[发明专利]一种基于TV约束的断层相位显微镜重建方法

摘要

本发明公开了一种基于TV约束的断层相位显微镜重建方法，包括：(1)采集多角度的相位图像；(2)建立系统矩阵成像模型；(3)加入TV约束；(4)重建出三维折射率图像。本发明通过建立显微镜成像的系统矩阵模型，将数据采集过程中的各种不确定因素纳入统一的描述框架；基于图像的稀疏特性，有效缓解了由于缺失锥带来的图像轴向拉伸效应，提高了显微镜的轴向分辨率；同时也可以通过稀疏角度采集相位数据，减少了总的采集角的数量，从而减少成像时间，提高显微镜的时间分辨率，利于观察生物样品的动态特性。

主权项

一种基于TV约束的断层相位显微镜重建方法，包括如下步骤：(1)采集放样品和不放样品两种情况下对应多个角度的激光干涉图像，并从中解析出纯样品对应各角度的相位图像；(2)建立样品关于折射率与相位之间的系统模型如下：f＝Au+e其中：A为系统矩阵，u为平行于激光旋转方向任一断层的样品折射率图像，f对应为该断层的多角度样品相位图像，e为测量噪声向量；(3)基于上述系统模型加入TV约束，得到显微镜图像重建的目标函数如下，根据该目标函数遍历各断层进行优化求解，重建得到样品的三维折射率图像；$\underset{u}{\min }\left\{\frac{\mathrm{\μ}}{2}\right||Au-f|{|}_2+\left|\right|u\left|{|}_{tv}\right\}$其中：||||₂表示2范数，||||_tv表示TV范数，μ为权重系数。