吴迪 蒋子珍 喻欢欢 张晨爽 张娇 林丹樱 于斌 屈军乐

(深圳大学物理与光电工程学院, 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 深圳 518060)

1 引 言

定量相位成像(quantitative phase imaging,QPI)技术将相位成像和光学显微相结合, 为观测透明生物样品提供了一种无标记、快速、无损、高分辨率的成像手段, 广泛应用于生物医学等领域[1].目前, QPI技术主要分为基于干涉法测量和非干涉法测量两大类, 包括离轴法[2,3]、相移方法[4,5]、共光路法[6,7]、 白光法[8,9]及傅里叶变换光散射法[10]等多种方法.

径向希尔伯特变换是实现图像边缘增强中最常用的方法之一.在4f滤波系统的傅里叶谱平面上使用螺旋相位滤波器(spiral phase filter, SPF)能够实现径向希尔伯特变换[11], 从而使振幅和相位样本产生各向同性的边缘增强, 可用于观察透明生物组织和细胞, 因此, SPF倍受研究人员关注[12-14].在SPF的基础上, Furhapter等[15]发展了螺旋相衬(spiral phase contrast, SPC)显微成像技术, 通过利用拓扑荷数为1的整数阶螺旋相位片进行相位滤波, 再通过三步相移法进行复杂物体相位的定量重构, 但其图像采集和处理过程相对复杂.当螺旋相位片的拓扑荷数为分数时, SPF系统点扩散函数的径向对称被打破, 由此产生了可控的边缘位错, 可以通过控制分数阶拓扑荷数的大小和初始相位改变其边缘增强的程度和方向, 实现物体的各向异性边缘增强[16-18].目前, 基于分数阶螺旋相位片的SPF研究主要围绕图像的边缘增强展开,但在QPI方面研究相对较少.

基于迭代的相位恢复方法, 例如……