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长春光机所提出傅里叶叠层恢复算法

时间:2019-11-03 08:48来源:未知 作者:admin 点击:
作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  傅里叶叠层成像(FPM)是近年提出的一个可以获得大视场、高分辨率图像的测量方法。FPM的装置类似光学显微镜,只是将光源替换成一个LED阵列,通过按特定顺序点亮单个LED照明时在相机端获得一系列低分辨率(LR)图像,由于不同低分辨率图对应着样本频谱中的特定子区域,故可以通过优化算法在频域中将低分辨率图片的信息进行融合,获得超出系统物镜极限分辨率并保留其原有视场的高分辨率振幅和相位图片。

  用于FPM的传统算法(如GS、AS)通常将系统的传递函数默认成相干传递函数(CTF),即认为系统的成像过程为相干成像。然而由于LED光源的部分相干性以及系统中的像差使得简单的采用CTF作为传递函数将影响算法的收敛性和鲁棒性,导致其出现收敛错误,使重建高分辨率图片的质量偏低,这种错误在像差较大的边缘视场处尤为明显。

  为了解决该问题,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室液晶光学课题组提出了基于神经网络结构的恢复算法(FINN-P),并将光瞳函数的恢复过程嵌入其中。该算法可以正确地恢复出系统的光瞳函数并以此对高分辨率图进行重建,提升了算法的鲁棒性,降低了光源的相干性以及系统像差对重建结果带来的影响,下期开马资料网并成功地解决了传统算法在视场边缘处会出现收敛错误的问题。对分辨率板和实际生物样本图片使用该算法处理后,图像质量有了明显提高。开奖直播现场课题组孙铭璐、李大禹、穆全全等将相关结果以

  Neural network model combined with pupil recovery for Fourier ptychographic microscopy

  傅里叶叠层成像(FPM)是近年提出的一个可以获得大视场、高分辨率图像的测量方法。FPM的装置类似光学显微镜,只是将光源替换成一个LED阵列,通过按特定顺序点亮单个LED照明时在相机端获得一系列低分辨率(LR)图像,由于不同低分辨率图对应着样本频谱中的特定子区域,故可以通过优化算法在频域中将低分辨率图片的信息进行融合,获得超出系统物镜极限分辨率并保留其原有视场的高分辨率振幅和相位图片。

  用于FPM的传统算法(如GS、AS)通常将系统的传递函数默认成相干传递函数(CTF),即认为系统的成像过程为相干成像。然而由于LED光源的部分相干性以及系统中的像差使得简单的采用CTF作为传递函数将影响算法的收敛性和鲁棒性,导致其出现收敛错误,使重建高分辨率图片的质量偏低,这种错误在像差较大的边缘视场处尤为明显。

  为了解决该问题,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室液晶光学课题组提出了基于神经网络结构的恢复算法(FINN-P),并将光瞳函数的恢复过程嵌入其中。该算法可以正确地恢复出系统的光瞳函数并以此对高分辨率图进行重建,提升了算法的鲁棒性,降低了光源的相干性以及系统像差对重建结果带来的影响,并成功地解决了传统算法在视场边缘处会出现收敛错误的问题。对分辨率板和实际生物样本图片使用该算法处理后,图像质量有了明显提高。课题组孙铭璐、李大禹、穆全全等将相关结果以Neural network model combined with pupil recovery for Fourier ptychographic microscopy 为题发表在Opt. Express(2019年, 27卷, 17期, 24161-24174)上。

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