导读:本文包含了多光谱显微成像论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:超光谱显微成像,图像处理,光谱匹配,机器学习
多光谱显微成像论文文献综述
石磊[1]（2018）在《皮肤癌组织的超光谱显微成像及图像处理》一文中研究指出基于TeO2晶体的声光可调滤波器(Acousto-Optic Tunable Filter,AOTF)是一种分光器件,它实现了光谱技术和图像技术的完美结合,在考古学、艺术保护、植被水资源控制、食品质量和安全控制、法医学、犯罪现场检测和生物医学等众多领域被广泛应用。超光谱成像技术是当前医学检测技术研究的一个前沿领域,它利用在宽范围内的很多很窄电磁波来提取有价值的信息。然而,目前国内研究主要应用在遥感方向,在医学方面对于疾病的检测、诊断和手术引导等,目前还处于理论实验阶段,仍然有许多问题需要解决。本文基于超光谱成像技术,进行了针对皮肤癌组织的超光谱显微图像研究。首先通过声光相互作用理论,解释了声光可调滤波器的工作原理。将声光可调滤波器与显微镜相结合,搭建超光谱显微成像实验系统。我们将皮肤癌组织作为研究对象,并通过实验得到了不同光波段的81个皮肤癌组织超光谱显微图像。由于光谱图像数据具有高维度,大数据量的特点,这给对皮肤癌组织的描述提供了更多的信息量。在图像空间领域,分析了皮肤癌组织的超光谱显微图像之间的相关性,这种相关性系数平均在0.9以上,体现了光谱间的连续性。并对超光谱图像数据主成分压缩处理和叁波段RGB图像融合。在光谱空间领域,构建图像光谱立方体,可以得到皮肤癌组织的光谱库。进一步研究发现,若已知病变区域光谱,通过光谱角匹配公式,就可以探知潜在的未知病变区域,实现对病变区域的定性、定量和定位的检测。最后,在皮肤癌组织光谱库中,依据异物异谱的特性,使用径向基支持向量机和BP神经网络模式识别方法来分类学习,分类结果可以清楚地得出不同的组织结构类型,进一步说明光谱数据的可视化优点。(本文来源于《福建师范大学》期刊2018-03-20）
石磊,张春光,王号,原江伟[2]（2018）在《基于声光可调滤波器双滤波技术的超光谱显微成像系统及其图像分析》一文中研究指出光谱分辨率是声光可调滤波器(AOTF)的关键。基于声光滤波器的工作原理,通过前后串联两个滤波器,设计了基于双滤波结构的超光谱成像系统。通过对单一滤波和双滤波结构特性的理论计算和实验测量结果的分析比较,可以发现在中心波长相等的情况下,双滤波结构的光谱宽度比单一滤波结构小,说明了双滤波技术在改善光谱宽度方面的优越性。另外,利用双滤波结构,结合倒置光学显微镜,设计了基于双滤波技术的显微成像系统。基于大量的胃癌组织超光谱显微图像,选取相关系数较小的叁个光谱图像,使用RGB假彩色图像融合技术进行处理。经仿真实验发现,超光谱图像融合技术能够有效地改善图像的质量。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年03期）
侯国辉,陈秉灵,罗腾,刘杰,林子扬[3]（2018）在《宽带相干反斯托克斯光谱显微成像技术的实验研究》一文中研究指出由于该成像系统采用的超连续谱光源,可以满足所观测样品本源分子在0~4 000cm-1内的所有拉曼振动活性模式同时共振增强,在探测光的作用下,同时产生宽带相干反斯托克斯拉曼散射信号。然后,根据不同的化学键进行光谱图像重构,可以获得反映不同化学键在样品中的分布的图像。对110nm的纯的聚苯乙烯珠所形成的具有一定厚度的薄膜,通过改变探测激光与超连续谱脉冲之间的时间重合度,测量形成的相干反斯托克斯拉曼散射信号的时间分布迹线图,通过其中的1 000cm-1的化学键强度信号进行指数衰减曲线拟合,得出具体的退相时间,与文献中已报道的叁色CARS的退相时间相比,判断是否属于叁色CARS。为了检验系统在实际生物学成像中存在的问题,我们开展了活体小鼠组织生物学应用成像实验,对记录的数据在2 940cm-1的CARS信号进行图像重构,获得CH化学键在组织中的分布,然后,对重构图像直接使用小波变换的去噪方式进行图像去噪,去噪后的图像具有比较清晰的轮廓,结果表明,对于对比度比较强的CARS共振信号,直接使用小波变换的去噪方式就可以获得比较好的图像效果。但是,对于信噪比比较差的共振信号,使用这种处理方法是不合适的,需要使用别的方法,先获取好的信号对比度,再根据感兴趣的化学键进行图像重构,然后,再经过小波变换对图像去噪,图像不仅会变得清晰平滑,而且,具有较好的视觉感官效果。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2018年02期）
周丽娟[4]（2017）在《高光谱显微偏振成像系统的研究与应用》一文中研究指出高光谱偏振成像技术,将光谱和偏振二者有机结合,为各成像领域提供了很大的数据来源与可信度。本文在普通光学显微系统的基础上,通过增加光谱分光模块和偏振调制模块,成功实现了高光谱显微偏振成像系统的搭建与应用。利用液晶可调谐滤波器对入射光进行快速滤波,在毫秒量级的时间内实现无振动的波长切换。利用可旋转的偏振模块进行偏振调制,得到不同偏振角度下的图像信息。利用Mueller矩阵反演计算从样品出射的光矢量斯托克斯参数图像,可以在检测中发现普通光强图像下隐匿的状态结构。利用获得的连续单波段图像来提取不同像素区域的光谱曲线,可以分辨出直观图像中不能区别开的物质,真正实现图谱合一。本系统通过相关器件的搭建、软件的控制和后期的数据处理,设计和实现了高光谱显微偏振成像系统的自动化测量与数据分析。在方解石晶体、头发纤维和病变组织的实验中得到预期的结果,证实了该系统理论的正确性与系统的可行性。本文的工作为普通光学显微成像领域增加了信息检测的维度,为刑侦和医学病理诊断等提供了可靠的技术方案。(本文来源于《南京理工大学》期刊2017-12-01）
苏康[5]（2017）在《基于高光谱显微成像的细胞检测研究与应用》一文中研究指出光谱成像是一种集传统成像与光谱测量于一体的光学技术。高光谱成像作为光谱成像技术的分支,自20世纪80年代诞生以来,在农业学、大气学、地质学等领域快速发展,最近几年与生命科学相结合尤其在细胞学方面显现出重要的作用。现有的细胞检测技术难以同时获得样本的空间信息和组成成分信息,为了解决这个问题,本文提出把高光谱成像应用在细胞检测方面,调研了高光谱显微成像的技术前沿,指出了相关工作的优势和不足,并在一套基于液晶滤波的高光谱显微成像系统上开展了本文的工作,实现了混合蜂花粉细胞的鉴别和进行了雨生红球藻细胞色素代谢的研究。本论文的具体工作内容与成果如下:1.蜂花粉鉴别过程中,选择了6种蜂花粉样本。不同蜂花粉细胞花粉壁组成成分存在差异,其自发荧光特征也不同,故选择荧光特征作为蜂花粉分类依据。实验以409 nm LD为激发光源,基于高光谱显微成像系统采集了从465 nm到645 nm(?λ=5 nm)共37个波段的高光谱显微荧光图像。提取了感兴趣区域后,每种蜂花粉样本随机选取100个像素点,组成一个600×37维的高光谱数据集,运用费雪线性分类法(Fisher Linear Classifier)对该数据集的交叉验证光谱准确率达到了89.6%。此外,给出了蜂花粉细胞在图像上鉴别的2个实例,验证了高光谱显微成像系统混合蜂花粉鉴别的可靠性。2.为研究雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)的色素浓度空间分布,首先用分光光度计分别测得了叁种主要色素叶绿素a、β-carotene和虾青素标准液的吸收光谱并获取其吸收系数,制作了H.pluvialis细胞的超薄切片并用透射电镜观察,用于结果辅证。其次以白光LED为光源,基于高光谱显微成像系统采集了自510 nm到675 nm(?λ=5 nm)共34个波段的高光谱显微透射图像。高光谱图像预处理之后,根据建立的H.pluvialis细胞吸收模型,以最速下降法求得不同细胞周期和受外界刺激下细胞的色素空间分布。最后,比较分析了重建后的色素空间分布与透射电镜及文献结果的一致性,显示了此方法的可行性。(本文来源于《暨南大学》期刊2017-06-30）
夏银香[6]（2016）在《基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究》一文中研究指出医学和生物研究中显微镜是必不可少的仪器,目前已有的显微成像系统观测手段单一,只能观看生物体的细胞切片,并不能观察到物体的立体结构且系统景深都比较小。在观察较厚样本时需要翻动样本,容易破坏样本的结构,且只能获取单幅2D图像,在一些领域,已经不能满足科研及应用需求。本文以微透镜阵列为核心器件,将光场理论及光谱分光系统的色散理论有机结合,设计了一种光场光谱显微成像系统,该系统可通过一次曝光直接获取目标的多角度观测信息(光场信息)以及光谱信息。系统在前置显微物镜的一次像面处安装微透镜阵列。微透镜阵列凭借结构紧凑、多通道同时成像的优势与传统显微物镜相结合构成光场显微镜时可获得物体不同景深及不同视场角信息。每个小透镜对样本不同部分成像,探测器上记录了包含视差的子图像阵列,再经后期重构算法对探测器上记录的数据进行处理可重构出较高分辨率图像。考虑到微小物质成分的鉴别,将光场显微成像系统与光谱分光系统相结合构成光场光谱显微成像系统,有效利用像面的空白处对各子镜所成像进行色散。物体经微透镜阵列成像后再经分光系统时,不同波长的光在像面的空白处按照分光原理以不同角度色散到不同位置,与传统成像光谱仪不同的是,光场显微成像光谱仪探测器上同时记录了物体的光场和光谱五维谱场信息。本文根据光场及光谱色散理论,对五维谱场信息进行了理论推导,并通过Zemax对光场显微镜以及光场光谱显微成像系统的结构进行模拟,并且对其中各环节的匹配关系及误差对成像效果的影响进行了分析。此外,对光场信息的后期重构算法进行了改进,在原算法的基础上与高斯滤波和插值算法相结合,重构得到了较好的成像质量。最后,搭建了实验平台,对理论计算和仿真结果进行了验证。(本文来源于《苏州大学》期刊2016-05-01）
刘斌[7]（2016）在《高分辨受激拉曼光谱显微成像及应用研究》一文中研究指出受激拉曼散射(stimulated Raman scattering,SRS)显微成像技术是一种新兴的无标记显微成像技术,其成像衬度来源于分子振动特性,因而具有优异的化学选择性和化学特异性。除此之外,由于SRS显微成像具有高分辨率、高灵敏度和无侵入性等特点,在不到十年的时间里已经发展成为生命科学领域研究中的一项重要工具。基于高光谱SRS和多元SRS的受激拉曼光谱显微成像更是在每一个像素点都拥有一段光谱,因此其不仅可以区分拥有重迭拉曼谱带的不同分子,还能提供更加丰富的化学信息,成为最近两叁年来研究的前沿和热点。然而受发展时间限制,目前受激拉曼光谱显微成像的研究还有很多方面需要完善,其应用仍然需要开拓。鉴于此,本文利用光谱聚焦以及非线性光谱压缩和脉冲整形相结合的方法开展了高分辨受激拉曼光谱成像技术以及其在膜电位检测和木质素化学成分分析中的应用研究。理论上,本文首先利用非线性耦合波方程对SRS信号的产生过程进行了推导,给出了SRS信号的表达式。分析并比较了不同非共振背景下的SRS和CARS光谱线型的差异。研究了入射激光偏振对不同退偏比拉曼振动模SRS信号强度的影响,揭示了偏振调制SRS成像的基本原理。详细讨论了SRS成像中的噪声、信噪比以及背景等问题,指出在理想情况下SRS显微成像系统应具有散粒噪声极限探测能力。分析了光谱聚焦方法实现高光谱相干拉曼散射显微成像的机理,并利用玻璃棒引入线性啁啾建立了一套基于光谱聚焦方法的高光谱SRS显微成像系统,针对该方法中存在的拉曼频移校准和信号强度校准问题,给出了具体的解决方案。同时在应用研究方面,首次探讨了利用SRS信号无标记探测细胞膜电位的可行性。以红细胞血影为模型,完成了单个自然细胞膜的振动光谱成像,证实了高光谱SRS显微成像探测单个细胞膜的灵敏度。通过操控细胞膜内外离子成分改变跨膜电位,同时利用受激拉曼光谱成像观察不同电势下的细胞膜,发现SRS光谱线型随膜电位改变发生显着变化,结果表明SRS成像有望用于细胞膜电位的无标记测量。考虑光谱聚焦方法光谱分辨率较差,难以满足指纹区的成像应用,而脉冲整形技术又不能有效利用激励激光功率,通过理论分析非线性光谱压缩机理和总结已报导的实验方案,开发了一套灵活、紧凑的非线性光谱压缩装置,该装置可将宽带飞秒激光线宽压缩至几个波数,同时维持一半以上的激光功率,利用搭建的非线性光谱压缩装置所提供的高功率斯托克斯激励光源,分别在指纹区和静默区建立了两套光谱分辨率优于10 cm-1的高光谱SRS显微成像系统,同时在静默区系统中改进了光谱扫描装置,设计了一种基于检流计振镜的新型脉冲内部光谱扫描器。针对当前高光谱SRS成像主要用于动物细胞、组织和模型生物研究的现状,利用分子指纹振动,开展了高光谱SRS显微成像用于分析描绘木质素化学成分分布的研究。以拟南芥作为模型,运用高光谱SRS显微成像观察对比转基因拟南芥与野生型拟南芥,确立了高光谱SRS显微成像定量区分木质素中不同化学组份并实时监测木质素化学成分变化的能力。将研究进一步拓展至长狗尾草和玉米秸秆,利用高光谱SRS显微成像观察维管束内纤维细胞,结合多元曲线分辨(multivariate curve resolution,MCR)分析,首次揭示了木质素中醇和醛两种不同组份在植物细胞壁内的渐变分布。最后,针对目前多元SRS成像光谱探测范围较窄的问题,提出了一种利用反向啁啾脉冲实现多元SRS显微成像的新方法,利用玻璃棒和光栅对分别对泵浦光和斯托克斯光引入正、负啁啾,建立了一套基于反向啁啾脉冲的多元SRS显微成像系统,同时通过对DMSO样品进行成像观察,验证了该方法的可行性。本文的研究成果推动了受激拉曼光谱显微成像技术的进步,丰富并拓展了其成像应用研究,对SRS显微成像的进一步发展具有重要的科学意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-04-01）
高强,张春光,王号,黄峻峰[8]（2015）在《基于窄带AOTF人体胃壁细胞组织的超光谱显微成像》一文中研究指出TeO_2作为声光转换材料的非线性声光可调滤波器(AOTF)是一种新型分光元件,具有体积小、质量轻、通光孔径和入射孔径大、在宽范围内快速协调、衍射效率高等特点。采用TeO_2作为声光转换材料的AOTF进行超光谱成像实验。实验中衍射光中心波长和超声波频率之间的转换计算与理论推导结果非常接近。通过改变加载在AOTF的超声波频率来改变光中心波长,结合倒置光学显微镜,设计在不同的光中心波长下呈现人体胃壁组织切片的超光谱显微成像系统。实验结果表明光谱图的成像质量很高。通过比较不同超声波频率和光中心波长下人体胃壁组织切片的超光谱图像,可观察到胃壁组织细胞一些更为详细的差异。该研究提供了一种不同光中心波长下对胃壁组织细胞进行超光谱显微成像的方法,这种方法易操作性强,结果多,易于比较。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2015年12期）
付玲,袁菁,王家福,田念,杨莉[9]（2015）在《多光谱荧光共聚焦内窥显微成像系统研究》一文中研究指出肿瘤的早期诊断迫切需要具有高空间与光谱分辨率、无损安全且能进行在体检测的技术。本文提出一种面向癌症早期诊断的多光谱荧光共聚焦内窥镜,重点介绍前端基于光纤束的内窥探头与快速多光谱成像能力。多光谱荧光内窥成像技术不仅可以探测到样品的表面形态学信息,而且也可以提供样品的光谱信息,为生物医学诊断与研究提供了一种新颖、快速的检测方法。(本文来源于《中国医疗器械信息》期刊2015年10期）
朱思祁[10]（2015）在《基于液晶滤波器件的高光谱显微成像系统设计及生物检测应用》一文中研究指出能够同时获得样品的形貌信息和光谱信息的高光谱显微成像技术是探索微观世界的重要手段之一,其具有非接触、无损害、精度高、重复性好等众多优点,已被广泛应用于生物检测领域。不同的高光谱显微成像系统能够获得不同类型的光谱图像,如吸收光谱图像、荧光光谱图像、拉曼光谱图像等。然而,由于生物样品的多样性和复杂性使得不同样品之间的光谱响应有着巨大差异,例如有些样品因自发荧光很弱而无法进行荧光光谱成像,有些样品则因为太厚而无法进行透射光谱成像,系统的应用往往受限于样品。目前,没有任何一种光谱成像技术能适用于所有生物样品的检测。此外,由于生物个体差异的因素,使得来自不同个体的同种生物组织的光谱响应也有所不同,因此难以确定与该组织所对应的光谱特征峰或者特征分布,给光谱鉴别带来了不利影响。为了克服这些缺点,并进一步促进高光谱显微成像技术在生物检测中的应用,我们设计和搭建了一套基于液晶滤波器件的能够分别检测透射光谱和荧光光谱(双类型光谱)的高光谱显微成像系统,并通过对光源进行优选和对光学系统结构进行优化,改善了高光谱显微成像系统响应度低的缺点。此外,以胃癌细胞为例,提出了一种能够有效避免生物个体差异所带来的不良影响的癌细胞光谱鉴别方法,通过对判别模型进行改进大大提高了光谱鉴别的准确率和适用性。本文研究内容主要包括:1.理论分析及系统设计。为了实现双类型光谱显微成像以获取更全面的样品信息,在对传统高光谱显微成像系统的结构进行详细分析后,确定采用透射光谱和荧光光谱成像结合的方式构建系统。而为了提高系统的成像质量,本文对系统的响应能力进行了分析研究。高光谱显微成像系统的响应能力与光源能量、曝光时间、放大倍率、CCD灵敏度以及光信号在传输过程中的各种损耗有关,在对这些因素进行了详细分析的基础上,建立了相应的数学模型,提出了改善系统响应的办法,并以此为依据进行了系统设计及优化。2.光源系统设计与搭建。为了分别获得透射光谱成像和荧光光谱成像,系统需要一个照明光源和一个激发光源。本文分别设计和搭建了266 nm、457 nm以及410 nm的激光系统,并对其性能进行了测试,最终选择了光学元件对其吸收损耗小且易于激发荧光的410nm激光作为系统的荧光激发光源。同时,本文采用了能大大提高光收集率的折反式光学系统配合白光LED作为照明光源。通过提高光源光能的利用率,能够增强系统的信噪比,提高系统响应。3.高光谱显微成像系统搭建。根据理论分析和实际情况,采用无穷远平场消色差显微物镜、连续变焦光学成像镜头以及液晶滤波器件等进行了系统搭建。此系统能够分别获得在450-700 nm范围内的透射光谱显微成像和荧光光谱显微成像,其灵敏度高,成像质量好,稳定性强,系统最高光谱分辨率为1 nm,最快的图像获取时间为100.02 ms。4.基于高光谱显微成像系统的花粉检测实验。此实验以玫瑰花的蜂花粉为样本研究了该系统的双类型光谱检测能力。该蜂花粉在常规显微镜中表现为中心有一空洞的颗粒结构。通过本系统进行透射光谱测量,我们发现其中心空洞实际上是一层近乎透明的非均匀的薄膜结构,且通过荧光光谱测量可以确定该薄膜的主要成分与周边组织一致。因此,尽管薄膜以外的组织因太厚而无法进行透射光谱测量,我们仍能在薄膜处获取与花粉其他位置相关的透射光谱信息。这一系列检测结果的获取都是传统光学显微镜或者仅能进行单类型光谱成像的显微系统所不能够实现的。5.基于高光谱显微成像系统的癌细胞鉴别实验。本文以胃癌细胞及正常胃组织细胞样本为例,研究了高光谱图像的信息提取及鉴别技术。由于个体差异,采集于不同病人的样品,其癌细胞所反映出来的光谱特征有较大差异,无明显特征峰存在。本文通过比较分析同一样品内正常细胞和癌细胞的光谱差异,提出了一种以光谱区域划分及区域特征为判别依据的鉴别方法,结合BP网络神经算法实现了对胃癌细胞的智能鉴别,其平均鉴别准确率高达95%。实验证明,采用双类型光谱成像和基于光谱区域划分及区域特征的鉴别方法能够显着改善高光谱显微成像系统的检测能力和适用能力。系统能够发现花粉中的特殊结构,并能对胃癌细胞进行精确鉴别,其相关研究成果对高光谱显微成像技术在生物检测应用领域的发展有着积极的意义。(本文来源于《暨南大学》期刊2015-06-18）
多光谱显微成像论文开题报告
（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：
光谱分辨率是声光可调滤波器(AOTF)的关键。基于声光滤波器的工作原理,通过前后串联两个滤波器,设计了基于双滤波结构的超光谱成像系统。通过对单一滤波和双滤波结构特性的理论计算和实验测量结果的分析比较,可以发现在中心波长相等的情况下,双滤波结构的光谱宽度比单一滤波结构小,说明了双滤波技术在改善光谱宽度方面的优越性。另外,利用双滤波结构,结合倒置光学显微镜,设计了基于双滤波技术的显微成像系统。基于大量的胃癌组织超光谱显微图像,选取相关系数较小的叁个光谱图像,使用RGB假彩色图像融合技术进行处理。经仿真实验发现,超光谱图像融合技术能够有效地改善图像的质量。
（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。
多光谱显微成像论文参考文献
[1].石磊.皮肤癌组织的超光谱显微成像及图像处理[D].福建师范大学.2018
[2].石磊,张春光,王号,原江伟.基于声光可调滤波器双滤波技术的超光谱显微成像系统及其图像分析[J].激光与光电子学进展.2018
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