重建图像扫描显微镜数据集：一个逆问题
图像与视频处理
2023-05-10 v1 光学
摘要
共焦激光扫描显微镜（CLSM）是最受欢迎的荧光成像光学架构之一。在CLSM中，聚焦激光束激发特定样品位置的荧光发射。一些执行器在样本上扫描被测区域，光电探测器为每个扫描点采集单个强度值，逐像素构建二维图像。近年来，新型快速单光子阵列探测器已能够为每个扫描点记录被测区域的完整二维图像，将CLSM转变为图像扫描显微镜（ISM）。后者相比传统成像有显著改进，但需要一种最优处理工具从四维数据集中提取超分辨图像。在此，我们从统计角度描述ISM中的图像形成过程，并利用贝叶斯框架构建多图像反卷积问题。值得注意的是，单光子探测器仅受光子散粒噪声影响，从而能够建立有效的似然模型。我们推导了一种迭代似然最大化算法，并在实验和模拟数据上进行了测试。此外，我们证明了ISM数据集具有冗余性，使得以两倍扫描步长进行采样重建成为可能。我们的结果证明，在ISM中，适当条件下奈奎斯特-香农采样准则被有效放宽。这一发现可用于将采集过程加速四倍，进一步提升ISM系统的通用性。
引用
@article{arxiv.2211.12510,
title = {Reconstructing the Image Scanning Microscopy Dataset: an Inverse Problem},
author = {Alessandro Zunino and Marco Castello and Giuseppe Vicidomini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.12510},
year = {2023}
}