白色光相シフト干渉測定と反復相デコンボリューションを使用した高解像度セルイメージング

複雑なフィールドのデコンボリューションには、定量的位相イメージング（QPI）の解像度と精度を改善するための最適化アルゴリズムが提示されています。複雑な勾配演算子を使用して、デコンボリューションの制約された最適化問題を解決することにより、高解像度の位相マップを回復できます。この方法は、白色光ベースの位相シフト干渉干渉（WLPSI）法を使用したサンプルの位相測定で実証されています。実際のオブジェクトとシミュレートされたオブジェクトにアルゴリズムを適用すると、大幅な解像度とコントラストの改善が示されます。大腸菌細菌で行われた実験により、5相シフト法を使用して得られた生のWLPSI画像では見えない細胞内構造が明らかになりました。これらの特徴は、生物細胞の構造と機能に関する貴重な洞察を与えることができます。アルゴリズムは実装が簡単で、他のQPIモダリティに組み込むことができます。

An optimization algorithm is presented for the deconvolution of a complex field to improve the resolution and accuracy of quantitative phase imaging (QPI). A high-resolution phase map can be recovered by solving a constrained optimization problem of deconvolution using a complex gradient operator. The method is demonstrated on phase measurements of samples using a white light based phase shifting interferometry (WLPSI) method. The application of the algorithm on real and simulated objects shows a significant resolution and contrast improvement. Experiments performed on Escherichia coli bacterium have revealed its sub-cellular structures that were not visible in the raw WLPSI images obtained using a five phase shifting method. These features can give valuable insights into the structures and functioning of biological cells. The algorithm is simple in implementation and can be incorporated into other QPI modalities .