基于像差校正闭式复场重建的高分辨大视场无标记成像
光学
2023-09-06 v1 图像与视频处理
摘要
计算成像方法使现代显微镜具备产生高分辨、大视场、无像差图像的能力。主导性的计算无标记成像方法之一——傅里叶叠层显微术（FPM）通过采用多倾角照明有效提升了传统显微镜的空间带宽积，从而实现高通量成像。然而，其迭代重建方法易于受参数选择影响，计算开销大，且在过度像差下往往失效。近来，空间 Kramers-Kronig 方法表明解析重建复场是可能的，但缺乏校正像差或提供扩展分辨率增强的能力。在此，我们提出一种称为 APIC 的闭式方法，它结合了两种方法的优势。APIC 中建立了一种新的解析相位恢复框架，首次证明了解析重建与暗场测量相关的复场的可行性。此外，APIC 可在无额外硬件的情况下解析恢复成像系统的复像差。通过避免迭代算法，APIC 无需人工设计的收敛度量，且总能获得闭式复场解。由于其解析性质，APIC 重建的保真性与正确性得以保证。我们通过实验证明，在限定相同测量数量时，APIC 给出正确重建结果而 FPM 失败。同时，在使用边长为 256 的图像块时，APIC 实现了 2.8 倍更快的计算。我们还证明相较于 FPM，APIC 对像差具有前所未有的鲁棒性——实验中在使用 NA 0.25 物镜时，APIC 能够处理最大相位差超过 3.8 的像差。
引用
@article{arxiv.2309.00755,
title = {High-resolution, large field-of-view label-free imaging via aberration-corrected, closed-form complex field reconstruction},
author = {Ruizhi Cao and Cheng Shen and Changhuei Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.00755},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 5 figures