导读:本文包含了轴向超分辨论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:全内反射荧光显微镜,多角度照明,倏逝场,轴向超分辨
轴向超分辨论文文献综述
李金瑜[1]（2019）在《全内反射荧光显微镜中的轴向超分辨技术研究》一文中研究指出全内反射荧光显微(Total internal reflection fluorescence microscopy,TIRFM)成像技术以其特有的宽场方式照明,具有低光毒性,高信噪比的特点,适合用于活细胞组织的生物动力学研究。然而TIRFM成像技术可实现的轴向分辨率仍属于宽场范围,为此,多角度全内反射荧光显微(Multi-angle Total internal reflection fluorescence microscopy,Multi-angle TIRFM)成像技术被提出,该技术通过改变激发光的入射角度,产生不同穿透深度的倏逝波,激发样品成像,然后将多角度下采集到的图像组成序列,构建数学前向模型,使用ADMM(Alternating direction method of multipliers,ADMM)算法重构出样品的叁维结构,可实现轴向超分辨。本论文基于Multi-angle TIRFM成像技术,针对现有ADMM重构算法对参数选择要求严格的问题,提出一种改进算法,命名为r-ADMM(relaxed-Alternating direction method of multipliers,r-ADMM)算法,使用该算法重构叁维样品图像,可以进一步提高重构的收敛速度,实现40 nm的轴向超分辨,且减少参数对该算法收敛的影响。首先,本论文基于倏逝场理论阐述了TIRFM成像的原理、分类及应用,并重点研究了Multi-angle TIRFM的原理及技术,建立了多角度下获取的图像信息、不同入射角度的光场分布信息以及样品空间位置分布信息之间的数学前向模型,给出了该数学前向模型逆问题的求解方法,并将其演化为凸优化问题的求解。其次,总结了几种常用的求解凸优化问题的方法,通过分析对比发现,ADMM算法的收敛速度和稳健性较好,然而该算法中参数的选择对收敛的影响较大,为此,本论文提出了r-ADMM算法,并分析了在相同惩罚因子ρ值下ADMM算法与r-ADMM算法收敛趋势以及不同ρ值下两种算法迭代次数变化,结果表明,r-ADMM算法的收敛速度与ADMM算法相比提高了20%以上,且ρ值对r-ADMM算法的迭代次数影响较小。通过模拟微管结构并进行r-ADMM算法叁维重构,给出了算法在z轴方向的均方误差(Mean square error,MSE)小于21 nm,验证了算法的正确性。最后,搭建了相应的Multi-angle TIRFM系统,分别以Pt-K2细胞中的微管、Vero细胞中微管结构、以及U20S细胞中的线粒体为样本,62°为初始角,0.3°为间隔,采集了20幅不同入射角度的图像作为一个堆栈;对采集到的Pt-K2细胞中的微管图像分别使用平行近端算法(Parallel proximal algorithm,PPXA)、ADMM算法以及r-ADMM算法进行叁维重构,重构结果表明,r-ADMM算法可以提高重构速度的同时保证重构精度,实现40 nm的轴向超分辨;对采集到的Vero细胞中微管结构图像分别使用ADMM算法和r-ADMM算法进行叁维重构,并给出了r-ADMM算法重构的微管结构在不同深度对应的图像;对采集到的U20S细胞中的线粒体图像使用r-ADMM算法进行叁维重构,并以2 s为时间间隔、10组不同TIRFM入射角度记录了活细胞线粒体的图像堆栈序列,表征了其融合和裂变的连续过程,证明了该重构算法的有效性。(本文来源于《中北大学》期刊2019-06-01）
李金瑜,陈友华,韩伟,尚禹,桂志国[2]（2019）在《基于r-ADMM算法的轴向超分辨荧光显微技术研究》一文中研究指出多角度全内反射荧光显微镜层析成像技术是实现轴向超分辨的主要技术之一,其关键算法是基于交替方向乘子算法对逆问题模型求解。为进一步提高交替方向乘子算法的迭代速度及收敛性,提出将一种基于松弛因子的改进型交替方向乘子算法应用于逆问题的求解中,其核心思想是对拉格朗日函数的分解迭代过程进行过松弛求解。基于该算法,搭建了多角度全内反射荧光显微镜成像系统,采集不同照明角度对应的不同穿透深度的图像堆栈,利用改进型算法重构细胞微管的深度信息,给出了系统的轴向分辨率,并与传统交替方向乘子算法进行了收敛速度的对比,给出了改进型算法达到最优收敛的松弛因子的取值范围,最后通过对线粒体样品进行长时程拍摄,重构了其叁维信息,并观测了其融合和裂变的连续过程。实验结果表明,改进型交替方向乘子算法可以实现40 nm的轴向分辨率,并能在保证图像重构质量的同时,使迭代过程的收敛速度提升20%以上。(本文来源于《光学学报》期刊2019年02期）
蔡建文[3]（2014）在《飞秒激光微加工中轴向超分辨相位板的设计及仿真》一文中研究指出为了提高激光微加工质量,对激光焦斑进行整形,采用菲涅尔衍射公式进行了理论分析,基于遗传算法和设计约束条件通过Matlab设计了两种二元相位元件,0-π结构四环相位板的归一化半径尺寸r1=0.15、r2=0.70、r3=0.81,非0-π结构四环相位板的归一化半径尺寸为r1=0.25、r2=0.498、r3=0.652,从内到外各环对应的相位为2.879、3.087、0、3.012,采用这两种位相板调制后的纵向光斑大小可压缩至艾丽斑的76%和75%,峰值能量比分别为0.39和0.42,旁瓣能量分别为0.64和0.41,这两种相位板均可应用于飞秒激光微加工。(本文来源于《应用光学》期刊2014年05期）
何毅,张雨东,李国俊,王炯,罗先刚[4]（2010）在《超高斯相位型光瞳滤波器轴向超分辨性能》一文中研究指出研究了超高斯相位型光瞳滤波器的轴向超分辨性能。通过数值模拟,使用新的参数T,w讨论确定了叁区二元相位型光瞳滤波器的超分辨区域。将超高斯相位型与二元相位型滤波器对比,分析相同参数下两种光瞳滤波器的轴向超分辨能力,进而讨论超高斯相位型滤波器的轴向超分辨性能随其阶数的变化关系。超高斯型滤波器与相位型相比,超分辨能力略有降低,但其旁瓣能量也有所降低,因此能量利用率有所提高。(本文来源于《光学学报》期刊2010年09期）
孟婕,丁志华,周琳[5]（2008）在《光学相干层析成像轴向超分辨研究》一文中研究指出为了提高光学相干层析成像(OCT)的轴向分辨率,采用OCT与光学超分辨术相结合的方法,设计了叁区相位型和振幅型两种光瞳滤波器,并将制作的光瞳滤波器应用于系统的样品臂中,分别测量不同条件下对应的轴向响应曲线,结果与理论分析基本吻合,实现了轴向分辨率10%以上的提高,从而验证了利用合适光瞳滤波器实现OCT轴向超分辨的可行性.(本文来源于《光子学报》期刊2008年03期）
周琳[6]（2006）在《OCT轴向超分辨研究》一文中研究指出光学相干层析成像术(Optical Coherence Tomography,OCT)是一种将低相干迈克尔逊干涉仪和共焦扫描显微术相结合的极具潜力的新型光学成像方法。其轴向分辨率由光源带宽和探测光束的聚焦条件共同决定。目前用来提高OCT轴向分辨率的方法主要基于带宽光源技术。本文提出一种将光学超分辨术与OCT相干门有机结合的方法来提高OCT的轴向分辨率。通过适当形式的光瞳滤波器,使OCT系统轴向响应的主瓣宽度缩小到相干门之内,而其旁瓣则处于相干门之外,不对相干成像产生有效贡献。这样能够在光源带宽不变的条件下,有效提高OCT的轴向分辨率,避免了采用宽带光源所带来的费用昂贵和系统复杂等缺陷。 本文从叁维点扩散函数理论出发,针对OCT的结构特点,结合OCT轴向超分辨要求对几种典型的振幅型光瞳滤波器和位相型光瞳滤波器做了详细的数值分析和讨论。最后在OCT系统平台上进行了轴向超分辨初步实验研究。 本文正文部分共分为五章。第一章概述了光学超分辨研究技术的发展趋势。介绍了OCT相关原理,总结了当前提高OCT轴向分辨率的各种方法,阐述了利用超分辨术改善OCT轴向分辨率的种种优势。第二章是光学超分辨理论基础,对焦点附近点扩散函数的性质进行了详尽分析。结合不同光瞳滤波器的特点讨论了评价光学超分辨效果的影响因子。第叁章仔细考察了OCT的轴向超分辨要求,按照这个标准对振幅光瞳滤波器和位相型光瞳滤波器作了详细的理论推导,得出了两种适用于OCT轴向超分辨的理论方案。第四章将理论方案与实际的OCT系统相结合,采用叁区位相型光瞳滤波器进行了OCT轴向超分辨实验研究,并分析了影响超分辨效果的各种因素。第五章对课题作出总结并提出了今后需要努力的方向。(本文来源于《浙江大学》期刊2006-05-01）
周琳,丁志华,俞晓峰[7]（2005）在《利用变迹术和相干门相结合实现光学相干层析成像术轴向超分辨》一文中研究指出光学相干层析成像(光学相干层析成像术)的轴向分辨力由光源带宽和探测光束的聚焦条件共同决定。提高光学相干层析成像术轴向分辨力的方法主要基于带宽光源技术。提出了一种将变迹术与光学相干层析成像术相干门有机结合的方法来提高其轴向分辨力。通过适当形式的光瞳滤波器,使光学相干层析成像术系统轴向响应的主瓣宽度缩小到相干门之内,而其旁瓣则处于相干门之外,不对相干成像产生有效贡献。这样,就能在光源带宽不变的条件下,有效提高光学相干层析成像术的轴向分辨力,避免了采用宽带光源所带来的费用昂贵和系统复杂等缺陷。(本文来源于《光学学报》期刊2005年09期）
丁洪萍,李庆辉,邹文艺[8]（2004）在《光学系统轴向超分辨滤波器的研究》一文中研究指出运用最优化算法,在给定超分辨模型和爱里模型主瓣最大亮度比的斯特列耳比S的条件下,设计出3区振幅型轴向超分辨光瞳滤波器。给出设计模型和实例。结果表明,该超分辨滤波器优越于文献。(本文来源于《光电子·激光》期刊2004年01期）
轴向超分辨论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
多角度全内反射荧光显微镜层析成像技术是实现轴向超分辨的主要技术之一,其关键算法是基于交替方向乘子算法对逆问题模型求解。为进一步提高交替方向乘子算法的迭代速度及收敛性,提出将一种基于松弛因子的改进型交替方向乘子算法应用于逆问题的求解中,其核心思想是对拉格朗日函数的分解迭代过程进行过松弛求解。基于该算法,搭建了多角度全内反射荧光显微镜成像系统,采集不同照明角度对应的不同穿透深度的图像堆栈,利用改进型算法重构细胞微管的深度信息,给出了系统的轴向分辨率,并与传统交替方向乘子算法进行了收敛速度的对比,给出了改进型算法达到最优收敛的松弛因子的取值范围,最后通过对线粒体样品进行长时程拍摄,重构了其叁维信息,并观测了其融合和裂变的连续过程。实验结果表明,改进型交替方向乘子算法可以实现40 nm的轴向分辨率,并能在保证图像重构质量的同时,使迭代过程的收敛速度提升20%以上。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
轴向超分辨论文参考文献
[1].李金瑜.全内反射荧光显微镜中的轴向超分辨技术研究[D].中北大学.2019
[2].李金瑜,陈友华,韩伟,尚禹,桂志国.基于r-ADMM算法的轴向超分辨荧光显微技术研究[J].光学学报.2019
[3].蔡建文.飞秒激光微加工中轴向超分辨相位板的设计及仿真[J].应用光学.2014
[4].何毅,张雨东,李国俊,王炯,罗先刚.超高斯相位型光瞳滤波器轴向超分辨性能[J].光学学报.2010
[5].孟婕,丁志华,周琳.光学相干层析成像轴向超分辨研究[J].光子学报.2008
[6].周琳.OCT轴向超分辨研究[D].浙江大学.2006
[7].周琳,丁志华,俞晓峰.利用变迹术和相干门相结合实现光学相干层析成像术轴向超分辨[J].光学学报.2005
[8].丁洪萍,李庆辉,邹文艺.光学系统轴向超分辨滤波器的研究[J].光电子·激光.2004