分频能量调整在高分辨傅里叶显微技术中的应用

目的 高分辨傅里叶显微技术(FPM)是利用一组不同角度入射光下采集的低分辨率图像重建高分辨率图像的技术,该技术主要的理论基础是相位还原和综合孔径技术.低分辨图像和高分辨率图像在频域中的差异体现在高频段中的能量,高分辨率图像高频段能量更多.但是此前的方法重建的图像在高频段内的能量仍然较少.针对该问题,提出了一种新的FPM迭代更新模式——分频能量调整(BE).方法 基于高分辨率图像在傅里叶空间的能量分布的先验,在迭代过程中加入分频能量调整,来约束更新过程中的能量分布,从而使重建图像在能量上更接近于高分辨率图像,进一步提高图像的分辨率,突出边缘信息.结果 在光学分辨率检验板和蚕豆气孔数据上对比增加光瞳函数恢复的FPM方法(EPRY-FPM)和添加分频能量调整的FPM方法(BE-FPM),实验表明,BE-FPM能进一步提高重建图像分辨率,突出边缘信息.为验证算法的鲁棒性,对样本添加模拟产生的高斯噪声和椒盐噪声,重建结果的视觉效果表明本文方法对噪声的鲁棒性更优.结论 本文方法能进一步提高重建图像的分辨率,并且突出边缘信息.在噪声图像中比EPRY-FPM的更新模式具有更高的鲁棒性.在生物样本中,很多的图像具有相似的分布,而相似分布的样本在傅里叶空间的能量分布具有一致性,因此,BE-FPM方法在部分高分辨率样本重建大样本,单幅高分辨率样本重建同类样本等问题上有较大的应用潜力.