三維定量光學(xué)顯微鏡圖像重建.pdf

1、三維斷層相位顯微鏡（tomographic phase microscopy, TPM）是在定量相位顯微鏡（quantitative phase microscopy, QPM）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的對生物樣本的折射率分布進行活體測量的一種新型顯微鏡系統(tǒng)。TPM通過相位投影以及多角度旋轉(zhuǎn)掃描的方式，利用一定的算法重建出生物樣本的三維折射率分布。
　　重建算法的選擇是影響圖像的空間分辨率和折射率表達準(zhǔn)確性的一個重要因素。隨著樣本內(nèi)細(xì)胞數(shù)

2、量的增加或者樣品結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜時，樣品對光波的衍射也將變得非常明顯，并在很大程度上影響著圖像的質(zhì)量，因此必須采用對光的衍射效應(yīng)有更好的適應(yīng)性的重建算法。
　　本文針對上述問題，基于Born一級近似和Rytov一級近似在圖像重建中分別對樣本厚度以及折射率梯度變化等因素敏感的特點，引入了Born一級近似和Rytov一級近似的混合近似，通過調(diào)整兩種近似的權(quán)重來最大化這兩種重建算法的優(yōu)點，從而提高圖像重建的精度。本文的主要內(nèi)容及貢獻如下

3、：
　　1、為了驗證這種混合近似算法對復(fù)雜樣本重建的有效性，本文進行了仿真實驗，通過合成三維修正Shepp-Logan S-L模型的散射場數(shù)據(jù)來模擬細(xì)胞對光波的衍射情況，為圖像處理算法研究提供了量化的基礎(chǔ)。隨后，分別采用Born一級近似、Rytov一級近似以及一級混合近似對其進行圖像重建并比較基于這三種近似的重建圖像算法的質(zhì)量。
　　2、為了進一步討論混合近似對真實實驗數(shù)據(jù)的適應(yīng)性，本文分別對單個聚苯乙烯微珠樣本和單層多個聚