[发明专利]一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置及方法

摘要

本发明涉及一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置与方法，包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路。近红外荧光样品受激产生近红外荧光显微图像；数字微镜器件对近红外荧光显微图像沿时间轴进行编码并通过近红外单元探测器进行单点成像；使用阿达玛变换理论实现近红外荧光显微图像的重构。本发明的优势在于无需增加机械扫描结构，取代价格昂贵的近红外面阵探测器成像设备，大幅度减少近红外荧光显微成像系统的复杂性以及成本。

主权项

1.一种基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像装置，包括近红外荧光激发光路、前置成像光路以及会聚光路，其特征在于：近红外荧光激发光路由激发光源、近红外荧光显微镜以及近红外荧光样品构成；所述前置成像光路包括第一透镜组、数字微镜器件；所述会聚光路包括第二透镜组和近红外单元探测器；所述的成像装置的基于阿达玛变换的近红外荧光显微单元成像方法包括以下步骤：1)激发光源激发近红外荧光样品，产生近红外荧光图像F；2)近红外荧光图像F经第一透镜组聚焦在数字微镜器件上并成像：上式中，矩阵S中的元素分别对应数字微镜器件中的微型镜面的翻转状态，其取值分别为0或1，数值0表示微型镜面将近红外荧光反射到吸收板上，数值1表示微型镜面将近红外荧光反射到探测器上接收；P表示近红外荧光图像总像素大小，P＝p₁×p₂；p₁和p₂分别为水平、垂直方向像素总大小；3)根据阿达玛变换理论，对步骤2)中的矩阵S每一行按近红外荧光图像尺寸进行重新排列，生成二维调制图像序列S₁,S₂,…,S_P；                                                             4)数字微镜器件根据二维调制图像序列S₁,S₂,…,S_P，沿时间轴控制微型镜面对近红外荧光图像进行编码；5)数字微镜器件编码后的近红外荧光图像，经第二透镜组聚焦在近红外单元探测器上：上式中，f₁,f₂,…,f_P为近红外荧光图像F压缩为一维的数据；y₁,y₂,…,y_P为近红外单元探测器在不同时刻采集到的单点数据；6)计算机根据近红外单元探测器在不同时刻采集到的单点数据，使用阿达玛逆变换进行重构近红外荧光图像F：上式中，上标“‑1”表示对矩阵求逆。