● 摘要
在生物科学研究中，荧光显微镜被广泛用于生物样本的三维观测。采用一般宽场显微镜来获取生物样本的三维图象时，所得到的图像在轴向方向上会因为来自聚焦平面外图像的干扰变得模糊，这个问题可以用激光扫描共焦显微镜(LSCM: Laser Scanning Confocal Microscopy)来解决。但是LSCM价格昂贵，系统复杂，且过强的激光容易对生物样本产生漂白现象。因此，怎样用一个算法消除来自聚焦平面外图像的干扰就成为该领域人们研究的热点。 本课题针对上述问题主要研究了光学切片图像的盲复原算法。在全面总结了显微三维光学切片复原技术(COSM: Computational Optical Sectioning Microscopy)相关研究的基础上，开展了以下工作：首先介绍了COSM的一些基本概念，包括：三维显微成像系统的成像模型，阐述了其存在的病态问题并总结了正则化的思想和方法以及图像复原算法的主要评价标准；接下来，针对理想情况和实际情况，详细推导了三维显微成像系统点扩散函数(PSF)的理论模型，并进行了深入的分析研究；然后，在PSF理论模型的基础上，分析实现了现存的几种典型复原算法，并将它们由二维应用推广至三维应用，给出了实验结果并对其进行了分析；最后，针对三维显微图像的成像统计模型，提出并推导了基于最大后验概率的盲复原算法(BD-MAP)，并给出了实验结果，结果表明：此算法能够补偿由于PSF带来的模糊，从而较好地复原图像。