7月27日,中科院西安光機所潘安副研究員、姚保利研究員、馬彩文研究員團隊在物理學一區(qū)Top期刊《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》(2020 IF: 5.122)上在線刊發(fā)題為“High-throughput fast full-color digital pathology based on Fourier ptychographic microscopy via color transfer”的封面文章(Cover Story)。這是西安光機所首次以第一單位在該期刊發(fā)表封面論文,標志著西光所在計算光學顯微成像領(lǐng)域的工作和成果得到了國內(nèi)外同行的關(guān)注和認可。本次發(fā)表論文第一作者為二年級直博生高宇婷,通訊作者為潘安副研究員和馬彩文研究員。
圖1. 期刊封面以及論文首頁
傅里葉疊層顯微成像術(shù)(FPM)是一種高通量計算成像技術(shù),其在組織切片顯微數(shù)字病理學中可以避免傳統(tǒng)的掃描拼接偽影,提高成像通量和效率。然而傳統(tǒng)FPM彩色化要對三波長進行重復操作,故其效率偏低。受顏色匹配的思路啟發(fā),本文提出了一種基于彩色傳遞的全彩色化方法,命名為CFPM。實驗中比較了30組不同樣本CFPM的成像情況,相比于傳統(tǒng)方法,CFPM以平均0.4%的精度犧牲代價換得了數(shù)據(jù)采集和重構(gòu)時間2/3的縮減,使得彩色成像的效率大大提升。CFPM易于操作與推廣,該方法不需要例如交疊率、采樣率、訓練數(shù)據(jù)集等的其他要求。此外,CFPM 可看作是基于物理模型的“無監(jiān)督遷移學習”,但是相比于傳統(tǒng)遷移學習,它無需迭代優(yōu)化過程,這可能給未來的相關(guān)工作提供新的啟示。
圖2. CFPM成像結(jié)果對比。
(a,a1)4×/0.1NA物鏡下低分辨率的彩色圖像及其局部放大圖;
(b,b1) 4×/0.1NA物鏡綠光下高分辨率FPM重構(gòu)的全視場及其局部放大圖結(jié)果;
(c) 10×/0.3NA高倍率物鏡下的真實情況;(d)將(a1)的彩色紋理信息傳遞給(b1)的結(jié)果。
潘安、馬彩文、姚保利團隊在計算光學顯微成像、光場調(diào)控、光學微操縱等方面開展了長期的研究工作。課題組密切關(guān)注本學科國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài),做了大量的基礎(chǔ)性研究工作,積累了豐富的經(jīng)驗。近年來已派出了多名研究生前往世界知名科研院所聯(lián)合培養(yǎng)或短期交流,建立了良好的國際合作關(guān)系。本項目前期所開展的基礎(chǔ)性研究得到了國家自然科學基金重大科研儀器研制項目、面上項目等項目的支持,為本論文實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及預期研究目標奠定了良好的基礎(chǔ)。
論文鏈接:https://www.sciengine.com/doi/10.1007/s11433-021-1730-x (瞬態(tài)室 供稿)
新聞鏈接:http://opt.cas.cn/gb2019/xwzx/kyjz/202108/t20210803_6151190.html
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