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研究人員通過LED照明來提高彩色顯微成像效率
研究人員通過LED照明來提高彩色顯微成像效率
來源:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
由于當(dāng)前的傳統(tǒng)相機(jī)只能記錄強(qiáng)度信息，相位信息不可避免地丟失掉了。反過來，得益于相位（深度）信息的缺失，在宏觀上我們也可以利用這一性質(zhì)實(shí)現(xiàn)手捧太陽等效果，術(shù)語稱為“透視攝影”。
對(duì)于無色透明生物細(xì)胞，可以想到，最為直接的觀察方法是對(duì)樣品進(jìn)行染色，形成足夠大的對(duì)比度或產(chǎn)生不同的光譜，從而達(dá)到成像目的，包括使用化學(xué)染料或者熒光標(biāo)記。譬如在中學(xué)時(shí)，我們都在顯微鏡下觀察過洋蔥表皮細(xì)胞，就是使用的品紅染料。
什么要用LED照明，大家都知道LED比較節(jié)能。但實(shí)際上LED還有一個(gè)很好的效果，它能夠通過幾個(gè)簡單的基色就能將顏色混得更為豐富，創(chuàng)造出五彩繽紛的世界。
近日，中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所馬彩文研究員、姚保利研究員、潘安副研究員團(tuán)隊(duì)就提出一種用LED照明的基于彩色傳遞的快速全彩色顯微成像方法，簡稱CFPM，使得彩色化效率相比于傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)飛躍。7月27日，該成果以封面文章在線刊發(fā)于SCIENCECHINAPhysis,Mechanics&Astronomy2021年第11期。
我們都知道，有很多經(jīng)典的老照片，受限于過去的技術(shù)，只能以黑白的形式傳世。盡管黑白照片別有一番風(fēng)味，但是彩色照片有時(shí)候能給人更強(qiáng)的代入感。這種給照片添加不同濾鏡上色的方法，術(shù)語稱為顏色匹配。所謂顏色匹配，就是將施主圖像的色調(diào)信息傳遞到受主圖像上，使得受主圖像擁有與施主圖像相同的“顏色風(fēng)格”，進(jìn)而也能使平常人“畫”出梵高風(fēng)格的畫。
受這一思路啟發(fā)，彩色傳遞思想的獨(dú)特之處則是將原先R/G/B三通道變?yōu)閮赏ǖ滥Ｊ健诎琢炼葓D像和彩色紋理信息，將原先三通道里亮度(灰度)信息與彩色紋理信息相分離，通過用LED照明獲取低分辨率彩色圖像，并將其彩色信息傳遞到高分辨率黑白（灰度）的受主圖像上，使得受主圖像同時(shí)擁有高分辨率和彩色紋理。
彩色傳遞思想。(a)顏色匹配:傳遞色調(diào)信息;(b)彩色傳遞:傳遞彩色紋理信息。
談及未來的應(yīng)用，論文作者表示：“通過把光學(xué)顯微鏡低分辨率的真彩色紋理信息傳遞給電子顯微鏡，該方法也啟示我們可以為電鏡的黑白圖像染上真彩色”。
