图像，其中第2组包括第1组的LED，第3组包括第2组的LED……第n组包含所有LED；步骤4，对频谱进行初始化，获得空频谱；利用步骤2的结果获得LED阵列中的每个LED对应在频谱中的位置；以组为单位，利用步骤3的结果，从第1组开始依次利用各组原始图像对频谱进行更新，其中，对于每组LED，均依据其中每个LED对应在频谱中的位置，获得相应位置频谱的更新，直到获得所有组对应频谱的更新，完成傅里叶叠层显微重建。2.根据权利要求1所述的一种分组式傅里叶叠层显微重建方法，其特征在于，所述步骤4中，利用各组原始图像数据对频谱进行更新的具体步骤为：步骤41，利用中心位置LED对应的原始图像得到图像复振幅初始值，然后转换到频域当中获得初始化的傅里叶频谱；步骤42，对于第j组原始图像数据，j＝1,2,3…n，在傅里叶频谱中选取对应区域并通过反变换获得对应于每一个LED的复振幅估计，然后利用第j组原始图像数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许廷发，张继洲，张一舟，陈思凝，王杏，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11