[发明专利]一种基于GPU加速的三维荧光显微图像的去卷积算法

摘要

本发明公开了一种基于GPU加速的三维荧光显微图像的去卷积算法，其通过建立光片显微成像技术对于三维荧光样本的成像退化模型，选用传统的二维理查德森露西算法加以改进，并运用于双视角光片荧光图像的联合去卷积处理；与此同时，将改进后的联合去卷积算法GPU加速，提高了去卷积的运算速度。本发明有效地解决了双视角图像去卷积的问题，并且通过GPU快速，使本发明适于对光片荧光显微镜长时间连续成像的大批量数据进行处理。

主权项

1.一种基于GPU加速的三维荧光显微图像的去卷积算法，具体步骤如下：(1)采集生物样品视角A、视角B的荧光图像，得到图像矩阵fA和图像矩阵fB，并获取每个视角系统的点扩散函数hA和点扩散函数hB；(2)根据每个视角的图像矩阵及每个视角系统的点扩散函数，建立每个视角的成像退化模型：其中，u为样品的真实荧光图像，表示卷积运算；(3)对点扩散函数h_A和点扩散函数h_B进行翻转，分别得到翻转矩阵和并进行傅立叶变换，翻转公式为：其中i，j，k分别为元素的三维坐标；m，n，l分别为点扩散函数的三维维度大小，且1≤i≤m，1≤j≤n，1≤k≤l；(4)基于传统的理查德森露西算法，建立迭代方程：其中u_t为第t次迭代的重建图像，u_t％为第t次迭代的中间变量图像；分别为h_A、h_B的翻转矩阵；(5)采用GPU加速进行迭代去卷积过程，得到样品的真实荧光图像。