上海光機(jī)所提出一種去除熒光成像背景的新方法
近期,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實驗室研究團(tuán)隊提出了一種基于前景目標(biāo)估計的去除背景的新方法,相關(guān)研究成果以“Background-free wide-field fluorescence imaging using edge detection combined with HiLo”為題發(fā)表于Journal of Biophotonics。 寬場熒光顯微鏡在生物成像中起著十分重要的作用,但在三維成像中,往往存在著難以避免的背景的干擾,這導(dǎo)致了圖像信噪比的降低。目前常規(guī)的去背景技術(shù)可分為通過硬件光路和軟件算法兩大類,其中硬件方法雖然可以提供令人滿意的結(jié)果,但面臨著成本高,靈活性低,拓展性不足等缺點(diǎn)。因此通過軟件算法實現(xiàn)背景去除是值得探索的熱點(diǎn)方向,現(xiàn)有的軟件算法主流思路是首先通過估計背景,然后減去背景從而獲得想要的無背景圖像。 研究團(tuán)隊提出了一種基于邊緣檢測與虛擬HiLo技術(shù)相結(jié)合的背景去除方法(V-HiLo-ED),不同于現(xiàn)有的主流算法(如小波變換,滾球算法等),本方法首次通過估計前景目標(biāo)直接重構(gòu)出了無背景圖像,其相較于主流軟件算法在信噪比方面的提升超過30%,同時與共聚焦顯微鏡,結(jié)構(gòu)光顯微鏡等硬件方法相比展現(xiàn)出近乎一致的背景抑制效果。本方法在實驗中還體現(xiàn)了其靈活的拓展能力,通過與光片顯微鏡結(jié)合進(jìn)一步提升了光片顯微鏡的背景抑制能力。本方法的應(yīng)用潛力不僅限于上述場景,其在所有寬場成像場景如內(nèi)窺鏡等均有應(yīng)用價值。 ![]() 圖1.V-HiLo-ED算法的整體思路 ![]() 圖2 .(A)寬場顯微圖像;(B)邊緣檢測結(jié)果;(C)低頻成分Lo;(D)高頻成分Hi;(E)最終的去背景圖像;(A1-A2)圖A中位置1和位置2的局部放大圖像;(E1-E2)圖E中位置1和位置2的局部放大圖像。 相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金,上海市自然科學(xué)基金,上海市港澳臺合作項目等項目支持。 |