1 中国科学技术大学生物医学工程学院（苏州），生命科学与医学部，江苏 苏州 215163
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏省医用光学重点实验室，江苏 苏州 215163
人类表皮生长因子受体-2（HER2）的异常扩增会导致癌细胞的过度增殖和肿瘤恶化。在采用常规光学显微成像技术检测扩增水平较高的乳腺癌细胞HER2基因时，荧光原位杂交探针的荧光信号斑点呈簇状分布，难以精确计数。应用结构光照明超分辨成像技术对HER2基因荧光原位杂交的病理切片进行成像，从而分辨距离较近的荧光探针。通过大视场扫描成像和图像拼接，对数百个细胞进行成像和统计分析，提高了高扩增水平病理切片上HER2探针计数的准确性。
乳腺癌病理诊断 荧光原位杂交 结构光照明超分辨成像 图像拼接 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411009
结构光三维测量技术由于精度高、非接触等优点在传统制造业中得到了广泛的关注和应用。智能制造、人工智能等新兴领域的高速发展对如何高效获取高精度三维数据源提出了更高的要求。应用于三维测量系统的相位误差补偿技术作为实现高精度结构光测量方法的重要步骤，对测量结果的获取精度和效率起着关键性作用。首先简要介绍相移测量轮廓术的基本原理和不同误差来源导致的相位误差形式，随后分类讨论各个误差类型的补偿方法、优化方向及适用场景，最后总结基于相移条纹分析的相位误差补偿技术所面临的挑战及潜在的发展趋势。
三维重建 结构光照明 条纹投影 相移条纹分析 相位误差补偿 激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211008
1 江苏理工学院电气信息工程学院，江苏 常州 213000
2 中国海洋大学电子信息工程学院，山东 青岛 266000
水下结构光带中心提取的主要困难是散射问题和目标表面纹理导致的反射光分布不均问题。提出了一种水下信息采集新方法，此方法利用结构光扫描目标实现卷积过程，解决了非均匀照明引起的后向散射背景非均匀分布问题，同时，从统计的角度也降低了噪声起伏的不确定性；基于此系统，提出了一种“虚拟孔径”方法，以消除后向散射；提出了一种利用复原图像去除目标纹理提高中心提取准确率的方法，此方法使传统中心提取方法可应用于包含细节信息的水下目标，拓展了传统中心提取方法的应用范围。水下实验验证了所提方法的可行性和有效性。
水下信息采集 结构光照明 扫描成像 后向散射 中心提取 激光与光电子学进展
2022, 59(16): 1601004
1 太原理工大学物理与光电工程学院，山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室，山西 太原 030024
光学三维成像在医学诊断、空间遥感、人工智能等领域具有广泛且重要的应用。然而，在散射环境中，入射光的波前相位会发生严重畸变，导致传统光学三维成像性能劣化，甚至失效。目前，研究透过散射介质成像大多使用的是昂贵的科研相机。为了降低成本，本团队提出了一种采用普通工业相机进行数据采集的透过散射介质的三维成像方法。针对普通工业相机采集的低信噪比图像，本文对代表成像系统点扩散函数的点光源散斑进行多次累加平均，获得了可与科研相机相媲美的高信噪比点扩散函数；然后，将该点扩散函数与单次曝光获得的结构光散斑进行反卷积运算，得到受物体面形调制的变形条纹；最后，基于傅里叶变换轮廓术恢复物体的三维信息。实验结果表明，该方法可以获得与科研相机相媲美的成像效果，为透过散射介质的三维成像提供了一种可行的低成本方案。
成像系统 三维成像 散射成像 结构光照明 累加平均 光学学报
2022, 42(14): 1411002
四川大学电子信息学院光电科学技术系, 四川 成都 610065
近年来,客观世界和场景三维信息需求量的陡增,促使结构光三维测量技术快速发展。基于条纹投影和相移条纹分析的三维成像技术具有较好的精度和鲁棒性,在众多的技术方法中脱颖而出,被广泛地应用于工业检测、文物数字化、生物医学检测领域。而在人机交互、虚拟现实、在线检测、远程手术等具有时效性要求的应用场景中,实现实时三维测量具有重要意义和明显价值。首先简要介绍了基于相移条纹分析的三维成像技术基本原理,随后分类讨论了实时三维成像的多种优化实现方向,回顾了各类方向中不同的技术方案。最后,总结了基于相移条纹分析的实时三维成像技术所面临的挑战及有潜力的研究方向。
图像处理 三维成像 条纹投影 结构光照明 相移条纹分析 实时三维重建 激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0800001
发展了一种采用结构光照明提高自干涉数字全息成像系统轴向分辨率的方法,理论分析了结构光照明自干涉数字全息层析成像的原理,采用数值模拟和实验研究了结构光空间频率和样品轴向间距对系统层析成像特性的影响,给出了结构光照明模式下自干涉数字全息成像的结果。研究结果表明:结构光照明的自干涉数字全息系统层析成像能力得到了显著提升。
全息 自干涉 结构光照明 层析成像 分辨率
1 暨南大学 光电工程系, 广东 广州 510632大学 光电工程系, 广东 广州 510632
2 暨南大学 光电信息与传感技术广东普通高校重点实验室, 广东 广州 510632
3 暨南大学 光电工程系, 广东 广州 510632
4 暨南大学 华文学院, 广东 广州 510610
详细介绍了一种基于相移结构光照明的浮雕成像技术, 对该成像技术的原理和成像特性进行了实验研究, 并采用相移结构光照明的方法实现彩色浮雕成像。实验中, 将多幅相移正弦条纹光场斜投射到被拍摄物体上, 数码相机依次拍摄被照明的物体, 再利用拍摄到的多幅相移图像, 通过计算的方法重建出所需要的图像。理论分析和实验结果表明, 相移结构光照明成像技术能有效地消去环境不均匀光照的影响, 获取的反射率分布图像只与结构光照明有关, 突显了斜投射照明所形成的阴影, 图像的明暗变化反映出物体表面的法线变化, 因而在视觉上形成了明显的浮雕效果。
摄影术 浮雕视觉 结构光照明 光学成像 photography embossing vision structured light illumination optical imaging
针对结构光解码问题, 在传统相位测量轮廓术(PMP)理论的基础上, 提出一种结构光周期图案的统一解码方法。通过把经典PMP的相位计算公式运用到任何周期波图案中, 比如三角波、锯齿波、方波图案等, 通过多频时间相位展开算法实现了对包含高频率的图案的相位展开。实验结果表明, 提出的方法达到了相对高的精度, 验证了此方法的有效性。
结构光 相位测量轮廓术 周期波图案 时间相位展开 统一解码 structured light illumination phase measuring profilometry periodic wave pattern temporal phase unwrapping universal decoding 强激光与粒子束
2016, 28(9): 091001
