[发明专利]一种各向异性物质的双模成像方法及装置

说明书

本发明公开了一种各向异性物质的双模成像方法及装置，方法包括：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，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。本发明采用了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，适用性更广；消除了物体空间结构对透射光强的调制，干扰更小；以偏振态作为成像物理量，更加直观且全面。本发明可广泛应用于成像技术领域。

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其是一种各向异性物质的双模成像方法及装置。

背景技术

偏振成像技术广泛应用于生物医学成像、遥感天文成像、目标识别以及三维偏振积分成像等各个领域。生物组织的偏振特性会随着其结构功能的变化发生改变，因此可以通过偏振成像技术对生物组织的特性进行研究。传统的偏振成像技术探测的是样品的透射光强，透射光同时包含了样品的结构信息与空间信息，因此传统偏振成像方法只能对透明的各向异性物质(其透射系数为1)进行偏振成像，而对于具有复杂空间结构的各向异性物质来说，其偏振分布信息将被空间结构信息所掩盖，导致无法获取样品的纯偏振分布信息，造成传统偏振成像方法不再适用。传统偏振成像方法最终所获得的实际上是样品偏振分布图像与空间结构图像的混合图像，也就是说传统偏振成像方法对样品偏振特性成像的观察研究实际上受到了样品空间结构(如散射系数与吸收系数)成像的干扰。另外，传统偏振成像方法也只能以透射光偏振态中的某个投影作为成像物理量进行成像，并没有实现完全偏振态成像，不够直观和全面。

此外，传统的偏振成像装置大多结构复杂，测量速度慢，操作不够方便，且成像效果较差，无法满足各向异性物质偏振成像的高要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一目的在于：提供一种适用性广、干扰小、直观和全面的，各向异性物质的双模成像方法。

本发明的第二目的在于：提供一种结构简单、测量速度快、操作方便和成像效果好的，各向异性物质的投射式双模成像装置。

本发明的第三目的在于：提供一种结构简单、测量速度快、操作方便和成像效果好的，各向异性物质的反射式双模成像装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种各向异性物质的双模成像方法，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。

进一步，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。

进一步，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；