【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学成像，尤其涉及一种双光子合成孔径显微成像方法、系统、设备及介质。
技术介绍
1、在诸如共聚焦显微镜、双光子显微镜等基于点扫描成像的成像框架中，采样需要满足奈奎斯特采样定理才能实现光学衍射极限的高空间分辨率成像。比如，光学成像系统的衍射极限为500nm，那么采样时相邻两个像素的距离应该小于或者等于250nm，才能使显微图像获得最佳的成像分辨率。
2、但是，在这种情况下，高空间分辨率成像需要十分密集的采样，严重限制了扫描系统的成像速度。稀疏采样能够提高成像速度的有效手段，却会带来严重的分辨率的损失。
3、因此，亟需提出一种双光子合成孔径显微(two-photon synthetic aperturemicroscopy，2psam)成像方法、系统、设备和介质，以解决稀疏采样时导致的空间分辨率的损失的技术问题。
技术实现思路
1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种双光子合成孔径显微成像方法和系统，以解决相关技术中稀疏采样时导致的空间分辨率的损失的技术问题。
2、本说明书一个或多个实施例提供了一种双光子合成孔径显微成像方法，包括以下步骤：
3、通过双光子合成孔径显微镜采集预设多个采样视角的双光子激发投影图像，对所述双光子激发投影图像进行上采样处理得到多像素图像；
4、采用sparse-frl(sparse-3d richard-lucy，稀疏采样三维解卷积算法)三维重建算法对所述多像素图像进行相空间重建，
5、优选地，通过双光子合成孔径显微镜中的共振振镜进行固定频率扫描，并通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样。
6、优选地，所述通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样，还包括以下步骤：
7、将降采样后的相邻两像素之间的物理距离按照所述预设多个采样视角的数量均分；
8、通过所述预设多个采样视角分别采集均分后的每一个空隙位置的双光子激发投影图像，其中，不同采样视角中的每一个对应的相邻两像素之间都存在错位。
9、优选地，所述采用sparse-frl三维重建算法对所述多像素图像进行相空间重建，还包括以下步骤：
10、成像系统点扩散函数的数据之间具有与所述投影图像一致的所述错位。
11、本说明书一个或多个实施例提供了一种双光子合成孔径显微成像系统，包括采集模块和重建模块；
12、所述采集模块，用于通过双光子合成孔径显微镜采集预设多个采样视角的双光子激发投影图像，对所述双光子激发投影图像进行上采样处理得到多像素图像；
13、所述重建模块，用于采用sparse-frl三维重建算法对所述多像素图像进行相空间重建，将重建后的图像上采样处理后得到高分辨率的三维双光子成像结果，其中，对所述多像素图像进行上采样处理后再进行重建误差估计，以抑制重建伪影。
14、优选地，通过双光子合成孔径显微镜中的共振振镜进行固定频率扫描，并通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样。
15、优选地，所述采集模块还配置为将降采样后的相邻两像素之间的物理距离按照所述预设多个采样视角的数量均分；
16、通过所述预设多个采样视角分别采集均分后的每一个空隙位置的双光子激发投影图像，其中，不同采样视角中的每一个对应的相邻两像素之间都存在错位。
17、优选地，所述重建模块，还配置为成像系统点扩散函数的数据之间具有与所述投影图像一致的所述错位。
18、本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述双光子合成孔径显微成像方法。
19、本说明书一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述双光子合成孔径显微成像方法的步骤。
20、本公开提供的一种双光子合成孔径显微成像方法、系统、设备及介质，优点在于，通过双光子合成孔径显微镜采集预设多个采样视角的双光子激发投影图像，对所述双光子激发投影图像进行上采样处理得到多像素图像，能够在降采样成像时以空间角度信息耦合采集的方式编码样本的高频三维信息，提高降采样的成像性能；采用sparse-frl三维重建算法对所述多像素图像进行相空间重建，将重建后的图像上采样后得到高分辨率的三维双光子成像结果，其中，其中，对所述多像素图像进行上采样处理后再进行重建误差估计，以抑制重建伪影，在不损失空间分辨率的情况下大大提升了双光子合成孔径显微镜的成像速度。
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1.一种双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，通过双光子合成孔径显微镜中的共振振镜进行固定频率扫描，并通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样。
3.如权利要求2所述的双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，所述通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样，还包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，所述采用sparse-fRL三维重建算法对所述多像素图像进行相空间重建，还包括以下步骤：
5.一种双光子合成孔径显微成像系统，其特征在于包括采集模块和重建模块；
6.如权利要求5所述的双光子合成孔径显微成像系统，其特征在于，通过双光子合成孔径显微镜中的共振振镜进行固定频率扫描，并通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样。
7.如权利要求6所述的双光子合成孔径显微成像系统，其特征在于，所述采集模块还配置为将降采样后的相邻两
8.如权利要求7所述的双光子合成孔径显微成像系统，其特征在于，所述重建模块，还配置为成像系统点扩散函数的数据之间具有与所述投影图像一致的所述错位。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述双光子合成孔径显微成像方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述双光子合成孔径显微成像方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，通过双光子合成孔径显微镜中的共振振镜进行固定频率扫描，并通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样。
3.如权利要求2所述的双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，所述通过双光子合成孔径显微镜中的线性振镜进行双光子激发投影图像的稀疏采样，还包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的双光子合成孔径显微成像方法，其特征在于，所述采用sparse-frl三维重建算法对所述多像素图像进行相空间重建，还包括以下步骤：
5.一种双光子合成孔径显微成像系统，其特征在于包括采集模块和重建模块；
6.如权利要求5所述的双光子合成孔径显微成像系统，其特征在于，通过双光子合成孔径显微镜中的共振振镜进行固定频率扫...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志锋，卢志，
申请(专利权)人：杭州涿溪脑与智能研究所，
类型：发明
国别省市：
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