《螢光顯微樣本3D重建關鍵技術研究》是依託北京工商大學，由王瑜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：螢光顯微樣本3D重建關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王瑜
- 依託單位：北京工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
醫學，生命科學，生物學等世界前沿科學研究領域，迫切需要以3D形式展現顯微樣本的結構細節，用新的視角和理念重新認識和分析人類正在努力探索的微觀世界，這無疑對傳統2D形式的顯微光學成像系統提出了嚴峻的挑戰。本項目針對螢光顯微圖像理解，圖像去噪，圖像3D重建三個關鍵問題展開研究。在深入分析傳統光學成像系統的成像機理，成像過程，成像模型和退化因素的同時，認真研究光場、壓縮感知和反卷積等基礎理論，確定螢光顯微樣本密集2D截面圖像棧(微觀光場)的有效採集方案，研究準確、魯棒、高效的圖像預處理以及3D重建方法，最終構建螢光顯微樣本3D重建原型演示系統，用於顯微樣本觀察與分析，輔助研究人員獲得正確的科學結論。本項目具有前瞻性和挑戰性，力圖在理論上取得進展，在關鍵技術上獲得突破，其研究成果可用於顯微樣本科學研究，以及工業電子，納米技術等新興技術領域中，具有重要的科學意義和實用價值。
結題摘要
醫學，生命科學，生物學等世界前沿科學研究領域，迫切需要以3D形式展現顯微樣本的結構細節，用新的視角和理念重新認識和分析人類正在努力探索的微觀世界，這無疑對傳統2D形式的顯微光學成像系統提出了嚴峻的挑戰。本項目針對螢光顯微圖像理解，圖像去噪，圖像3D重建三個關鍵問題展開研究。項目組負責人及其成員在深入分析傳統光學成像系統的成像機理，成像過程，成像模型和退化因素的同時，認真研究光場、壓縮感知和反卷積等基礎理論，提出了準確、魯棒、高效的圖像預處理以及2D圖像復原和3D圖像棧重建方法，具體包括基於四階偏微分方程和對比度增強的螢光顯微圖像去噪方法，基於方向四階偏微分方程的螢光顯微圖像去噪方法，基於稀疏表示的螢光顯微圖像復原方法，基於不同階導數的螢光顯微圖像3D重建方法等，最終構建了螢光顯微樣本3D重建原型演示系統，用於顯微樣本觀察與分析，輔助研究人員獲得正確的科學結論。在本項目的大力支持下，項目負責人及其成員在科學出版社出版學術專著2部，在國內外權威期刊與會議發表論文17篇，其中SCI收錄5篇，EI收錄9篇，申請國家發明專利6項，其中授權3項，授權軟體著作權1項。本項目研究成果可用於顯微樣本科學研究，以及工業電子，納米技術等新興技術領域中，具有重要的科學意義和實用價值。
