[发明专利]使用微流控芯片进行细胞全息重建观测的流路结构去除方法

权利要求书

1.使用微流控芯片进行细胞全息重建观测的流路结构去除方法，其特征在于：该方法包含如下步骤：

S1：读入待重建的细胞全息图，进行预处理，将细胞全息图从RGB彩色空间映射为灰度图像，对应像素映射关系：

Gray(a，b)＝0.229×R(a，b)+0.587×G(a，b)+0.114×B(a，b)

其中，a、b为行列坐标，R、G、B分别为三原色通道信息；

S2：设置图像分块尺寸，将全息图进行半窗长滑动分块处理；

S3：对于某一分块处理后全息图像块H在记录距离、重建波长下进行卷积重建，得到复矩阵；

S4：对重建所得复矩阵取模，得实数矩阵，经过灰度拉伸与归一化取整得到初步重建图像块，取各初步重建图块交叠部分对应的像素点的灰度取均值，作为整合重建图中的像素灰度，完成所有重建图块的整合；

S5：对于整幅整合重建图再次分块，使用最大类间方差设置灰度阈值得到整合重建图块内流路结构可能的成像区域；

S6：结合梯度判断与形态学滤波对流路结构进行进一步处理，排除掉观察用目标物体，获得流路结构的成像区域；

S7：将成像区域所对应的全息图重建所得的复矩阵中流路结构对应区域的数值保留，将其他位置的数据实部、虚部分别替换为矩阵各元素实部、虚部的均值，构建复数矩阵；

S8：按照卷积重建步骤反向执行，反衍射出复数矩阵对应的衍射信息矩阵holo；

S9：将成像区域所对应的全息图中的流路结构的衍射信息进行抵消，对抵消后的全息图进行卷积重建，得到纯净的细胞物体重建图；

S10：将细胞物体重建图按照对应全息图块分块顺序重新排列，得到芯片流路内所有细胞分布的完整重建图。

2.根据权利要求1所述的使用微流控芯片进行细胞全息重建观测的流路结构去除方法，其特征在于：

所述卷积重建具体为：

将全息图中衍射信息再现后对应光波表示为：

其中，

式中，j表示虚数单位，λ为重建光波长，θ为衍射角，z_i为观察面与记录面距离，x_i为重建图中像点横坐标，y_i为重建图中像点纵坐标，x为全息图中像点横坐标，y为全息图中像点纵坐标，C(x，y)为重建光波在传感器平面上的分布，H(x，y)为图像传感器所记录的全息图光强分布；

令C(x，y)的共轭为R(x，y)：

R(x，y)＝exp[-jk(xsinα+ysinβ)]

式中，α、β分别为平面参考光波与空间yoz平面和xoz平面的夹角，k为波数，k＝2π/λ；

根据线性系统理论，将再现图像复振幅表示为：

其中，k＝2π/λ，g为自由空间脉冲响应；

由卷积理论，使用傅里叶变换计算得到再现图像：

Z＝FT^-1[FT(H(x，y)·C(x，y))·FT(g)]

式中，FT()表示傅里叶变换，FT^-1()表示逆傅里叶变换。

3.根据权利要求2所述的使用微流控芯片进行细胞全息重建观测的流路结构去除方法，其特征在于：步骤S2具体包含：

S21：设图像分块边长为L，整幅图像的行列值为M和N，对应整除取图像的行、列所能排布图像块的个数分别为Row和Col；

Row＝M|L

Col＝N|L

S22：取整幅图像左上Row×L行与Col×L列区域为有效重建区域，进行图像裁剪；

S23：以L为分块边长对全息图有效区域进行滑动分块，横向、纵向滑动步长为L/2，直至各图像块平铺排布覆盖整个有效区域，且相邻块间均有四分之一面积区域交叠。