专利详情

标题基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统及方法
[标]当前申请(专利权)人南开大学
申请日2023年1月9日
申请号CN202310025862.9
公开(公告)日2024年8月6日
公开(公告)号CN115980989B
授权日2024年8月6日
法律状态/事件授权
专利类型授权发明
发明人赵星 | 王京凡 | 黎达 | 王雁 | 张琳 | 赵新恒
受理局中国
当前申请人(专利权)地址300071 天津市南开区卫津路94号 (天津,天津,南开区)
IPC分类号G02B21/00 | G02B21/36 | G02B27/00 | G01N21/84
国民经济行业分类号C4040 | C4028
代理机构北京东方盛凡知识产权代理有限公司
代理人林佳纯

摘要

本发明公开了基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统及方法,包括:透射式显微成像系统、与显微成像系统物镜数值孔径匹配的科勒照明系统、孔径光阑、用于中继物镜后焦面的傅里叶透镜、分割像面的微透镜阵列和采集图像的相机;所述显微成像系统包括显微物镜,管透镜和放置样品的三维位移台;所述孔径光阑放置于所述显微成像系统的原始像面处,所述傅里叶透镜与所述管透镜组成4F系统,所述微透镜阵列放置于所述傅里叶透镜后焦面处,所述相机放置于所述微透镜阵列后焦面处。本发明提高成像的时间分辨率,能够以相机限制的帧率成像,彻底消除拍摄运动目标所带来的运动伪影。

1.基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法,该方法应用于基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统,该系统包括:透射式显微成像系统、与显微成像系统物镜数值孔径匹配的科勒照明系统、孔径光阑、用于中继物镜后焦面的傅里叶透镜、分割像面的微透镜阵列和采集图像的相机;所述显微成像系统包括显微物镜,管透镜和放置样品的三维位移台;所述孔径光阑放置于所述显微成像系统的原始像面处,所述傅里叶透镜与所述管透镜组成4F系统,所述微透镜阵列放置于所述傅里叶透镜后焦面处,所述相机放置于所述微透镜阵列后焦面处;所述孔径光阑、所述傅里叶透镜和所述微透镜阵列满足:rFS=rml·ffl/fml,其中,rFS是孔径光阑的半径,rml是微透镜阵列的间距,ffl是傅里叶透镜的焦距,fml是微透镜阵列的焦距;其特征在于,方法包括以下步骤:通过计算点光源在不同位置的波前分布,构建傅里叶光场传输模型; 获取原始光场图像,并将所述原始光场图像分割为四幅图像; 将所述四幅图像输入所述傅里叶光场传输模型,采用Richardson-Lucy解卷积算法对所述四幅图像进行解卷积,获得照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈; 基于所述照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈,根据差分相衬成像获得样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈; 根据样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈,基于弱目标近似的相位传输函数在Tikhonov准则下反卷积获得相位层析成像; 点光源在不同位置的波前分布包括物镜前焦面的波前分布、物镜后焦面的波前分布、微透镜阵列前的波前分布、微透镜阵列后波前分布和相机表面波前分布; 获得所述物镜前焦面的波前分布的方法包括: 基于点光源位于物镜前,根据Rayleigh-Sommerfeld理论,获得所述物镜前焦面的波前分布,计算如下: 其中,U0(x,y;o)是所述物镜前焦面的波前分布,A是光源场的振幅,o=(0,0,oz=fobj+Δzo)为点光源的坐标,为物点(x,y)和点光源在物镜前焦面的距离,k=2π/λ,k是波数,λ是波长,i是虚数单位,e是自然对数; 获得所述物镜后焦面的波前分布的方法包括: 根据Debye标量理论,获得所述物镜后焦面的波前分布,计算如下: 其中,UAS(ras;o)所述物镜后焦面的波前分布,ras表示光阑位置的横向坐标,α为孔径角,θ=sin-1(ras/fobj),fobj是物镜焦距,J0是一阶贝塞尔函数,k是波数; 获得所述微透镜阵列前的波前分布的方法包括: 其中,UMLA-是所述微透镜阵列前的波前分布,为中继放大倍率,ftube是管透镜的焦距,(xmla,ymla)是微透镜坐标; 获得所述微透镜阵列后波前分布的方法包括: UMLA+(xmla,ymla;o)=UMLA-(xmla,ymla;o)·T(xmla,ymla) 其中,UMLA+为所述微透镜阵列后波前分布,T为微透镜阵列的透过率函数; 获得相机表面波前分布的方法包括: 其中,Usens(xs,ys;o)为相机表面波前分布,(xs,ys)为相机平面坐标,为逆傅里叶变换,为傅里叶变换,Hrs为Rayleigh-Sommerfeld传输方程,(fX,fY)为相机平面空间频率。 2.如权利要求1所述的基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法,其特征在于,获得照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈的方法包括: 使用相机记录下原始光场图像,将原始光场图像划分为四部分,定义原始光场图像的上半部分为Iup,定义原始光场图像的下半部分为Idown,定义原始光场图像的左半部分为Ileft,定义原始光场图像的右半部分为Lright;使用Richardson-Lucy解卷积算法分别对Iup、Idown、Ileft、Iright进行恢复,获取对应于Iup的照明方向为上的强度图像堆栈Iup_stack、对应于Idown的照明方向为下的强度图像堆栈Idown_stack、对应于Ileft的照明方向为左的强度图像堆栈Ileft_stack和对应于Iright的照明方向为右的强度图像堆栈Iright_stack;其中Iup_stack包含若干张图像,Idown_stack包含若干张图像,Ileft_stack包含若干张图像,Iright_stack包含若干张图像。 3.如权利要求1所述的基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法,其特征在于,基于所述照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈,根据差分相衬成像获得样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈的方法包括: 其中,IDPC,1,m为上下方向的差分相衬图像,IDPC,2,m为左右方向的差分相衬图像,Iup,m为上方照明得到的强度堆栈,Idown,m为下方照明得到的强度堆栈,Ileft,m为左方照明得到的强度堆栈,Iright,m为右方照明得到的强度堆栈,m为堆栈序号。 4.如权利要求1所述的基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法,其特征在于,基于弱目标近似的相位传输函数包括: 线性化的被测强度与样品的吸收和相位之间的传递函数: 基于弱目标近似的非相干照明条件下的光学传递函数进一步简化为: 其中,μ(r)为放置在三维位移台上样品的吸收分布,为放置在三维位移台上样品的相位分布,代表傅里叶变换,B为背景项,Habs(u)为吸收传递函数,Hphi(u)为相位传递函数,u=(ux,uy)为空间频率坐标; 背景项为通过成像系统的总能量为: B=∫∫S(u′)|P(u′)|2d2u′ 吸收传递函数为: Habs(u)=-[∫∫S(u′)P*(u′)P(u′+u)d2u′+∫∫S(u′)P*(u′)P(u′-u)d2u′] 相位传递函数为: Hphi(u)=i[∫∫S(u′)P*(u′)P(u′+u)d2u′-∫∫S(u′)P*(u′)P(u′-u)d2u′] 其中,u′为光源平面的缩放坐标,光源分布S(u′)为P为光瞳函数。 5.如权利要求1所述的基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法,其特征在于,根据样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈,基于弱目标近似的相位传输函数在Tikhonov准则下反卷积获得相位层析成像的方法包括: 傅里叶域中相位分布和系统的传递函数为: 通过正则化最小二乘法定量相位信息包括: 其中,α为正则化参数,j为轴数,为逆傅里叶变换, 对所述差分相衬图像堆栈的每一层进行相位恢复,获得定量相位层析图像。

技术领域 [0001]本发明属于光学显微成像、定量相位成像技术,尤其涉及基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统及方法。 背景技术 [0002]在波动光学中,单色相干光场可以使用二维复振幅函数来描述,包含幅值和相位两个组成部分。可见光的高时间频率和目前现有探测器的有限的带宽使得光的相位信息无法被直接探测,只能得到光的强度和振幅信息。然而当人们试图在显微镜下观察微观生命时,相位信息的重要性便表现的尤为突出。大部分的生物细胞是无色透明的,其在可见光波段的吸收极小,在普通明场显微镜下有较小的对比度,无法清晰观察细胞结构及其生理活动。 [0003]为了实现细胞的清晰观察,目前主要有两种解决方案:一是研究人员设计了各种外源性标记策略,其中荧光和染色是用来提高观察对比度的主要方法,然而,这两种手段会干扰内源性生物过程,同时也对活细胞的长时间成像提出了挑战。二是采用“无标记”成像手段,最具代表性的是干涉测量方案,然而干涉测量方案的缺点也十分明显:(1)使用高相干光源不仅限制了成像系统的空间分辨能力,还会引入散斑相干噪声;(2)额外的参考光路的引入使系统变的复杂,而且对测量环境(如:气流扰动、环境振动)敏感;(3)从干涉图中解调的相位被包裹在2π范围内,需要额外的解包裹算法。另一种方案则无需干涉光源,被称为相位恢复。DPC(差分相衬)为一种相位恢复技术,2015年田磊等人提出了LED阵列显微镜中的定量差分相位成像方法,采用4轴对称的半圆形照明采集四幅图像,计算得到相位梯度进行求解相位。在该方法中,虽然采用了方便更改形状的LED阵列进行照明,但仍需要拍摄多次图像才能实现相位恢复。这不可避免的引入了运动模糊,并降低了系统的时间分辨能力。并且该方法得到的是二维的相位信息,模糊了目标物的内部折射率分布,虽然在2016年Michael Chen等人提出了3D定量差分相衬成像,但需要在纵向采集几百幅图像,大大降低了采集速度,并且只能用于静态物体的三维相位层析。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提出基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统及方法,提高成像的时间分辨率,能够以相机限制的帧率成像,彻底消除拍摄运动目标所带来的运动伪影。 [0005]一方面为实现上述目的,本发明提供了基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统,包括:透射式显微成像系统、与显微成像系统物镜数值孔径匹配的科勒照明系统、孔径光阑、用于中继物镜后焦面的傅里叶透镜、分割像面的微透镜阵列和采集图像的相机;所述显微成像系统包括显微物镜,管透镜和放置样品的三维位移台;所述孔径光阑放置于所述显微成像系统的原始像面处,所述傅里叶透镜与所述管透镜组成4F系统,所述微透镜阵列放置于所述傅里叶透镜后焦面处,所述相机放置于所述微透镜阵列后焦面处。 [0006]可选的,所述孔径光阑、所述傅里叶透镜和所述微透镜阵列满足: [0007]rFS=rml·ffl/fml [0008]其中,rFS是孔径光阑的半径,rml是微透镜阵列的间距,ffl是傅里叶透镜的焦距,fml是微透镜阵列的焦距。 [0009]另一方面为实现上述目的,本发明提供了基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法,包括以下步骤: [0010]通过计算点光源在不同位置的波前分布,构建傅里叶光场传输模型; [0011]获取原始光场图像,并将所述原始光场图像分割为四幅图像; [0012]将所述四幅图像输入所述傅里叶光场传输模型,采用Richardson-Lucy解卷积算法对所述四幅图像进行解卷积,获得照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈; [0013]基于所述照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈,根据差分相衬成像获得样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈; [0014]根据样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈,基于弱目标近似的相位传输函数在Tikhonov准则下反卷积获得相位层析成像。 [0015]可选的,点光源在不同位置的波前分布包括物镜前焦面的波前分布、物镜后焦面的波前分布、微透镜阵列前的波前分布、微透镜阵列后波前分布和相机表面波前分布。 [0016]可选的,获得所述物镜前焦面的波前分布的方法包括: [0017]基于点光源位于物镜前,根据Rayleigh-Sommerfeld理论,获得所述物镜前焦面的波前分布,计算如下: [0018] [0019]其中,U0(x,y;o)是所述物镜前焦面的波前分布,A是光源场的振幅,o=(0,0,oz=fobj+Δzo)为点光源的坐标,为物点(x,y)和点光源在物镜前焦面的距离,k=2π/λ,k是波数,λ是波长,i是虚数单位,e是自然对数; [0020]获得所述物镜后焦面的波前分布的方法包括: [0021]根据Debye标量理论,获得所述物镜后焦面的波前分布,计算如下: [0022] [0023]其中,UAS(ras;o)所述物镜后焦面的波前分布,ras表示光阑位置的横向坐标,α为孔径角,θ=sin-1(ras/fobj),fobj是物镜焦距,J0是一阶贝塞尔函数,k是波数; [0024]获得所述微透镜阵列前的波前分布的方法包括: [0025] [0026]其中,UMLA-是所述微透镜阵列前的波前分布,为中继放大倍率,ftube是管透镜5的焦距,(xmla,ymla)是微透镜坐标; [0027]获得所述微透镜阵列后波前分布的方法包括: [0028]U+(x,y;o)=U-(xmla,yl;o)·T(xmla,y) [0029]其中,UMLA+为所述微透镜阵列后波前分布,T为微透镜阵列的透过率函数; [0030]获得相机表面波前分布的方法包括: [0031] [0032]其中,Usens(xs,ys;o)为相机表面波前分布,(xs,ys)为相机平面坐标,为逆傅里叶变换,为傅里叶变换,Hrs为Rayleigh-Sommerfeld传输方程,(fX,fY)为相机平面空间频率。 [0033]可选的,获得照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈的方法包括: [0034]使用相机记录下原始光场图像,将原始光场图像划分为四部分,定义原始光场图像的上半部分为Iup,定义原始光场图像的下半部分为Idown,定义原始光场图像的左半部分为Ileft,定义原始光场图像的右半部分为Iright;使用Richardson-Lucy解卷积算法分别对Iup、Idown、Ileft、Iright进行恢复,获取对应于Iup的照明方向为上的强度图像堆栈Iup_stack、对应于Idown的照明方向为下的强度图像堆栈Idown_stack、对应于Ileft的照明方向为左的强度图像堆栈Ileft_stack和对应于Iright的照明方向为右的强度图像堆栈Iright_stack;其中Iup_stack包含若干张图像,Idown_stack包含若干张图像,Ileft_stack包含若干张图像,Iright_stack包含若干张图像。 [0035]可选的,基于所述照明方向为上、下、左、右的强度图像堆栈,根据差分相衬成像获得样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈的方法包括: [0036] [0037] [0038]其中,IDPC,1,m为上下方向的差分相衬图像,IDPC,2,m为左右方向的差分相衬图像,Iup,m为上方照明得到的强度堆栈,Idown,m为下方照明得到的强度堆栈,Ileft,m为左方照明得到的强度堆栈,Iright,m为右方照明得到的强度堆栈,m为堆栈序号。 [0039]可选的,基于弱目标近似的相位传输函数包括: [0040]线性化的被测强度与样品的吸收和相位之间的传递函数: [0041] [0042]基于弱目标近似的非相干照明条件下的光学传递函数进一步简化为: [0043] [0044]其中,μ(r)为放置在三维位移台上样品的吸收分布,为放置在三维位移台上样品的相位分布,代表傅里叶变换,B为背景项,Habs(u)为吸收传递函数,Hphi(u)为相位传递函数,u=(ux,uy)为空间频率坐标; [0045]背景项为通过成像系统的总能量为: [0046]B=∫∫S(u′)|P(u′)|2d2u′ [0047]吸收传递函数为: [0048]Habs(u)=-[∫∫S(u′)P*(u′)P(u′+u)d2u′+∫∫S(u′)P*(u′)P(u′-u)d2u′] [0049]相位传递函数为: [0050]Hphi(u)=i[∫∫S(u′)P*(u′)P(u′+u)d2u′-∫∫S(u′)P*(u′)P(u′-u)d2u′] [0051]其中,u′为光源平面的缩放坐标,光源分布S(u′)为P为光瞳函数。 [0052]可选的,根据样品在左右方向和上下方向的差分相衬图像堆栈,基于弱目标近似的相位传输函数在Tikhonov准则下反卷积获得相位层析成像的方法包括: [0053]傅里叶域中相位分布和系统的传递函数为: [0054] [0055] [0056]通过正则化最小二乘法定量相位信息包括: [0057] [0058]其中,α为正则化参数,j为轴数,为逆傅里叶变换, [0059]对所述差分相衬堆栈的每一层进行相位恢复,获得定量相位层析图像。 [0060]本发明技术效果:本发明公开了基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统及方法,扩展了成像景深,并且通过单次拍摄获得光场图像,从原始光场图像中获得相位层析成像的所需的对称照明的图像堆栈,实现单次拍摄的相位层析成像,大大提高成像的时间分辨率,以相机限制的帧率成像,彻底消除拍摄运动目标所带来的运动伪影。 附图说明 [0061]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中: [0062]图1为本发明实施例基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统示意图; [0063]图2为本发明实施例微透镜阵列示意图; [0064]图3为本发明实施例基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法的流程示意图。 具体实施方式 [0065]需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。 [0066]需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。 [0067]实施例一 [0068]如图1所示,本实施例中提供基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像系统,包括:透射式显微成像系统、与显微成像系统物镜数值孔径匹配的科勒照明系统、孔径光阑、用于中继物镜后焦面的傅里叶透镜、分割像面的微透镜阵列和采集图像的相机;所述显微成像系统包括显微物镜,管透镜和放置样品的三维位移台;所述孔径光阑放置于所述显微成像系统的原始像面处,所述傅里叶透镜与所述管透镜组成4F系统,所述微透镜阵列放置于所述傅里叶透镜后焦面处,所述相机放置于所述微透镜阵列后焦面处。具体包括:科勒照明模块1、放置样品的三维位移台2、物镜3、管透镜5、孔径光阑6、傅里叶透镜7、微透镜阵列8,相机9组成。其中科勒照明1的数值孔径与物镜3的数值孔径匹配,物镜3的后焦面4与管透镜的前焦面重合,管透镜5的后焦面和傅里叶透镜7的前焦面重合,微透镜阵列8放置于傅里叶透镜7的后焦面处,相机9放置于微透镜阵列8的后焦面处。其中,如图2所示,微透镜阵列8采用4×4的透镜阵列,但不限于4×4阵列。 [0069]其中,所述孔径光阑6、所述傅里叶透镜7和所述微透镜阵列8需满足以下方程来保证采集的光场图像是不混叠的, [0070]rFS=rml·ffl/fml [0071]其中,rFS是孔径光阑4的半径,rml是微透镜阵列8的间距,ffl是傅里叶透镜7的焦距,fml是微透镜阵列8的焦距。 [0072]实施例二 [0073]如图3所示,本实施例中提供基于微透镜阵列的单帧定量相位层析成像方法,包括以下步骤: [0074]步骤一,通过计算点光源在不同位置的波前分布,构建傅里叶光场传输模型,点光源o(0,0,oz=fobj+Δzo)位于物镜3前,根据Rayleigh-Sommerfeld理论,其在物镜3前焦面的波前分布为: [0075] [0076]其中U0(x,y;o)是物镜3前焦面的波前分布,A是光源场的振幅,o=(0,0,oz=fobj+Δzo)为点光源的坐标,为物点(x,y)和点光源在物镜前焦面的距离,k=2π/λ,k是波数,λ是波长,i是虚数单位,e是自然对数。 [0077]根据Debye标量理论,物镜后焦面4的波前分布为: [0078] [0079]其中,UAS(ras;o)为物镜后焦面4的波前分布,ras表示孔径光阑6位置的横向坐标,α为孔径角,θ=sin-1(ras/fobj),fobj是物镜3焦距,J0是一阶贝塞尔函数,k是波数。 [0080]物镜后焦面4的波前传输到微透镜阵列8,其在微透镜阵列8前的波前分布为: [0081] [0082]其中,UMLA-是微透镜阵列8前的波前分布,为中继放大倍率,ftube是管透镜5的焦距,(xmla,ymla)是微透镜的坐标。 [0083]波前继续由微透镜阵列8传输,得到微透镜阵列8后波前为: [0084]U+(x,y;o)=U-(xmla,yl;o)·T(xmla,y) [0085]其中,UMLA+为微透镜阵列8后波前分布,T为微透镜阵列8的透过率函数。 [0086]最终波前衍射一段距离到相机9表面,其波前分布为: [0087] [0088]其中,Usens(xs,ys;o)为相机9表面波前分布,(xs,ys)为相机9平面坐标,为逆傅里叶变换,为傅里叶变换,Hrs为Rayleigh-Sommerfeld传输方程,(fX,fY)为相机9平面空间频率。 [0089]步骤二,原始光场图像获取与重建,使用相机记录下原始光场图像,并将原始光场图像划分为四部分,定义原始光场图像的上半部分10为Iup,定义原始光场图像的下半部分13为Idown,定义原始光场图像的左半部分10为Ileft,定义原始光场图像的右半部分12为Iright。使用Richardson-Lucy解卷积算法分别对Iup、Idown、Ileft、Iright进行恢复,可以得到对应于Iup的图像堆栈Iup_stack、Idown的图像堆栈Idown_stack、Ileft的图像堆栈Ileft_stack和Iright的图像堆栈Iright_stack。其中Iup_stack包含Iup,1…Iup,n n张图像,Idown_stack包含Idown,1…Idown,n n张图像,Ileft_stack包含Ileft,1…Ileft,n n张图像,Iright_stack包含Iright,1…Iright,n n张图像。 [0090]步骤三:差分相衬图像的获取,差分相衬图像堆栈由下式获得: [0091] [0092] [0093]其中,IDPC,1,m为上下方向的差分相衬图像,IDPC,2,m为左右方向的差分相衬图像,Iup,m为上方照明得到的强度堆栈,Idown,m为下方照明得到的强度堆栈,Ileft,m为左方照明得到的强度堆栈,Iright,m为右方照明得到的强度堆栈,m为堆栈序号,m={1…n}。 [0094]步骤四:计算系统的光学传递函数,当样品被相干点光源照射时,相机平面上的强度分布为: [0095]I(rc)=|∫∫[∫∫q(r)o(r)exp(-i2πr·u″)d2r]P(u″)exp(-i2πu″·rc)d2u″|2 [0096]其中o(r)是放置在三维位移台2上样品的透过率函数,q(r)为照明函数,P(u″)为光瞳函数,rc为相机平面坐标,u″为光瞳平面坐标,r=(x,y)为空间坐标。当样品被非相干照明照亮时,相机上的强度分布是相干照明强度的非相干叠加,非相干照明条件下的光学传递函数为: [0097]I(rc)=∫∫|∫∫[∫∫q(r)o(r)exp(-i2πr·u″)d2r]P(u″)exp(-i2πu″·rc)d2u″|2d2u′ [0098]其中,u′为光源平面的缩放坐标,光源分布S(u′)为 [0099]步骤五:基于弱目标近似光学传递函数的简化,在弱散射物体的假设下,将被测强度与样品的吸收或相位之间的传递函数线性化为如下方程: [0100] [0101]其中μ(r)为放置样品的三维位移台2上样品的吸收分布,为放置样品的三维位移台2上样品的相位分布;忽略吸收和相位的交叉项获得: [0102]o(r)o*(r′)≈1-[μ(r)+μ(r′)]+i[φ(r)-φ(r′)] [0103]进一步简化非相干照明条件下的光学传递函数为: [0104] [0105]其中代表傅里叶变换,B为背景项,Habs(u)为吸收传递函数,Hphi(u)为相位传递函数,u=(ux,uy)为空间频率坐标; [0106]背景项为通过成像系统的总能量,为: [0107]B=∫∫S(u′)|P(u′)|2d2u′ [0108]吸收传递函数为: [0109]Habs(u)=-[∫∫S(u′)P*(u′)P(u′+u)d2u′+∫∫S(u′)P*(u′)P(u′-u)d2u′] [0110]相位传递函数为: [0111]Hphi(u)=i[∫∫S(u′)P*(u′)P(u′+u)d2u′-∫∫S(u′)P*(u′)P(u′-u)d2u′] [0112]步骤六,傅里叶域中差分相衬图像与相位信息的关系,差分相衬图像在无像差系统中不含任何吸收,因此傅里叶域中相位分布和系统的传递函数为: [0113] [0114] [0115]通过正则化最小二乘法定量相位信息包括: [0116] [0117]其中,α为正则化参数,j为轴数。 [0118]步骤七,相位层析结果获取,对所述差分相衬堆栈用所推导的定量相位恢复方法对每一层进行相位恢复,得到定量相位堆栈,根据得到折射率分布。图3展示了该系统的光学信息处理流程。 [0119]以上所述,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。