一种基于图变分的三维断层相位显微镜重建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图变分的三维断层相位显微镜重建方法，包括：利用马赫‑曾德干涉仪采集放样品和不放样品时的多角度激光干涉图像并输入计算机；从干涉图像中计算出散射场的相位信息；从相位信息计算出样品空间频域分布；建立矩阵拟合模型，同时加入边缘差分算子进行最优化求解；采用图变分算法解上述模型，得到样品各切片对应的折射率分布。本发明专利技术通过数据拟合和边缘差分算子重建模型，利用图变分算法进行迭代求解，引入图变分概念，在整个样本数据中的相似区域之间进行差分去噪，不受空间约束限制，获得了更高分辨率和边缘更加清晰的重建图像，本发明专利技术有效地消除了数据采集过程中引入的误差，并且大大提高了缺失角度数据的重建的分辨率。

A method of phase microscope reconstruction of 3D fault based on graph variation

【技术实现步骤摘要】
一种基于图变分的三维断层相位显微镜重建方法
本专利技术属于生物医学图像重建
，具体涉及一种基于图变分(GraphTotalVariation)的三维断层相位显微镜重建方法。
技术介绍
近年来，随着科技的进步，光学显微镜以更高的空间分辨率，更大的成像深度以及对活体细胞无损探测的可行性，成为生物学家和临床研究人员研究的热点。它已经成为生物学和医学研究中必不可少的工具，是细胞学和细胞生物学得以建立和发展的重要基础。目前在细胞生物学中，除了普通光学显微镜以外、还有荧光显微镜、激光共聚焦显微镜、相位显微镜等多种显微镜。其中，相位显微技术包括相衬显微镜，微分干涉差显微镜和定量相位显微镜等，它们通过测量样本引起的相位延迟来得到可视化的生物结构。生物细胞内，不同的折射率分布将引起光波不同的相位延迟，这些显微技术将折射率的空间差异转换成为图像的对比度。而折射率是物体固有的对比源，同时也是一个重要的生化参数，与分子的浓度成正比。大多数生物细胞在可见光下的吸收可以忽略，但是其内部不同的细胞器之间存在着折射率的差异。因此，在生物学研究中，折射率已经成为一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图变分的三维断层相位显微镜重建方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)利用马赫-曾德干涉仪采集放样品和不放样品两种情况下各角度激光对应的干涉图像；/n(2)对于样品任一切片，从干涉图像中提取出对应该切片散射场的相位信息；/n(3)根据所述的相位信息计算出样品折射率的空间频域分布F

【技术特征摘要】
1.一种基于图变分的三维断层相位显微镜重建方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)利用马赫-曾德干涉仪采集放样品和不放样品两种情况下各角度激光对应的干涉图像；
(2)对于样品任一切片，从干涉图像中提取出对应该切片散射场的相位信息；
(3)根据所述的相位信息计算出样品折射率的空间频域分布Fs；
(4)在关于折射率u和空间频域分布Fs的矩阵拟合模型中加入关于折射率u的边缘差分算子GTV(u)，并进行最优化求解得到样品各切片的折射率分布。


2.根据权利要求1所述的三维断层相位显微镜重建方法，其特征在于：所述的步骤(2)中采用频域分析法从干涉图像中提取出对应切片散射场的相位信息。


3.根据权利要求1所述的三维断层相位显微镜重建方法，其特征在于：所述的步骤(3)中根据中心切片定理对所述的相位信息做傅里叶变换后沿各角度摆放在空间域后进行双线性插值，从而得到样品折射率的空间频域分布Fs。


4.根据权利要求1所述的三维断层相位显微镜重建方法，其特征在于：所述的步骤(4)中在关于折射率u和空间频域分布Fs的矩阵拟合模型中加入关于折射率u的边缘差分算子GTV(u)，边缘差分算子利用图变分模型将噪声直接纳入优化算法中计算，图变分对应于在与被测折射率的规定距...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华锋，
申请(专利权)人：浙江大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44