[發明專利]一種各向異性物質的雙模成像方法及裝置

有效

• 申請號: 201610920565.0
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107036972B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 唐志列;王潔琳;何燕玟
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發明公開了一種各向異性物質的雙模成像方法及裝置，方法包括：對各向異性物質進行偏振?共焦顯微掃描成像，獲取原始圖像；采用改進的斯托克斯參量測量法對原始圖像進行雙模成像處理，以分離出各向異性物質的偏振特性分布圖像與空間結構分布圖像，改進的斯托克斯參量測量法將描述偏振態的斯托克斯參量轉換為RGB三基色并計算出相應的色度值作為偏振色度值，然后根據偏振色度值從原始圖像提取出各向異性物質的偏振特性分布圖像。本發明采用了改進的斯托克斯參量測量法對原始圖像進行雙模成像處理，適用性更廣；消除了物體空間結構對透射光強的調制，干擾更小；以偏振態作為成像物理量，更加直觀且全面。本發明可廣泛應用于成像技術領域。

技術領域

本發明涉及成像技術領域，尤其是一種各向異性物質的雙模成像方法及裝置。

背景技術

偏振成像技術廣泛應用于生物醫學成像、遙感天文成像、目標識別以及三維偏振積分成像等各個領域。生物組織的偏振特性會隨著其結構功能的變化發生改變，因此可以通過偏振成像技術對生物組織的特性進行研究。傳統的偏振成像技術探測的是樣品的透射光強，透射光同時包含了樣品的結構信息與空間信息，因此傳統偏振成像方法只能對透明的各向異性物質(其透射系數為1)進行偏振成像，而對于具有復雜空間結構的各向異性物質來說，其偏振分布信息將被空間結構信息所掩蓋，導致無法獲取樣品的純偏振分布信息，造成傳統偏振成像方法不再適用。傳統偏振成像方法最終所獲得的實際上是樣品偏振分布圖像與空間結構圖像的混合圖像，也就是說傳統偏振成像方法對樣品偏振特性成像的觀察研究實際上受到了樣品空間結構(如散射系數與吸收系數)成像的干擾。另外，傳統偏振成像方法也只能以透射光偏振態中的某個投影作為成像物理量進行成像，并沒有實現完全偏振態成像，不夠直觀和全面。

此外，傳統的偏振成像裝置大多結構復雜，測量速度慢，操作不夠方便，且成像效果較差，無法滿足各向異性物質偏振成像的高要求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的第一目的在于：提供一種適用性廣、干擾小、直觀和全面的，各向異性物質的雙模成像方法。

本發明的第二目的在于：提供一種結構簡單、測量速度快、操作方便和成像效果好的，各向異性物質的投射式雙模成像裝置。

本發明的第三目的在于：提供一種結構簡單、測量速度快、操作方便和成像效果好的，各向異性物質的反射式雙模成像裝置。

本發明所采取的技術方案是：

一種各向異性物質的雙模成像方法，包括以下步驟：

對各向異性物質進行偏振-共焦顯微掃描成像，獲取原始圖像；

采用改進的斯托克斯參量測量法對原始圖像進行雙模成像處理，以分離出各向異性物質的偏振特性分布圖像與空間結構分布圖像，所述改進的斯托克斯參量測量法將描述偏振態的斯托克斯參量轉換為RGB三基色并計算出相應的色度值作為偏振色度值，然后根據偏振色度值從原始圖像提取出各向異性物質的偏振特性分布圖像。

進一步，所述對各向異性物質進行偏振-共焦顯微掃描成像，獲取原始圖像這一步驟，其包括：

結合偏振-共焦顯微掃描系統的掃描平臺，對各向異性物質進行X方向與Y方向的二維平面掃描，得到各向異性物質的單層二維原始圖像；

結合偏振-共焦顯微掃描系統的掃描平臺，對各向異性物質在Z方向進行逐層掃描，得到各向異性物質的Z方向圖像；

將各向異性物質的單層二維原始圖像和Z方向圖像進行逐層融合處理，得到各向異性物質的三維重構圖像。

進一步，所述采用改進的斯托克斯參量測量法對原始圖像進行雙模成像處理，以分離出各向異性物質的偏振特性分布圖像與空間結構分布圖像這一步驟，其包括：

確定改進的斯托克斯參量測量法中描述偏振態的斯托克斯參數；