一种大体积散射样本快速扫描三维成像方法及装置与流程

技术特征：
1.一种大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，包括：对样本进行成像，获得所述样本在不同方向的光场图像；将所述光场图像重排得到不同角度下的子孔径图像；通过计算仿真得到光场成像系统的点扩散函数；根据所述点扩散函数，并基于所述子孔径图像，使用相差估计同步重建算法进行三维重建。2.根据权利要求1所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，所述对样本进行成像，获得所述样本在不同方向的光场图像，包括：从不同角度对所述样本进行成像，每次旋转一定角度间隔以多角度成像，并在每次旋转完成后进行成像。3.根据权利要求1所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，所述通过计算仿真得到光场成像系统的点扩散函数，包括：模拟光路正向传播过程，计算出复数光场，通过相位调制，经过所述光路正向传播过程得到光强分布，以得到各个深度对应的子孔径点扩散函数。4.根据权利要求1所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，基于交替方向乘子法对于相位矩阵与三维重建结果进行交替优化。5.根据权利要求4所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，对于所述相位矩阵与强度矩阵进行全零初始化。6.根据权利要求5所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，对所述强度矩阵和所述相位矩阵进行优化，其中，选择旋转成像角度，通过阶次累加得到相差矫正矩阵，所述相差矫正矩阵将所述强度矩阵进行正向投影，并结合所述相差矫正矩阵进行矫正得到前向投影结果，计算所述前向投影结果与当前子孔径真值的误差矩阵得到计算结果，基于所述计算结果分别对于所述强度矩阵和所述相位矩阵执行梯度下降算法，进行优化。7.根据权利要求6所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，所述对强度矩阵进行优化，还包括：结合所述相差矫正矩阵进行背向投影，将所述误差矩阵投影到体积上，以对所述强度矩阵进行优化。8.根据权利要求7所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，顺序或乱序使用所有旋转角度的子孔径对于所述强度矩阵和所述相位矩阵进行优化。9.根据权利要求8所述的大体积散射样本快速扫描三维成像方法，其特征在于，重复对所述强度矩阵以及对所述相位矩阵进行优化，直到二者收敛，所述强度矩阵为经过相位矫正的所述三维重建结果。10.一种大体积散射样本快速扫描三维成像装置，包括：成像模块，用于对样本进行成像，获得所述样本在不同方向的光场图像；重排模块，用于将所述光场图像重排得到不同角度下的子孔径图像；计算模块，用于通过计算仿真得到光场成像系统的点扩散函数；重建模块，用于根据所述点扩散函数，并基于所述子孔径图像，使用相差估计同步重建算法进行三维重建。

技术总结
本申请提出一种大体积散射样本快速扫描三维成像方法和装置，其中，方法包括：对样本进行成像，获得样本在不同方向的光场图像，将光场图像重排得到不同角度下的子孔径图像，通过计算仿真得到光场成像系统的点扩散函数，根据点扩散函数，并基于子孔径图像，使用相差估计同步重建算法进行三维重建。本发明通过采用上述方法，可以快速的对于大体积样本进行原位快速三维成像，通过多角度的像差估计可以获取样本的三维折射率分布，最终重建得到去除相差的三维重建结果。三维重建结果。三维重建结果。


技术研发人员：戴琼海 陈一帆 熊博 张安科 吴嘉敏
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2021.07.08
技术公布日：2021/10/26