三维点扩散函数层距与图像复原的关系

梁日柳，陈　华，莫春球，聂　雄

(广西大学计算机与电子信息学院， 广西南宁530004)



三维点扩散函数层距与图像复原的关系

梁日柳，陈华，莫春球，聂雄

(广西大学计算机与电子信息学院， 广西南宁530004)

摘要：为研究三维点扩散函数层距与图像复原的关系，对数字共焦光学显微成像系统3D-PSF的构成、3D-PSF不同层距与图像复原效果的关系进行理论分析。通过仿真实验，研究了不同放大倍数的3D-PSF，在不同层距，相同层数和径向大小的情况下与图像复原效果的关系。实验表明：层距小于0.6 μm时，放大倍数为40倍，图像在层距为0.5 μm处取得最佳复原效果，放大倍数为20倍和10倍时，图像在层距为0.025 μm处取得较好的复原效果。研究结果为在细胞切片的采集和三维显微图像复原实际应用中对3D-PSF的层距选取提供了理论依据和选取方法。

关键词：三维点扩散函数；图像复原；层距；采样；改善信噪比

0引言

由于可以在传统的荧光显微镜基础上，利用数学算法去除图像中的离焦模糊成分，提高图像分辨率，数字共焦显微技术近年来迅速成为研究热点,以该技术发展的数字共焦显微仪在遗传学、医学、生物植物学等领域具有广泛的应用前景[1]。在该技术中，沿着z轴方向(即光轴或者轴向)移动生物细胞样本通过生物光学显微镜物镜焦平面，获取序列二维切片图像，然后使用三维显微图像复原算法进行处理[2]，获取清晰的二维图像序列和三维图像[3-6]。

在三维显微图像处理中，三维点扩散函数(three dimensional point spread function, 3D-PSF)的选取与图像复原效果密切相关。……