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九游会体育通过公式可求得超分辨图像-九游会j9·游戏「中国」官方网站

发布日期:2025-07-25 05:41    点击次数:147

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纲目Abstract连年来结构光照泄露微术(SIM)在时刻发展和应用方面齐受到了泛泛存眷。 联系词,传统选择空间光调制器(SLM)进行条纹投影的SIM成像视线有限。为称心生物医学商酌中高通量显微成像的需求,本文基于SIM开荒一种基于激光插手的大视线超分辨荧结拜微成像统,该按序包含了条纹投影的二维光栅和选拔条纹场所及试验精准相移的SLM。与传统的SIM比拟, 所冷落的按序打破了数字化投影竖立对条纹数目的为止,具备高速高精度相移的上风。并通过实验考证该按序的有用性。1表面分析Theoretical analysis1.1 光路设想本文按序光路设想如图1所示,在相机端口可径直不雅测到样本,临了通过重构筹划得到超分图像。该光路所用空间光调制器(SLM)为UPOLabs空间光调制器HDSLM80R。图 1 本文大视线 SIM 按序暗意图1.2 激光插手考证最初,通过SLM和针孔滤波考证来生成一维条纹的可行性。如图1所示,SLM上的相位遮极被分红4个象限,±1级沿+45°场所秘密,±1级通过遮极孔大略进一步被滤波,如图2所示,图2(b)和(c)为遮极面的光谱强度分散,不错通过相机测量光栅加载到SLM前后的光强分散。在光栅加载象限相位遮极之前,正交方进取的±1级可通过4个针孔并生成二维晶格图案(如图2(b)所示)将二元光栅加载到SLM的第二象限和第四象限后,沿-45°场所的+1级将被光栅衍射。除了零级外扫数的衍射级将被针孔起义,如图2(e)所示,其余衍射级次的强度可忽略,因其只占总强度的4.5%。图2(f)为一个场所的条纹,传统SIM措置决策选择SLM/DMD大略达成500以内条纹投影,主淌若因为SLM/DMD只包含了有限像素(选择1个周期4个像素的花式进行相移)。而本文按序仅需要一个二维的光栅和SLM,即可生成1760个条纹,数目是传统SIM的3倍且具有更快旋转和相移速率。图 2 SLM 上加载光栅前后的光强分散1.3 SIM空域重建算法SIM系统成像需要鸠合不同场所和不同相位的多幅结构光照明的原始图像进行重构。一般通过三步相移结构光对物体分裂进行照明,3个角度加3个相位共赢得9幅低分辨率图像九游会体育,然后将低分辨率图像经过傅里叶变换、频谱分离、频谱出动以及频谱拼接等多个门径得到了高分辨率图像,繁琐的频域处理经过相配费时。课题组开荒一种在空域快速重建超分辨图像的按序。空域中相似对频谱重量进行分离九游会体育,然则分离的扫尾不再是样品频谱的把握平移,而是针对系统的点扩散函数进行平移针对空域算法而言,结构光条纹场所的改动径直作用在了OTF上头,也便是说通过OTF把握的平移及拼接合成得到超分辨率系统的等效OTF扫尾。通过公式可求得超分辨图像,聚拢GPU并行筹划时刻,可进一步加快空域超分算法,提高成像速率。2实验考证Experimental validation最初应用SLM考证本文按序的相移成果,当相位模式用灰度值0,48,96,144和192编码在SLM的第一象限时,将赢得45°方进取0.2-/5,4-/5,6-/5和8-/5对应的条纹图。将这些相位加载到SLM上,如图1(b)所示不错在-45°方进取得到相通的相移。在莫得荧光滤光片的情况下,在样本平面放手一个平面反射镜来记载强度模式,图3(a)展示了产生的条纹相移图案,图3(b)展示了5个相位沿同轴场所的强度分散。图 3 五步相移暗意图为了考证本文按序大视线、超分辨显微成像的有用性,试制了图4所示的大视线SIM系统旨趣样机。实验考证了该按序的有用性,在20×物镜NA0.75的条目下,在分辨率升迁到1.8倍的同期成像视线可达1380μm×1035μm,具备3倍于传统SIM的浑沌量。图 4 大视线 SIM 样机的光路超分图像与径直宽场成像(原图)比拟分辨率和对比度泄露升迁,如图5所示,圈选了成像视线中5个图像子区进行对比不雅察,放大3倍后微丝结构明晰可见(海拉细胞样本)。图 5 海拉细胞的超分红像临了,对比了频域超分重建算法和空域超分重建算法的筹划速率。选择三步相移结构光对样天职别进行照明,3个角度加3个相位共赢得9幅低分辨率图像,即每幅超分图像共需要获取9 幅图像。每种图像分辨率下,筹划期间取100次重建筹划的均值,统计扫尾如表1所示。跟着图像分辨率的加多,筹划耗时泄露加多,通过分析考证了所述空域超分重建算法与传统频域超分重建算法比拟可大幅镌汰筹划耗时, 超分辨成像速率提高约10倍。在此基础上,聚拢GPU并行加快时刻可进一步将速率升迁15倍把握。论文信息:胡 浩,郜 鹏.一种大视线超分辨结构光照泄露微成像按序[J].仪器仪容学报,2023,44(5):177-183.DOI: 10. 19650 / j. cnki. cjsi. J2311050* 该时刻共享所触及笔墨及图片源于发表论文和汇集公开素材,不作念任何交易用途。



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