[发明专利]一种六边形晶格照明的超分辨显微系统及图像重构方法

权利要求书

1.一种六边形晶格照明的超分辨显微系统，所述系统至少包括照明光路模块和相机探测模块，所述照明光路中设置的多色激光器所发出的照明光至待测样品上产生荧光而被所述相机探测模块采集，其特征在于，包括：

一数字微镜器件，其中包含多个微镜，其微镜被设定为六边形阵列，对照明光进行反射从而将所述照明光调制为六边形的结构光；以及中央控制单元，其被配置为控制所述数字微镜器件按特定时序调节微镜反射角度以产生多张相移图像，并对相机探测模块采集图像完成后对图像堆栈进行重构而输出超分辨图像。

2.根据权利要求1所述的一种六边形晶格照明的超分辨显微系统，其特征在于，所述相机探测模块与所述数字微镜器件之间设置有一二向色镜，其被配置为将所述数字微镜器件中发出的发射光反射至待测样品处而激发荧光，所激发的荧光由所述二向色镜透射至所述相机探测模块进行图像采集。

3.根据权利要求2所述的一种六边形晶格照明的超分辨显微系统，其特征在于，所述数字微镜器件与所述二向色镜之间沿光传输路径依次设置有管镜和第一滤光片，通过所述管镜进入显微镜镜架，并由所述第一滤光片滤除杂散光后将所述数字微镜器件产生的结构光传播至所述二向色镜。

4.根据权利要求2所述的一种六边形晶格照明的超分辨显微系统，其特征在于，在所述二向色镜与相机探测模块之间沿光传输路径依次设置有第二滤光片及会聚透镜，经所述二向色镜透射后的荧光通过所述第二滤光片滤除激发光外波长的光线，由所述会聚透镜聚焦于相机探测模块进行收集。

5.根据权利要求1所述的一种六边形晶格照明的超分辨显微系统，其特征在于，所述照明光路模块除多色激光器外，还包括按照光源传输路径前后顺序依次设置的物镜、五角棱镜、双胶合透镜与反射镜；由所述物镜对多色激光器激发的照明光进行扩束，经所述五角棱镜折叠空间大小，并在所述双胶合透镜处汇聚经过所述物镜后发射的平行光束，由所述反射镜调整入射所述数字微镜器件的光线角度，以使激发的照明光入射至所述数字微镜器件中的六边形阵列。

6.根据权利要求1所述的一种六边形晶格照明的超分辨显微系统，其特征在于，所述多色激光器发出的照明光波长受所述中央控制单元调节。

7.一种六边形晶格照明的超分辨显微系统输出图像的重构方法，其特征在于，包括步骤：

S1、由受中央控制单元控制的多色激光器发射预设波长照明光沿光传输路径入射到数字微镜器件的反射表面上，经数字微镜器件的六边形阵列反射调制后，在待测样品上投影形成六边形晶格的照明光；

S2、中央控制单元在CPU平台上控制所述数字微镜器件上六边形阵列的倾斜方向，从而获得经相机探测模块收集的至少7张按特定时序进行六边形晶格投影调制单相图的原始图像堆栈，并将原始图像堆栈从CPU平台传入至GPU中；

S3、中央控制单元在GPU中对获得的原始图像堆栈进行重采样，通过由光学传递函数和抑制离焦信号的衰减系数结合生成的预滤波器处理原始图像堆栈；

S4、从原始图像信息中估计晶格结构光调制图像的初始参数，从而采用互相关算法计算确定空间频率向量、空间相位大小以及调制幅度大小；

S5、在GPU中使用并行运算的方式计算出重建因子，并将重建因子与预滤波器共同作用于预滤波器处理后的原始图像堆栈，对图像进行移频和重建处理；

S6、将重建因子代入由光学传递函数、衰减系数与预滤波器共同构造的维纳滤波器，对重建后的图像进行后置滤波；

S7、将GPU中的数据信息传回CPU平台，对超分辨图像数据信息进行整理，从而输出重构后的超分辨图像。