导读:本文包含了相位成像论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:相位,光学,细胞,测量,形态,干涉仪,视场。
相位成像论文文献综述
张璐,汤其剑,邓定南,陶明,刘晓利[1]（2019）在《基于光强传输方程的双相机动态相位成像的视场校正》一文中研究指出在显微成像中,基于光强传输方程的双相机动态相位成像是定量观测活细胞运动的一种有效方法。但是相机安装带来的误差使得两个相机的视场之间存在一定差异,导致利用光强传输方程求解获取的相位不准确。为此,提出了一种基于棋盘格标定的双相机图像校正方法,以消除相机间视场的不匹配问题,校正后的匹配精度可达到亚像素级,大大提高了相位成像的正确率。首先对标准微透镜阵列进行定量成像测量,验证所提方法的准确性和可行性,再对游动的雨生红球藻细胞进行动态相位成像,成像结果表明该方法在动态生物成像领域具有一定的应用前景。(本文来源于《中国激光》期刊2019年08期）
龚庆涛[2]（2019）在《基于双视场强度传播方程的实时相位成像技术的研究》一文中研究指出基于强度传播方程(transport of intensity equation,TIE)的相位恢复技术是一种非干涉、非迭代、测量环境简易的相位成像方法,可以实现对成像物体快速稳定且高对比度的相位检测,因此在生物显微成像领域得到了广泛的应用。传统TIE相位恢复技术由于至少需要通过移动叁次物平面或像平面采集过焦、在焦和欠焦总共叁幅强度图像,进而导致其无法实现实时相位成像。为了实现高精度低误差的活细胞实时相位成像,本文提出了基于数字视场校正的双目视TIE相位成像技术,其不仅克服了传统TIE相位成像技术无法实时成像的缺点,而且补偿了双目视场相位成像技术中存在的双视场失配误差,实现了生物细胞实时动态相位测量。本文具体研究工作和成果如下:(1)本文首先从自由光波场传播方程和亥姆赫兹方程方面进行了理论推导,得到一个不含时的波动方程,再利用光波旁轴近似条件约束和计算得出TIE算法的基本形式。通过研究和分析TIE技术以及对传统TIE相位恢复技术进行实验验证和总结,发现了传统TIE技术在实时相位成像上的不足,因此本文提出了双目视TIE相位恢复算法及基于快速傅里叶变换方法求解双目视TIE相位方法。模拟了不同噪声情况下,双目视TIE算法求解血红细胞的相位分布,其高精度的相位恢复结果表明双目视TIE技术在实时相位成像中有着良好的实用价值。(2)为了发挥TIE技术在商业显微镜应用上的相位成像实时价值,我们对光学显微镜进行了改装,主要在双目镜筒上安装两个型号规格一致的图像传感器,同时在其中一个目镜筒上加装铜制垫圈使得波前产生一定的相位延迟,进一步可以通过单次曝光同时采集到两幅离焦强度图像用于双目视TIE相位恢复计算。但是,在实验中通过双目镜采集的两幅图像之间会存在旋转、缩放和平移误差,这些误差会导致相位恢复不准确。为了校准双视场间的旋转、缩放和平移误差,本文提出了基于相位相关的数字视场校正TIE实时相位成像技术,从数字模拟和实验角度对该相位成像技术进行了计算和验证,通过校正算法和双目视TIE算法分别对分辨率板、随机相位板和人血涂片进行实验测量,校准后的结果与参考标准基本一致,由此证明了视场校正算法能精确校正视场间存在的误差,同时表明数字校正双目视场TIE实时相位成像技术能够在活细胞相位检测中成功应用,丰富了活细胞实时相位成像方法。(3)考虑到数字视场校正双目视TIE实时相位成像技术可以直接应用于生物显微成像系统,因此本文应用该改进后的双目视TIE相位成像技术对多种细胞进行了实验测量。在活细胞BHK21和F81中添加ATP试剂和葡萄糖试剂并实时采集细胞相位信息,根据时间相关和均方根相位原理分析对比了有无ATP情况下细胞膜振动的频率和幅度变化。细胞在添加ATP下相位波动更加剧烈,充分证明了ATP试剂可以促进对细胞膜的振动调节,进一步证明了数字校正的双目视场TIE技术在活细胞相位成像上有着非常有价值的应用前景。本文主要在双目视TIE相位显微的基础上,通过对显微镜简单改装并对双目视场进行了数字校正,将改进的双目视TIE技术成功地应用于活细胞动态成像,进一步分析了几种活细胞的振动现象。考虑到改进的双目视TIE技术摆脱了传统TIE技术的局限性,有着明显的速度优势,因此可为生物医学细胞实验的研究提供一种新的实用方法。(本文来源于《江南大学》期刊2019-06-01）
张佳恒,马利红,应朝福[3]（2019）在《白光衍射相位成像应用于生物活细胞定量相位成像的研究》一文中研究指出为实现生物活体细胞的高分辨率定量相位成像,设计和组建了一套白光(卤素灯)作为照明光源的衍射显微相位成像系统.在未放置样品的时候测得系统的空间噪声低于0.60 nm,时间噪声低于0.04 nm;用标准聚苯乙烯微球作为样品验证了系统测量的准确性.最后,以活体血红细胞与大肠杆菌细胞为样品,获得了准确的定量相位像;并对霉菌孢子进行了长时间的观察,获得了其在水中萌发的序列动态定量相位像.实验结果表明,建立的系统成像精度高,且具有长时间观察生物活细胞的能力.(本文来源于《浙江师范大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
段易通,朱家晓,吴坚[4]（2019）在《结合公共多媒体的光场调制相位成像技术及教学应用》一文中研究指出研究设计了一种利用公共多媒体的光场调制相位成像实验教学系统,系统由辅助照明和图像记录两部分组成,其中的辅助照明部分可由教室的公共多媒体投影仪实现,利用该教学系统可直接在课堂上现场演示操作过程.系统中采用了四步相移与傅里叶频谱分析两种不同的相位解调算法实现叁维像的数字化重构,并且针对于两种算法编写了软件操作界面,软件演示了算法过程并对原理做出解释,从而更易于学生对光场调制相位成像原理的理解.(本文来源于《大学物理》期刊2019年02期）
季颖,傅爽,陶兆禾,梁敏捷,王亚伟[5]（2019）在《整合光散射信息的生物细胞相位成像系统》一文中研究指出提出了一种可将光散射信息整合到干涉相位成像系统的设计方法。建立了均质细胞、单核细胞、双核细胞模型,通过分析样品的相位分布信息快速定量提取样品的形态特征,确定了样品的亚结构特征。通过红细胞和中性粒细胞实验,指出了结合散射信息的必要性和优势。研究结果验证了所提系统的可行性,并提出了改进方向。该系统结构简单、便于操作,为细胞形态结构特征的快速无损检测提供了参考。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年09期）
程军营[6]（2018）在《并行多通道MR相位成像新方法研究》一文中研究指出磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)获取的数据为复数,在常规诊断中通常使用幅值图像,而丢弃相位成分。但相位图像包含了组织磁化率、横向弛豫率T_2*和磁场不均匀度等信息,在Dixon水与脂肪分离、磁敏感加权成像和磁化率定量成像中有着广泛的应用。早期的单通道MRI具有扫描时间长、信噪比低等缺点。近年发展的并行多通道MRI技术能够在保持扫描视野和空间分辨率不变的前提下有效地提高了成像速度和获得较高信噪比的相位图像。然而,无论是单通道还是并行多通道MRI,利用角度函数(如反正切)从复数信号获得的相位都会被缠绕到(-π,π]弧度区间内。因此获得的相位也被称为缠绕相位。从缠绕相位图像中获得真实相位图像的过程被称为相位解缠绕。相位解缠绕通常假设相邻像素潜在真实相位差不超过π。如果该条件得到满足,则很容易获得平滑的潜在真实相位图像。然而,当感兴趣区域内存在严重的噪声、快速相位变化或不连通区域时,相邻像素的真实相位差有可能大于π。这时,从缠绕相位图像中很难准确地恢复出真实相位,尤其对二维及以上的数据来说。针对以上情况,本文提出了叁种相位成像新方法,并使用仿真和临床磁共振Dixon水与脂肪分离与磁化率定量成像数据来评价提出的方法。主要研究内容分为以下叁部分:(1)提出了一种基于像素聚类和局部曲面拟合的二维相位成像新算法,使其在存在严重噪声、快速相位变化或不连通区域的情况下仍可以鲁棒地获得潜在的真实相位。获取的磁共振相位图像通常在临近缠绕区域变化迅速。相比之下,向量(phasor)变换缓慢,特别是在远离组织交界区域。根据以上观察,利用相位和向量的不同局部变化特性,提出的方法首先聚类像素为易于解缠绕的块和难于解缠绕的残余像素,然后使用一种基于区域增长的局部多项式曲面拟合方法依次执行块内、块间和残余像素相位解缠绕。在仿真实验中,即使在信噪比等于0.5、相邻像素相位变化大于π或存在不连通区域的感兴趣区域内,提出的方法的平均错误率仍小于1.50%。对于350个临床膝关节和踝关节水与脂肪分离数据图像,提出方法的水脂互换率为4.29%。(2)提出了一种基于像素聚类和局部多项式拟合的叁维相位成像方法,并将提出的方法应用于磁化率定量成像中以实现组织磁化率可靠地、准确地定量。我们把基于像素聚类和局部曲面拟合的算法从二维扩展到叁维。扩展后的基于像素聚类和局部曲面拟合的算法使用叁维26-邻域来计算相位和向量的局部变化,并把相位数据聚类为叁维的块或子块,最后使用叁维局部多项式模型建模局部窗内真实相位。仿真与临床磁共振磁化率定量成像实验结果表明即使当感兴趣区域内存在严重噪声、不连通区域、快速相位变换或open-end cutlines时,提出的方法仍可以准确地实现叁维相位数据解缠绕。(3)提出了一种使用相位跳转探测和局部曲面拟合的相位成像新方法,使其在存在严重噪声、快速相位变换和不连通区域的情况下可以鲁棒地工作。提出的方法首先通过自动探测相位跳转位置把相位图像分成块,然后聚类邻近相位跳转的像素为残余像素。其后,提出方法使用局部曲面拟合方法依次执行块内、块间和残余像素解缠绕。为了解决块内缠绕存在的问题,提出方法使用相位分区方法把每一块分成子块,然后使用逐块增长方法执行子块间相位解缠绕。相位导数方差作为质量标准被用来确定残余像素的区域增长路径。在具有严重噪声、快速变化相位和不连通区域的仿真实验中,提出方法获得准确的潜在真实相位图像,其错误率的均值和标准差为0.26±0.07%。对于505个临床膝关节和踝关节数据图像,提出方法总的水脂互换率为1.78%。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-09-12）
宋露,冯元华[7]（2018）在《基于光学相干探测技术的超快流式细胞定量相位成像系统》一文中研究指出目前的流式细胞仪有非成像式和成像式两类。非成像式流式细胞仪虽有高吞吐量但无法提供细胞形态学信息;成像式流式细胞仪虽然能得到细胞的形态学信息,但受传统CCD等面阵列成像传感器的帧率限制,吞吐量不高。针对这一问题,提出并设计了一种基于光学相干检测技术的超快流式细胞定量相位成像系统,其有效线扫描成像速度可达100MHz。细胞成像实验结果表明,设计的实验系统可获取高对比度的细胞定量相位图像以及5万个细胞每秒的理论吞吐量。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年12期）
崔博川,王建立,姚凯男,陈涛[8]（2018）在《基于四波前剪切干涉的显微定量相位成像实验研究》一文中研究指出提出一种基于四波前剪切干涉的显微定量相位成像方法,使用棋盘型位相光栅获得生物样品的干涉图,采用快速傅里叶法解得相位信息.实验测量可变形镜产生的随机波前,与ZYGO干涉仪的对照结果表明相位测量误差不超过3%,验证了四波前剪切干涉仪的相位探测精度.建立了一套基于四波前剪切干涉技术的显微定量相位成像系统,以小鼠肝癌活体细胞为样品,获得了清晰的强度图像和相位图像.实验结果表明基于四波前剪切干涉技术的系统可以实现高精度的定量相位成像,适用于生物活体细胞的相位显微成像研究.(本文来源于《光子学报》期刊2018年07期）
刘景业[9]（2018）在《正交相位成像实验方法及其技术研究》一文中研究指出细胞作为生物个体的基本构成单位和功能单位,拥有着各种各样的复杂形态与结构,特别是在不同个体和不同健康状态下其个体之间差异尤为显着。而随着科学家们在现代医学领域的进一步研究发现,细胞的形态信息在疾病检测、诊断、治疗以及新药物研发过程中都起着至关重要的作用。因此细胞成像技术作为对细胞形貌进行采集的一种行之有效的手段就变得尤为重要。光学相位成像技术由于其能够对低散射的相位体即生物细胞进行检测而被广泛应用于该领域,特别是定量相位显微技术在近十年来得到了显着的发展。该技术融合了数字全息、光学显微和现代数字处理等技术,通过对样品透射或反射光进行分析从而实现对样品的无介入、无辐射、无接触、无损伤、实时定量测量。并通过其良好的纳米级测量精度使其成为了细胞检测领域的主要技术之一。在通过对大量相位显微技术及相位恢复方法的相关资料进行阅读的基础上,并总结对比了传统成像技术之中的不足。为了能够充分发挥离轴和同轴干涉成像方法的特点,本文在离轴干涉相位成像技术和同轴干涉相位成像技术的基础上提出了一种基于迈克尔逊干涉光路的通过使用双Dove棱镜来搭建的同轴和离轴干涉成像系统。其能够分别进行同轴和离轴干涉相位成像,而且最少地采用透镜,从而有效地减少了光学畸变。并因其简单的光学结构、便捷的操作以及低廉的成本使其在相位显微方面具有良好的实用性和推广意义。另一方面在传统相位显微成像技术中,通过重建得到的只是样品在轴向方向上的伪厚度分布信息。为了能够获得更好更清晰更真实的生物细胞样品的叁维亚结构信息,就需要采集并分析更多的相位图来进行样品的重建。因此在本文中为了能够获取基于最大熵层析方法下样品细胞的完整叁维信息,提出了一种利用侧向位移分光棱镜搭建出的基于双正交光路的正交干涉成像系统。该方法可以在同一时间获取样品在两正交方向上的两幅干涉图样,并通过相关相位恢复方法即可获得生物细胞的叁维形貌以及其亚结构特征。不同于传统离轴干涉成像技术只能将样品的相位信息进行轴向采集和堆迭,该方法仅需要通过从正交方向上采集到的两幅干涉图样就能够恢复解耦出样品的全部空间信息。其有效性和可靠性都通过计算机程序模拟和搭建实验测量结果对其进行了验证。该技术可以被广泛的应用于相位显微,特别是对透明样品进行相位显微成像,如生物细胞相位成像以及相位测量等领域中。本文提出了两种不同的成像系统,并在正交相位成像方法的实验方面打下了一定基础,使其能够成功的对样品进行清晰成像。为进一步对生物细胞样品叁维正交成像的研究探索提供了新的思路。(本文来源于《江苏大学》期刊2018-06-01）
杨刚[10]（2018）在《激光相位成像及其在微生物识别中的应用研究》一文中研究指出随着社会的进步和环境卫生条件的日益改善,人们的生活水平不断提高,健康状况越来越受到重视,对疾病的预防及检测技术要求也越来越高。传统的环境监测方法和生物医疗手段繁琐复杂,所获信息量有限,难以满足对单细胞层次深入分析研究的需求,发展一种无损、非侵入、高分辨和可定量的检测方法,对于研究细胞和生物组织的结构形态和生理活动特征具有重要的科学意义和应用价值。本文基于光学显微成像技术,设计和搭建一套高稳定性、高精度的激光衍射相位显微成像系统,并结合微流体芯片的动态观测优势,对两种水源性致病寄生虫的形态和干质量进行定量研究,具体内容如下:(1)设计和搭建了基于离轴干涉和共光路布局的激光衍射相位显微成像系统,并从光源、光栅的选择以及共光路干涉结构等方面对光路系统进行了详细的设计研究。测量了该系统的光程波动范围,得到量化的空间噪声精度为6.7 nm。以直径4.8μm的聚苯乙烯微球为标准样品,对该系统的测量准确度进行验证,聚苯乙烯微球的最大相位延迟误差不超过4%,最大相位延迟测量结果与理论计算结果相一致。(2)开发了基于傅里叶变换和希尔伯特变换的相位提取算法,同时考虑到相机采样错误以及空间噪声对干涉光场采集过程造成的影响,提出采用Goldstein′s相位解缠算法对包裹相位进行解包,减少相位恢复错误,通过背景相减法消除成像系统引起的相位偏差,实现生物样品相位分布图像快速、准确地恢复。(3)针对寄生虫卵微小,在水中难以辨认和捕捉的缺点,设计和制作了具有双层结构、高捕获效率的微流体芯片。其中微流体芯片中U型捕获结构长15μm,宽7.5μm,中心凹槽区域深度为5μm,宽度为10μm。并在U型捕获结构与下层芯片之间预留了2μm的空隙,有效缓解通道内水流压力。利用该微流体芯片可以很好地捕获寄生虫卵,并可以对虫卵进行寻址以及定位标记,便于对寄生虫卵动态、大批量地检测研究。(4)基于上述设计的激光衍射相位成像系统,结合微流体芯片的协同作用,实现了对贾第鞭毛虫包囊和隐孢子虫卵囊定量相位成像。利用激光衍射相位显微成像系统获取到两种寄生虫的相位分布图,在对相位图进行测量和积分运算,得到100只贾第鞭毛虫包囊长轴在8~15μm之间,短轴在4~7μm之间,干质量在42.70-137.07 pg之间,100只隐孢子虫卵长轴在4~6μm之间,短轴在3~5μm之间,干质量范围在6.13~14.00pg之间。并对贾第鞭毛虫包囊的死活状态进行了动态测量,125只贾第鞭毛虫包囊在致死之后,平均干质量减少了48.64 pg。上述结果表明,激光衍射相位显微成像系统结合微流体芯片可以实现对微小生物体进行定量、动态地测量,并得到其形态学和生理活动等相关参数。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-06-01）
相位成像论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于强度传播方程(transport of intensity equation,TIE)的相位恢复技术是一种非干涉、非迭代、测量环境简易的相位成像方法,可以实现对成像物体快速稳定且高对比度的相位检测,因此在生物显微成像领域得到了广泛的应用。传统TIE相位恢复技术由于至少需要通过移动叁次物平面或像平面采集过焦、在焦和欠焦总共叁幅强度图像,进而导致其无法实现实时相位成像。为了实现高精度低误差的活细胞实时相位成像,本文提出了基于数字视场校正的双目视TIE相位成像技术,其不仅克服了传统TIE相位成像技术无法实时成像的缺点,而且补偿了双目视场相位成像技术中存在的双视场失配误差,实现了生物细胞实时动态相位测量。本文具体研究工作和成果如下:(1)本文首先从自由光波场传播方程和亥姆赫兹方程方面进行了理论推导,得到一个不含时的波动方程,再利用光波旁轴近似条件约束和计算得出TIE算法的基本形式。通过研究和分析TIE技术以及对传统TIE相位恢复技术进行实验验证和总结,发现了传统TIE技术在实时相位成像上的不足,因此本文提出了双目视TIE相位恢复算法及基于快速傅里叶变换方法求解双目视TIE相位方法。模拟了不同噪声情况下,双目视TIE算法求解血红细胞的相位分布,其高精度的相位恢复结果表明双目视TIE技术在实时相位成像中有着良好的实用价值。(2)为了发挥TIE技术在商业显微镜应用上的相位成像实时价值,我们对光学显微镜进行了改装,主要在双目镜筒上安装两个型号规格一致的图像传感器,同时在其中一个目镜筒上加装铜制垫圈使得波前产生一定的相位延迟,进一步可以通过单次曝光同时采集到两幅离焦强度图像用于双目视TIE相位恢复计算。但是,在实验中通过双目镜采集的两幅图像之间会存在旋转、缩放和平移误差,这些误差会导致相位恢复不准确。为了校准双视场间的旋转、缩放和平移误差,本文提出了基于相位相关的数字视场校正TIE实时相位成像技术,从数字模拟和实验角度对该相位成像技术进行了计算和验证,通过校正算法和双目视TIE算法分别对分辨率板、随机相位板和人血涂片进行实验测量,校准后的结果与参考标准基本一致,由此证明了视场校正算法能精确校正视场间存在的误差,同时表明数字校正双目视场TIE实时相位成像技术能够在活细胞相位检测中成功应用,丰富了活细胞实时相位成像方法。(3)考虑到数字视场校正双目视TIE实时相位成像技术可以直接应用于生物显微成像系统,因此本文应用该改进后的双目视TIE相位成像技术对多种细胞进行了实验测量。在活细胞BHK21和F81中添加ATP试剂和葡萄糖试剂并实时采集细胞相位信息,根据时间相关和均方根相位原理分析对比了有无ATP情况下细胞膜振动的频率和幅度变化。细胞在添加ATP下相位波动更加剧烈,充分证明了ATP试剂可以促进对细胞膜的振动调节,进一步证明了数字校正的双目视场TIE技术在活细胞相位成像上有着非常有价值的应用前景。本文主要在双目视TIE相位显微的基础上,通过对显微镜简单改装并对双目视场进行了数字校正,将改进的双目视TIE技术成功地应用于活细胞动态成像,进一步分析了几种活细胞的振动现象。考虑到改进的双目视TIE技术摆脱了传统TIE技术的局限性,有着明显的速度优势,因此可为生物医学细胞实验的研究提供一种新的实用方法。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
相位成像论文参考文献
[1].张璐,汤其剑,邓定南,陶明,刘晓利.基于光强传输方程的双相机动态相位成像的视场校正[J].中国激光.2019
[2].龚庆涛.基于双视场强度传播方程的实时相位成像技术的研究[D].江南大学.2019
[3].张佳恒,马利红,应朝福.白光衍射相位成像应用于生物活细胞定量相位成像的研究[J].浙江师范大学学报(自然科学版).2019
[4].段易通,朱家晓,吴坚.结合公共多媒体的光场调制相位成像技术及教学应用[J].大学物理.2019
[5].季颖,傅爽,陶兆禾,梁敏捷,王亚伟.整合光散射信息的生物细胞相位成像系统[J].激光与光电子学进展.2019
[6].程军营.并行多通道MR相位成像新方法研究[D].电子科技大学.2018
[7].宋露,冯元华.基于光学相干探测技术的超快流式细胞定量相位成像系统[J].激光与光电子学进展.2018
[8].崔博川,王建立,姚凯男,陈涛.基于四波前剪切干涉的显微定量相位成像实验研究[J].光子学报.2018
[9].刘景业.正交相位成像实验方法及其技术研究[D].江苏大学.2018
[10].杨刚.激光相位成像及其在微生物识别中的应用研究[D].长春理工大学.2018
论文知识图
![磁共振发展史上的着名人物[74]](http://image.cnki.net/GetImage.ashx?id=1013297831.nh0005&suffix=.jpg)
