一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法，包括S1、采集不同介质下的离轴干涉图，并提取物波复振幅，从物波复振幅中恢复白细胞耦合相位；S2、构建出白细胞耦合相位表达式；S3、成像出白细胞结构高度和亚结构高度。本发明专利技术只需要采集两个不同介质下的离轴干涉图，可快速恢复其耦合相位，实现白细胞结构、亚结构的同时成像；使用的物参共光路剪切数字全息，干涉稳定可靠，实验可重复进行。实验可重复进行。实验可重复进行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法。

技术介绍

[0002]人体细胞数量众多，分类也非常多；血液细胞中可分成白细胞、红细胞、平滑肌细胞、肌肉细胞、神经细胞；细胞各自有各自的功能，细胞内也有很多物质，包括线粒体等；每个细胞发挥自己不同功能，组合起来构成一个人体的总体协调；当某些细胞发生病变时，机体就产生了疾病。
[0003]白细胞是典型的有核血球细胞，具有无色透明的光学特性，表现为相位体，其一般由结构和亚结构组成；白血病和新型冠状病毒(SARS
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COV
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2)感染引起的血液疾病都会诱发白细胞结构、亚结构的形态病变，因此，无论是在科研领域还是医学领域，同时对白细胞结构、亚结构成像意义重大；另外，由于白细胞亚结构属于内部结构，不易成像，是血液细胞检验中的技术难题。
[0004]CN114216880A公开了一种剪切数字全息及其血细胞形貌和折射率同时测量方法，该方法可以测量细胞的折射率和形貌，即可以测量细胞结构，但细胞的亚结构无法测量；另外，该方法还需要两个激光器发射不同波长的激光束，而本专利技术只需要一个激光器发射相同波长，利用不同细胞介质，方便且节约成本。

技术实现思路

[0005]针对现有算法的不足，提供一种对白细胞结构和亚结构同时成像方法，旨在快速解耦白细胞耦合相位，高效同时成像出白细胞结构和亚结构。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法包括以下步骤：
[0007]S1、使激光器发出波长为λ的激光光束，照射白细胞样品后，经过显微物镜、形成白细胞放大光路；白细胞放大光路经过光学玻璃板，在光学玻璃板的前后面发生反射后，在CMOS上发生干涉，形成波长为λ的离轴干涉图；将白细胞放置在不同的介质环境中，形成不同介质下的离轴干涉图；分别采集不同介质下的离轴干涉图，对采集到的不同介质下的离轴干涉图进行处理，提取物波复振幅；从物波复振幅中恢复白细胞耦合相位和
[0008]本专利技术与现有技术CN114216880A的物波复振幅中恢复白细胞耦合相位方法区别在于，现有技术中是采用两个激光器形成不同波长激光束下产生离轴干涉图；而本专利技术是采用同一波长激光束照射不同介质时的离轴干涉图，并从物波复振幅中恢复白细胞耦合相位和其中，与与和为不同介质n
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下的物波复振幅；
[0009]S2、构建出白细胞耦合相位表达式，并计算出；
[0010]进一步的，白细胞耦合相位表达式为：
[0011][0012][0013]其中，h1为白细胞结构高度，h2为白细胞亚结构高度，n1为白细胞结构折射率，n2为白细胞亚结构折射率，n
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分别为不同介质折射率，λ为激光波长；
[0014]S3、成像出白细胞结构h1高度和亚结构h2高度；
[0015]进一步的，通过公式(1)和(2)得到：
[0016][0017][0018]进一步的，一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法的系统，包括：
[0019]预处理模块：采集不同介质下的离轴干涉图，并提取物波复振幅，从物波复振幅中恢复白细胞耦合相位；
[0020]构建模块：构建白细胞耦合相位表达式；
[0021]成像模块：通过耦合相位表达式得到白细胞结构和亚结构高度。
[0022]进一步的，一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法的装置，包括：激光器、白细胞样品、显微物镜、光学玻璃板和CMOS；激光器发出的光波依次经过白细胞样品、显微物镜，形成白细胞放大光路，再经过光学玻璃板，在光学玻璃板的前后面发生反射后，在CMOS上发生干涉，形成离轴干涉图；将白细胞放置在不同的介质环境中，形成不同介质下的离轴干涉图。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]1、本专利技术只需要采集两个不同介质下的离轴干涉图，可快速恢复其耦合相位，实现白细胞结构、亚结构的同时成像，方法简单且设备成本降低。
[0025]2、本专利技术所使用的物参共光路剪切数字全息，干涉稳定可靠，实验可重复进行。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法流程图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0028]本专利技术基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法的装置是通过激光器发出的激光束，激光束依次经过白细胞样品、显微物镜，形成白细胞放大光路，然后经过光学玻璃板，在光学玻璃板的前后面发生反射后，在CMOS上发生干涉，形成离轴干涉图；通过将白细胞放置在不同的介质环境中，进而形成不同介质下的离轴干涉图。
[0029]如图1所示，一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法，包括以下步骤：
[0030]S1、采集不同介质下的离轴干涉图，并提取物波复振幅，从物波复振幅中恢复白细胞耦合相位和
[0031]S2、构建出白细胞耦合相位表达式，并计算出；
[0032]进一步的，白细胞耦合相位表达式为：
[0033][0034][0035]其中，h1为白细胞结构高度，h2为白细胞亚结构高度，n1为白细胞结构折射率，n2为白细胞亚结构折射率，n
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分别为不同介质折射率，λ为激光波长；
[0036]S3、成像出白细胞结构h1高度和亚结构h2高度，通过公式(1)和(2)得到：
[0037][0038][0039]综上所述，本专利技术只需要采集两个不同介质下的离轴干涉图，可快速恢复其耦合相位，实现白细胞结构、亚结构的同时成像；所使用的物参共光路剪切数字全息，干涉稳定可靠，实验可重复进行。
[0040]以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集不同介质下的离轴干涉图，并提取物波复振幅，从物波复振幅中恢复白细胞耦合相位；S2、构建出白细胞耦合相位表达式；S3、成像出白细胞结构高度和亚结构高度。2.根据权利要求1所述的基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法，其特征在于，所述白细胞耦合相位表达式为：在于，所述白细胞耦合相位表达式为：其中，h1为白细胞结构高度，h2为白细胞亚结构高度，n1为白细胞结构折射率，n2为白细胞亚结构折射率，n
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分别为不同介质折射率，λ为激光波长。3.根据权利要求1所述的基于数字全息的白细胞结构和亚结构同时成像方法，其特征在于，所述白细胞结构h1高度和亚结构h2高度表达式为：高度表达式为：4...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪语丹，徐小青，陈吉丽，胡恒烨，王洁，刘浩琦，王霆，王利群，
申请(专利权)人：常州机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：