[发明专利]基于波长复用的频域拼贴显微系统及其方法

权利要求书

1.一种基于波长复用的频域拼贴显微系统，其特征在于，包括：

三色LED阵列，所述的三色LED阵列包含红光LED灯、绿光LED灯和蓝光LED灯；

显微镜，用于获取所述三色LED阵列照射样本后的图像信息进行放大；

RGB相机，所述RGB相机放置在所述显微镜的相面，用于采集放大后的图像信息；

控制器，所述控制器用于同步控制所述三色LED阵列和所述RGB相机，以采集多张波长复用的低LED分率彩色图像，并根据所述多张波长复用的低LED分率彩色图像，通过图像数据预处理，然后迭代重构和频谱拼贴，获取恢复单帧高分辨率图像所需的原始图像数据；其中，所述的数据预处理包括对比度调整、参数计算和聚焦处理；

其中，所述数据预处理还包括色散校正：记录并估计不同光照的散焦距离，并以此计算出与波长相关的不同相移因子，在重构时将其带入算法中来消除这种散焦的影响。

2.根据权利要求1所述的基于波长复用的频域拼贴显微系统，其特征在于，所述红光LED灯、所述绿光LED灯和所述蓝光LED灯在光谱维度上是互不重叠。

3.根据权利要求1所述的基于波长复用的频域拼贴显微系统，其特征在于，所述显微镜包括：

显微物镜，用于对三色LED阵列照射样本后的图像信息进行特定倍数的放大，

套管镜头，用于对放大后的图像信息透镜成像，以便位于成像的相面的RGB相机进行图像采集。

4.根据权利要求1所述的基于波长复用的频域拼贴显微系统，其特征在于，所述RGB相机与所述显微镜的成像系统光学分辨率相匹配。

5.根据权利要求4所述的基于波长复用的频域拼贴显微系统，其特征在于，所述RGB相机通过拜耳滤色器编码采集三种波长光照下的图像信息。

6.一种基于波长复用的频域拼贴显微方法，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的基于波长复用的频域拼贴显微系统，所述方法包括以下步骤：

S1：调节所述三色LED阵列与所述显微物镜之间横向的相对位置和轴向距离，使得所述三色LED阵列的多波长光照与所需提供的多角度光照相对应；

S2：通过所述显微物镜和套管镜头获取所述三色LED阵列照射样本后的图像信息进行放大至所述套管镜头的成像面；

S3：通过所述RGB相机采集三种照明下所述样本的彩色图像；

S4：所述控制器同步控制所述三色LED阵列和所述RGB相机，通过变换所述三色LED阵列的照明模式采集多张波长复用的第一分辨率的彩色图像；

S5：将所述多张波长复用的第一分辨率的彩色图像按照R/G/B三个通道进行拆分得到多个拆分数据；

S6：将所述多个拆分数据进行预处理，所述预处理包括对比度调整、参数计算和聚焦处理，然后通过迭代重构和频谱拼贴，以得到单帧第二分辨率的原始图像数据；

其中，所述数据预处理还包括色散校正：记录并估计不同光照的散焦距离，并以此计算出与波长相关的不同相移因子，在重构时将其带入算法中来消除这种散焦的影响。

7.根据权利要求6所述的基于波长复用的频域拼贴显微方法，其特征在于，所述三色LED阵列与所述样本的距离为1至10厘米。

8.根据权利要求6所述的基于波长复用的频域拼贴显微方法，其特征在于，所述样本为无色透明或者半透明。