体积光片图像重建的即插即用框架
计算机视觉与模式识别
2025-11-06 v1 数值分析
数值分析
摘要
心脏收缩是一个在毫秒尺度上跨三维组织展开的快速、协调的过程。传统的光学成像方法往往不足以捕捉心脏中动态细胞结构，因为存在空间分辨率与时间分辨率之间的根本性权衡。为克服这些限制，我们提出了一个高性能的计算成像框架，将压缩感知（CS）与光片显微镜（LSM）相集成，用于高效、低毒性的心脏成像。该系统通过使用数字微镜镜像装置（DMD）实现荧光信号的压缩采集。我们提出的即插即用（PnP）框架采用交替方向乘子方法（ADMM）求解，灵活地整合了先进的去噪器，包括 Tikhonov、总变异（TV）和 BM3D。为保留动态成像中结构的连续性，我们进一步引入了在相邻 z 切片之间实现平滑性的时域正则化。在高压缩比率下对斑马鱼心脏成像的实验结果表明，所提出的方法成功地重建了具有优异去噪性能和图像清晰度的细胞结构，验证了该算法在实际世界中高速、低光强生物成像场景下的有效性和鲁健性。
引用
@article{arxiv.2511.03093,
title = {A Plug-and-Play Framework for Volumetric Light-Sheet Image Reconstruction},
author = {Yi Gong and Xinyuan Zhang and Jichen Chai and Yichen Ding and Yifei Lou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.03093},
year = {2025}
}