[发明专利]一种各向异性物质的双模成像方法及装置

权利要求书

1.一种各向异性物质的双模成像方法，其特征在于：包括以下步骤：

对各向异性物质进行偏振-共焦显微扫描成像，获取原始图像；

采用改进的斯托克斯参量测量法对原始图像进行双模成像处理，以分离出各向异性物质的偏振特性分布图像与空间结构分布图像，所述改进的斯托克斯参量测量法将描述偏振态的斯托克斯参量转换为RGB三基色并计算出相应的色度值作为偏振色度值，然后根据偏振色度值从原始图像提取出各向异性物质的偏振特性分布图像；

所述对各向异性物质进行偏振-共焦显微扫描成像，获取原始图像这一步骤，其包括：

结合偏振-共焦显微扫描系统的扫描平台，对各向异性物质进行X方向与Y方向的二维平面扫描，得到各向异性物质的单层二维原始图像；

结合偏振-共焦显微扫描系统的扫描平台，对各向异性物质在Z方向进行逐层扫描，得到各向异性物质的Z方向图像；

将各向异性物质的单层二维原始图像和Z方向图像进行逐层融合处理，得到各向异性物质的三维重构图像；

所述描述偏振态的斯托克斯参数对应的斯托克斯矢量表达式为：

其中，s为经过偏振-共焦显微扫描系统的偏振片时偏振光对应的斯托克斯矢量，S为偏振光经过各向异性物质时对应的斯托克斯矢量，s₀、s₁、s₂和s₃分别为s对应的4个斯托克斯参数，S₀、S₁、S₂和S₃分别为S对应的4个斯托克斯参数，I_0°、I_90°、I_+45°、I_-45°、I_R和I_L分别表示经过偏振片后的光波的X偏振分量、Y偏振分量、45°方向偏振分量、-45°方向偏振分量、右旋偏振分量和左旋偏振分量的光强值，A为偏振-共焦显微扫描系统仪器矩阵，A^-1为系统仪器矩阵A的逆矩阵，I为偏振-共焦显微扫描系统4路探测器的光强矩阵，I₀、I₁、I₂和I₃分别为4路探测器探测的光强值；

所述RGB三基色的计算公式为：

其中，S₀'(x,y)、S₁'(x,y)、S₂'(x,y)和S₃'(x,y)为各向异性物质入射光的斯托克斯参数，S₀(x,y)、S₁(x,y)、S₂(x,y)和S₃(x,y)为各向异性物质透射光或反射光的斯托克斯参数，g(x,y)为各向异性物质的投射系数或反射系数，R(x,y)、G(x,y)和B(x,y)分别为RGB三基色的红色、绿色和蓝色分量。

2.根据权利要求1所述的一种各向异性物质的双模成像方法，其特征在于：所述采用改进的斯托克斯参量测量法对原始图像进行双模成像处理，以分离出各向异性物质的偏振特性分布图像与空间结构分布图像这一步骤，其包括：

确定改进的斯托克斯参量测量法中描述偏振态的斯托克斯参数；

将描述偏振态的斯托克斯参量转换为RGB三基色并计算出相应的色度值作为偏振色度值；

根据偏振色度值从原始图像提取出各向异性物质的偏振特性分布图像；

将各向异性物质的偏振特性分布图像从原始图像中去除，得到各向异性物质的空间结构分布图像。

3.根据权利要求2所述的一种各向异性物质的双模成像方法，其特征在于：所述将描述偏振态的斯托克斯参量转换为RGB三基色并计算出相应的色度值作为偏振色度值这一步骤，其包括：

将描述偏振态的斯托克斯参量转换为RGB三基色；

将各向异性物质透射光或反射光的斯托克斯参数值分为256个灰阶，然后根据RGB三基色计算出相应的色度值作为偏振色度值。