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光学技术2025年第06期:基于强度传输方程的生物显微多图像聚焦恢复技术

来源:期刊VIP网 时间:


作者:程鸿;张天一;孔勐;张成;卞锦超;

单位:安徽大学电子信息工程学院;合肥师范学院电子信息与集成电路学院;

摘要:针对使用显微镜观察生物样本时,视野出现的样本个体对应的聚焦位置不同造成无法全部聚焦成像的问题,提出了一种基于强度传输方程的多图像聚焦恢复技术。通过设计的图像采集装置,两个相机分别拍摄一次获取样本聚焦和散焦强度图,结合强度传输方程求解出相位信息,再利用角谱传播算法恢复不同深度细胞的聚焦状态。技术无需复杂、高成本的硬件改装即可避免传统方法中因机械调节带来的误差,同时可以获得高精度相位信息。模拟的血红细胞实验表明,算法恢复后细胞的聚焦误差降低到恢复前误差值的18.18%。利用植物组织和昆虫组织的实验验证了该技术对于离散和连续生物组织的聚焦位置恢复都有较好的普适性。

关键词:显微成像;;多图像聚焦;;强度传输方程;;相位;;角谱传播

基金资助:国家自然科学基金(62271005);; 安徽省高等学校自然科学基金(KJ2020ZD02、2022AH050089)