遗传退火优化校正LED阵列位置提升傅里叶叠层显微成像质量

"本文主要探讨了一种基于傅里叶叠层显微成像技术的LED阵列位置校正方法，旨在解决在FPM系统中由于LED阵列位置误差导致的图像重建质量下降的问题。通过遗传退火优化算法，该方法能够准确估计并校正LED阵列的全局误差参数，从而提高重建图像的清晰度和质量。" 在光学成像领域，傅里叶叠层显微成像（FPM）是一种突破低数值孔径物镜分辨率限制的先进技术。它利用LED阵列产生的不同角度光线照射样品，通过对多个照明角度的图像数据进行处理，重构出高分辨率的图像。然而，在实际的FPM系统中，LED阵列的位置偏差会严重影响图像重建的效果，降低图像质量。 针对这一问题，研究者提出了一种新的解决方案，即利用遗传退火优化算法进行位置校正。遗传退火算法是一种结合了遗传算法与模拟退火算法的全局优化方法，能够搜索到全局最优解，而不是陷入局部最优。在该方法中，首先分析了LED阵列、样品和物镜数值孔径之间的相对位置对入射波矢量的影响，这有助于理解位置误差如何导致成像质量下降。然后，通过遗传退火算法对LED阵列的误差位置进行估计，计算出全局误差参数。这些参数可以用于在图像重建阶段快速而精确地校正LED阵列的位置。 实验结果显示，该方法能显著提升重建图像的质量，无论是仿真还是实际操作，都能得到明显的改善。这种基于遗传退火优化的校正策略为FPM系统提供了一种有效的方法，以减少因LED阵列定位不准确导致的图像失真，进而提高成像系统的整体性能。 关键词：成像系统，傅里叶叠层显微成像，位置校正，遗传退火算法，图像质量 该研究提出了一种创新的LED阵列位置校正方法，通过遗传退火优化算法实现对FPM系统中LED阵列位置的精确调整，从而提高成像质量和图像重建的准确性。这一成果对于优化显微成像技术，尤其是在生物医学、材料科学等领域具有重要的应用价值。