[发明专利]一种用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法

权利要求书

1.一种用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法，其特征在于：其包括以下步骤：

(1)采集原始图像，构成图像数据集；

(2)设定一个图像强度倍数变化区间[A，B]，将采集的原始图像对应的强度校正系数初始值为1，在此基础上变换强度校正系数数值，调整图像的强度；调整的方法为将初始图像强度校正系数值按照区间[A，B]内的值根据一定步长t依次变化，每次测量图像都乘以不同的强度校正系数，每次变化后都计算一次评价函数；经过若干次迭代寻找最佳评价函数与最佳亮度倍数的过程，找到最合适的亮度倍数值；

(3)对每张低分辨率图像都按照最合适的亮度倍数值调整，就完成了图像的亮度校正；

(4)经过校正后的图像进行高分辨率重构，得到重构图像。

2.根据权利要求1所述的用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法，其特征在于：所述步骤(2)中评价函数为目标复振幅图像与测量图像强度值差值的平方，其计算方法如下：先利用传统GS重构方法进行一次重构，得到一张高分辨率图像作为初始估计值，对其进行傅里叶变换，得到初始估计频谱，在初始估计频谱上寻找一块子区域频谱图，对其进行傅里叶逆变换，得到一张目标复振幅图像I₁，将其强度值记为Er₁，其对应的测量图像记为I₂，将其强度值记为Er₂，初始评价函数值记为Er＝(Er₁-Er₂)²，并将Er记为最优评价函数Er_best；当图像经过亮度校正系数调整之后，得到新的测量图像I_2new，将强度值记为Er_2new，利用新的测量图像更新目标复振幅图像，得到新的目标复振幅图像I_1new，将其强度值记为Er_1new，计算新的评价函数值Er_new＝(E_r1new-Er_2new)²，当Er_new＜Er_best时，将Er_new记为Er_best，其对应的强度校正系数为最优校正系数，当Er_new＞Er_best时，Er_best不变。

3.根据权利要求2所述的用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法，其特征在于：所述步骤(2)中经过多次迭代寻找最佳评价函数与最佳亮度倍数的过程，找到每张图像最合适的亮度倍数值。

4.根据权利要求3所述的用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法，其特征在于：所述步骤(4)中，图像重构，对采集的多张低分辨率图像进行FPM算法重构。

5.根据权利要求4所述的用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法，其特征在于：所述步骤(4)中，图像重构通过相位恢复算法中的GS相位恢复算法进行超分辨率重构。

6.根据权利要求5所述的用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法，其特征在于：所述步骤(4)以GS相位恢复算法进行超分辨率重构，包括以下分步骤：

(4.1)将LED阵列上中心LED灯拍摄的图像进行插值处理，作为空域初始估计值；

(4.2)将插值后的图像进行傅立叶变换得到频域初始估计值；

(4.3)在得到的频谱图中选取一块子区域进行傅里叶逆变换，得到目标复振幅图像，目标复振幅图像包含振幅信息和相位信息；

(4.4)保持目标复振幅图像相位信息不变，用LED阵列上对应位置LED灯拍摄的实际图像替换其振幅信息，得到更新后的目标复振幅图像；

(4.5)将更新后的目标复振幅图像进行傅里叶变换，得到更新后的频谱图，用更新后的频谱图替换初始频谱图的对应子频谱区域；

(4.6)重复步骤(4.3)-(4.5)，完成所有子频谱更新；

(4.7)重复步骤(4.3)-(4.6)使结果收敛，得到图像高频信息增强的高分辨率频谱图像，再进行傅里叶逆变换，得到空域中的高分辨率图像。

7.根据权利要求6所述的用于傅里叶叠层显微成像技术的光强校正方法，其特征在于：还包括步骤(5)，结果检验，对比原始低分辨倍率图像、未经光照不均匀误差校正的重构图像、经过光照不均匀误差校正的重构图像后发现，光照不均匀误差会造成重构图像质量变差，进过校正之后，分辨率有所提高，同时图像背景更均匀。