Author Affiliations
Abstract
We propose a high-accuracy artifacts-free single-frame digital holographic phase demodulation scheme for relatively low-carrier frequency holograms—deep learning assisted variational Hilbert quantitative phase imaging (DL-VHQPI). The method, incorporating a conventional deep neural network into a complete physical model utilizing the idea of residual compensation, reliably and robustly recovers the quantitative phase information of the test objects. It can significantly alleviate spectrum-overlapping-caused phase artifacts under the slightly off-axis digital holographic system. Compared to the conventional end-to-end networks (without a physical model), the proposed method can reduce the dataset size dramatically while maintaining the imaging quality and model generalization. The DL-VHQPI is quantitatively studied by numerical simulation. The live-cell experiment is designed to demonstrate the method's practicality in biological research. The proposed idea of the deep learning-assisted physical model might be extended to diverse computational imaging techniques.
quantitative phase imaging digital holography deep learning high-throughput imaging 
Opto-Electronic Science
2023, 2(4): 220023
潘安 1,2,*高宇婷 1,2王爱业 1,2高慧琴 1,2[ ... ]姚保利 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100094
傅里叶叠层显微成像术是近年来提出的新型计算成像技术,它有效解决了传统显微成像中分辨率与视场制约的问题,无需对样本进行机械扫描便能获得十亿像素级的高通量图像,有效解决传统数字病理扫描仪器的拼接伪影、重影、拼接成功率低、景深狭小、效率偏低等问题。近年来更是发现其不单是解决视场与分辨率制约的工具,更是解决一系列权衡问题的范式,从而迸发出源源不绝的生命力与应用潜力。本文全方位概述了傅里叶叠层显微成像术技术9个方面的发展趋势,简介了其起源与基本原理,着重综述了其在面向下一代数字病理成像分析仪的多个阶段与最新进展。指出其在这一应用方向上已进入“10-100”的产业化阶段。讨论了其产生大规模社会经济效益的可能性,其极有可能给数字病理行业及其上下游相关行业带来突破进展。尽管如此,作为典型交叉领域仍有不尽人意之处,包括科学问题、技术问题、工程问题及行业问题,需要多方共同努力推进,展望了未来技术与工程发展方向。
数字病理学 全划片成像 计算成像 高通量 高内涵 傅里叶叠层显微成像术 Digital pathology Whole slide imaging Computational imaging High-throughput imaging High-content imaging Fourier ptychographic microscopy 
光子学报
2022, 51(7): 0751408
潘安 1,2姚保利 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 山西大学 极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
傅里叶叠层显微术(Fourier ptychographic microscopy, FPM)是一极具前景的计算成像技术, 它具有高分辨率、大视场、无标记和定量相位等优势。由于它灵活的系统、高对比度的成像结果、无需干涉装置和光源机械扫描部件, 在数字病理学、体外细胞无标记观察和实时监测等方面得到了大量的研究和应用。文中主要介绍了FPM技术的系统误差校正方法、基于FPM的高通量显微成像和高速显微成像技术研究的基本原理、研究现状和最新进展, 提出了目前面临的问题以及未来的发展趋势。
傅里叶叠层显微术 高通量成像 相位恢复 计算成像 Fourier ptychographic microscopy high throughput imaging phase retrieval computational imaging 
红外与激光工程
2019, 48(6): 0603012

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