[发明专利]图像重构方法、系统、电子装置及存储介质

说明书

本发明提供一种图像重构方法、系统、电子装置及存储介质，所述方法包括：对原始图像进行预处理，所述预处理包括去除原始图像背景及进行归一化处理；获取预处理后图像中的照明光参数；根据获取的照明光参数生成照明光亮度分布；及根据所述照明光亮度分布与预处理后的图像进行图像重构。应用本发明，提高了图像重建的质量，且适用于任何已知亮度分布的采样照明光。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像重构方法、系统、电子装置及存储介质。

背景技术

光学显微镜自从发明以来，因其可以清楚地观察活细胞、活组织的内部结构而广受欢迎，但光学衍射极限的存在限制了光学显微系统分辨率的提升。目前，多种超分辨成像技术已被提出，突破了光学衍射极限对光学显微系统分辨率的限制，其中,主流的超分辨成像技术主要有以下三类：

1)、基于荧光蛋白受激发射耗损原理的STED(全称为Stimulated EmissionDepletion Microscopy：受激发射损耗显微)方法；

2)、基于可随机开关的单分子荧光闪烁定位的STORM/PALM(全称为StochasticOptical Reconstruction Microscopy/Photoactivated Localization Microscopy：随机光学重构显微/光活化定位显微)方法；及

3)、基于结构光调制与解调制的SIM(全称为Structured IlluminationMicroscopy：结构光照明显微)方法。

其中，STED方法是通过纯光学的方法获得50nm甚至更低分辨率的一种超分辨方法，其成像不需要图像处理的拟合与重建，但弊端也很明显，例如，需要MW/cm级别的光功率激发样品，所以不适合用于对生物样品活组织进行长时间的成像。相对于STED方法，STORM/PALM方法需要的光照条件稍微低一些，为KW/cm级别，光学显微系统分辨率也可以达到50nm以下，但由于一次成像需要基于成千上万张单分子闪烁图像，所以其重构图像所需要采样的图像数量限制了其对生物样品的快速成像。SIM方法是基于傅立叶光学和算法重建，所需要的光功率最低，为W/cm级别,可长时间的获得活细胞的超分辨图像，同时，由于一次重建只需要4-15张采样图像，因此可以实现生物样品的快速成像。

二代基因测序是一种大规模平行测序或深度测序的技术，以其高通量、低成本、较高的测序准确性在临床和科研领域广泛的应用。二代测序采用高分辨显微成像，通过光学系统和相机采集测序芯片上DNA样品的荧光分子信号，将荧光分子图像送入碱基识别软件，最终解码图像信号得到最终的碱基序列。测序成本随着测序芯片上样品阵列密度的增加而下降，但是，随着测序芯片上样品阵列密度的不断增加，相邻样品之间的间距已经接近光学系统的衍射极限，导致测序质量的急剧下降，而超分辨技术为持续提升测序芯片密度降低测序成本提供了可能，尤其SIM方法以其低光漂白性和快速等优点更适合与测序技术结合。

SIM方法实现超分辨识别的其中一个手段是利用算法重构图像，然，目前图像重构采用的是一种频率截断拼接算法，丢失的频率信息会导致图像局部出现扭曲，另外，测序芯片点状样品的偏移将导致现有技术重构出现严重偏差。再者，现有技术中图像重构对照明光的数量和设计有限制，如需要多个方向照明，且每一方向的照明光至少3张；及现有技术中图像重构对照明光的类型亦有限制，如不适用于点状或其他形状的照明光。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种图像重构方法、系统、电子装置及存储介质，以解决上述问题中的至少一个问题。

第一方面，提供一种图像重构方法，所述方法包括：

对原始图像进行预处理，所述预处理包括去除原始图像背景及进行归一化处理；

获取预处理后图像中的照明光参数；

根据获取的照明光参数生成照明光亮度分布；及