[发明专利]三维超光谱显微成像系统及成像方法

权利要求书

1.一种三维超光谱显微成像系统，其特征在于，包括：

显微镜，用于对显微样本进行一级放大，并且从所述显微镜的像面引出口导出像面；

光圈放大模块，用于将光圈平面放大至预设大小；

成像透镜阵列，用于截取不同亚光圈平面，以生成不同角度的空间信息，使得所述成像透镜阵列中每个成像透镜后方形成所述显微样本对应角度的像，其中，所述每个成像透镜对应不同角度；

宽带滤波片阵列，用于对所述空间信息进行宽带光谱调制；

传感器阵列，所述传感器阵列中每个传感器与所述每个成像透镜及所述宽带滤波片阵列中每个宽带滤波片一一对应，用于采集所述显微样本在预设角度观测下经过光谱编码后生成的图像；以及

控制器，用于控制所述传感器阵列同步触发以通过四维解卷积算法进行迭代恢复重建。

2.根据权利要求1所述的三维超光谱显微成像系统，其特征在于，所述宽带滤波片阵列具体用于对所述空间信息进行空间光谱的耦合调制。

3.根据权利要求1所述的三维超光谱显微成像系统，其特征在于，所述宽带滤波片阵列的光谱响应为宽带，以在需要重建的光谱范围内响应。

4.根据权利要求1所述的三维超光谱显微成像系统，其特征在于，所述传感器阵列中每个传感器的参数独立设置。

5.根据权利要求1或4所述的三维超光谱显微成像系统，其特征在于，传感器为RGB传感器。

6.一种三维超光谱显微成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

将校正板放置在显微镜的像面引出口处，以通过传感器阵列采集数据，使用拍摄得到的图片进行几何校正，确保每传感器采集到图片对应同一视场，且像素逐一对应；

对于需要使用透射式明场照明进行测量的半透明样本，在明场照明下，在样本位置处放置不同带通滤波片，以对照明光源的光谱进行校正；

将显微样本放在显微镜的样本放置处；

通过所述传感器阵列进行同步采集，其中，通过同步触发下的视频采集对动态样本进行采集；

对于每一帧所述传感器阵列采集到的图片，使用四维解卷积算法进行迭代恢复重建；

获取荧光样本的三维超光谱信息；以及

在完成所述照明光源的光谱校正后，获取明场照明下的所述半透明样本的三维吸收率超光谱信息。

7.根据权利要求6所述的三维超光谱显微成像方法，其特征在于，所述使用四维解卷积算法进行迭代恢复重建，进一步包括：

根据光谱维度通过期望最大化算法获得多次迭代公式，并且全变差的正则项进行优化。

8.根据权利要求6或7所述的三维超光谱显微成像方法，其特征在于，所述使用四维解卷积算法进行迭代恢复重建，进一步包括：

首先进行期望最大化迭代，在迭代第一预设次数后，进行全变差正则项的优化，以通过多次迭代直至结果收敛，或者达到第二预设次数。