[发明专利]用于将全息显微图像转换成各种模态的显微图像的系统和方法

权利要求书

1.一种将利用全息显微镜获得的样本的图像转换成与利用具有不同显微图像模态的显微镜获得的显微图像基本上类似的图像的方法，包括：

利用所述全息显微镜获得所述样本的单个全息图像；

使用在计算装置上使用一个或多个处理器来执行的图像处理软件，将所述样本的所述全息图像反向传播到特定深度；

将所述样本的所述特定深度处的反向传播的全息图像输入到由所述计算装置执行的经训练的深层神经网络；并且

从经训练的所述深层神经网络输出所述样本的所述特定深度处的图像，其中，输出的图像与利用具有所述不同显微图像模态的所述显微镜在相同的所述特定深度处获得的所述样本的所述显微图像基本上类似。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述全息图像包括单色图像，并且所述输出的图像包括彩色图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述样本包括三维样本，并且所述输出的图像包括3D图像叠层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述全息显微镜包括相干光源或者部分相干光源。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输出的图像基本上没有散斑和干涉伪影、和/或孪生图像噪声。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，使用利用所述全息显微镜获得的多个训练图像以及利用具有不同图像模态的所述显微镜获得的与所述训练图像相对应的基准真实图像，来训练所述深层神经网络。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述不同图像模态包括明场显微图像。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述不同图像模态包括荧光显微图像。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述不同图像模态包括暗场显微图像。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，通过匹配来自相应的所述训练图像与所述基准真实图像的视场、然后进行金字塔弹性配准操作，来将相应的所述训练图像与所述基准真实图像彼此配准。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，所述输出的图像的横向和/或轴向分辨率超过利用具有所述不同图像模态的所述显微镜获得的输入图像和/或所述基准真实图像的横向和/或轴向分辨率。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算装置包括一个或多个图形处理单元(GPU)。

13.根据权利要求1所述的方法，包括从经训练的所述深层神经网络输出所述样本的不同深度处的多个图像，其中，多个输出的图像与利用具有所述不同显微图像模态的所述显微镜在相同的各个深度处获得的所述样本的对应显微图像基本上类似。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述全息显微镜包括无透镜显微镜。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述全息显微镜包括便携式显微镜。

16.一种将利用全息显微镜获得的样本的图像转换成与利用具有不同显微图像模态的显微镜获得的显微图像基本上类似的图像的方法，包括：

利用所述全息显微镜获得所述样本的单个全息图像；

将所述样本的所述全息图像输入到由计算装置执行的经训练的深层神经网络；并且

从经训练的所述深层神经网络输出所述样本的特定深度处的图像，其中，输出的图像与利用具有所述不同显微图像模态的所述显微镜在相同的特定深度处获得的所述样本的所述显微图像基本上类似。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述全息图像包括单色图像，并且所述输出的图像包括彩色图像。