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直接反射在线可视铁谱暗场显微成像特性分析
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作者 李博 袁勋 +3 位作者 尹智 吴伟 邵军 马富银 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第2期189-200,共12页
为评估直接反射在线可视铁谱(OLVF)暗场显微成像特性,提出了一种磨粒暗场显微成像模型。基于朗伯余弦和光后向散射理论建立了直接反射OLVF显微成像系统的反射光辐照度叠加模型,以实现磨粒暗场显微成像质量的定量评价;仿真计算互补金属... 为评估直接反射在线可视铁谱(OLVF)暗场显微成像特性,提出了一种磨粒暗场显微成像模型。基于朗伯余弦和光后向散射理论建立了直接反射OLVF显微成像系统的反射光辐照度叠加模型,以实现磨粒暗场显微成像质量的定量评价;仿真计算互补金属氧化物半导体(CMOS)像面的反差透视比,分析了光学倍率、油液衰减系数和后向散射角变化对磨粒暗场显微成像清晰度的影响规律,确定了磨粒暗场显微成像的最优光学倍率为2.2和油液衰减系数大于2.0;明确CMOS像面的反差透视比在0.210~0.846范围内变化,直接反射OLVF可通过暗场显微成像获得较高清晰度的磨粒图像,其磨粒探测精度约为10μm。磨粒图像采集实验测试结果表明:直接反射OLVF暗场显微成像不仅能够从油液衰减系数大于2.28的原油、柴油机油中可靠捕获磨粒视觉信息,而且可从油液衰减系数小于2.0的液压油、齿轮油中获取磨粒谱片图像,解决了不同油液中金属磨粒探测问题,为在线监测采油装备磨损提供了可能性。 展开更多
关键词 直接反射在线可视铁谱 暗场显微成像 反差透视比 原油 磨粒
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基于无监督深度学习的荧光显微镜图像超分辨率重建 被引量:1
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作者 陈东昱 程昱 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期165-172,共8页
针对现有荧光显微镜高质量成对数据集获取难度高、成本高以及低荧光水平下图像超分辨率易产生伪影等问题,提出了一种基于无监督方法的荧光显微镜图像超分辨率重建方法,通过将本文创新的稀疏性提取模块与注意力门融入编码器-解码器网络... 针对现有荧光显微镜高质量成对数据集获取难度高、成本高以及低荧光水平下图像超分辨率易产生伪影等问题,提出了一种基于无监督方法的荧光显微镜图像超分辨率重建方法,通过将本文创新的稀疏性提取模块与注意力门融入编码器-解码器网络模型中,实现免高分辨率真值图像且免预先预训练地进行图像超分辨率,并获得更符合人类感官的重建。在公开数据集BioSR与SR-CAO-2上进行了实验,对本方法方法进行了评价。以BioSRs中的Microtubules第一个信噪比等级数据集为例,该方法与经典无监督算法DIP相比,在PSNR上提升了8 dB,在SSIM上提升了0.26,在NIQE上降低了2.5。总体而言,本方法更适合于荧光显微镜的超分辨率任务。 展开更多
关键词 深度学习 无监督学习 荧光显微镜 深度图像先验
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基于电子扫描的Image J图像处理系统在多孔材料中的应用 被引量:12
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作者 邓林红 王锐 陈园园 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第5期150-152,共3页
扫描电镜由于其高分辨率而被广泛应用在材料微观结构的观察,为了能定性地分析出不同材料表面拓扑结构的差异,一种基于电子扫描的Image J图像处理算法系统被开发,结果表明:这种算法系统能够定性分析出材料表面微观拓扑结构的差异,具有较... 扫描电镜由于其高分辨率而被广泛应用在材料微观结构的观察,为了能定性地分析出不同材料表面拓扑结构的差异,一种基于电子扫描的Image J图像处理算法系统被开发,结果表明:这种算法系统能够定性分析出材料表面微观拓扑结构的差异,具有较高精确性和广泛适用性。 展开更多
关键词 扫描电镜 图像处理 拓扑结构 材料
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用于粒子图像测速的30×荧光探测显微镜研制
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作者 娄泰袁葛 郭程祥 +2 位作者 杨童 杨磊 谢洪波 《光子学报》 北大核心 2025年第3期196-206,共11页
为了解决目前产品化的显微镜无法满足显微粒子图像测速系统对于复消色差长工作距和集成化要求的问题,研究了长工作距复消色差物镜的设计原理,布局照明与成像结构,得到集成化的显微镜系统。采用折射设计和无限远校正结构,设计了一款具有3... 为了解决目前产品化的显微镜无法满足显微粒子图像测速系统对于复消色差长工作距和集成化要求的问题,研究了长工作距复消色差物镜的设计原理,布局照明与成像结构,得到集成化的显微镜系统。采用折射设计和无限远校正结构,设计了一款具有30倍放大率、数值孔径为0.35、工作波长位于可见光波段且工作距离为17.3 mm的平场复消色差显微物镜。其整体成像性能接近衍射极限。基于光学设计进行加工与装调后,使用仪器进行实验。粒子成像与测速实验结果表明,系统可对直径为1μm的粒子清晰成像,测量速度偏差与理论模拟值偏差在6%以内,说明显微镜系统设计具有可行性,集成化的仪器表现良好。 展开更多
关键词 光学设计与制造 几何光学 显微镜 探测 成像系统 粒子图像测速
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基于显微高光谱成像技术的尿沉渣结晶样本分析
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作者 邓颖佼 陈军 +5 位作者 王健生 胡刘平 张晴 杜玉珍 王妍 李庆利 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第5期1243-1250,共8页
尿液有形成分(尿沉渣)的分析在临床中具有重要意义,医生通过观察尿沉渣中的颗粒、细胞和结晶等成分,可以获取患者泌尿系统健康状况信息,对泌尿系统相关疾病的诊断至关重要。然而,目前尿沉渣结晶的识别主要依赖于医师在显微镜下观察,存... 尿液有形成分(尿沉渣)的分析在临床中具有重要意义,医生通过观察尿沉渣中的颗粒、细胞和结晶等成分,可以获取患者泌尿系统健康状况信息,对泌尿系统相关疾病的诊断至关重要。然而,目前尿沉渣结晶的识别主要依赖于医师在显微镜下观察,存在费时费力、主观性强、准确性不足等问题。基于图像分析技术的显微尿沉渣图像自动分析研究备受关注,但该类方法仅依赖形态信息对结晶样本进行分类,对于形态相似的结晶样本难以区分、分类准确率低。将显微高光谱成像技术引入到尿沉渣结晶样本的分析中,使用自主研发的显微高光谱成像系统,获取尿沉渣结晶样本的显微高光谱图像数据并进行分析识别。获取了包括草酸钙、胱氨酸、磷酸钙、尿酸以及三联磷酸盐五类尿沉渣结晶样本的显微高光谱数据。在该数据集上训练了支持向量机(SVM)、K最邻近(KNN)、决策树(DT)以及神经网络(NN)四种机器学习分类器模型,对五类尿沉渣结晶样本进行分类。SVM、KNN、DT和NN分类器的五类尿沉渣结晶分类准确率分别达到了0.9598,0.9598、0.9829以及0.9917。研究结果表明,将显微高光谱成像技术用于尿沉渣样本的分析,不仅可以获得尿沉渣结晶样本空间信息,还能提取具有判别性特征的光谱信息,从而可以辅助医生进行尿沉渣结晶分类,为尿沉渣自动化镜检提供了一种新的方法和思路。 展开更多
关键词 显微高光谱成像 光谱分析 机器学习 尿沉渣 尿结晶
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相干拉曼散射显微及其活体成像最新研究进展
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作者 李舒琦 骆国权 +3 位作者 陈钰 于斌 屈军乐 林丹樱 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1801-1808,共8页
活体成像技术具有革命性意义,能够在生物体内实现实时观测,提供与生命过程密切相关的动态信息,对于揭示疾病发生发展机制和评估治疗效果等具有重要作用。相干拉曼散射(CRS)显微成像技术无需引入可能干扰生物分子正常功能的荧光标记物,... 活体成像技术具有革命性意义,能够在生物体内实现实时观测,提供与生命过程密切相关的动态信息,对于揭示疾病发生发展机制和评估治疗效果等具有重要作用。相干拉曼散射(CRS)显微成像技术无需引入可能干扰生物分子正常功能的荧光标记物,可直接对生物样品中特定分子进行特异性成像,在活体成像领域展现出显著优势。然而,在实际应用于活体成像时,CRS显微技术仍面临光损伤、成像深度受限和运动伪影等挑战。近年来,随着相关技术的飞速发展,CRS显微成像在克服光损伤难题、突破成像深度限制、消除或减少运动伪影以及实现多模态融合成像等方面取得了诸多突破,并成功应用于人体皮肤以及实验动物模型的大脑、脊柱等部位和体内肿瘤的实时成像监测,有力推动了该技术在活体成像研究和临床应用中的发展。本文全面综述了CRS显微技术在活体成像中的最新研究进展,深入剖析其面临的挑战和相应解决方案,旨在为该技术的持续发展和广泛应用提供参考。克服光损伤的常用方法是通过限制激光功率和积分时间来减少激光在样品中引起的热效应和化学反应;突破成像深度限制的方案包括对皮肤或皮肤附近部位进行成像、结合光学窗口或直接对微创手术暴露的深层组织或器官进行成像、采用AO技术兼顾深度和无创成像以及采用内窥成像技术等;消除或减少运动伪影首先需要以适当的麻醉和固定方式保持生物体静止或减少运动,其次可应用光学窗口和实时运动矫正算法进一步隔绝麻醉样品因呼吸和心跳等生理活动引起的抖动影响,还可以通过设法提高成像速度来减少运动伪影;此外,结合双光子激发荧光和二次谐波产生等多种非线性光学显微成像实现CRS多模态融合成像,能获取更丰富的信息,增强对活体生物样品的分析能力,助力对生物学信息的深入理解。 展开更多
关键词 相干拉曼散射显微成像 相干反斯托克斯拉曼散射 受激拉曼散射 活体成像
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超声显微成像中的图像恢复策略研究
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作者 李俊 邢广振 +2 位作者 钱飞明 杨平 郭世旭 《计量学报》 北大核心 2025年第7期1021-1029,共9页
探讨了超声显微成像技术中的图像恢复策略,旨在通过图像恢复技术提高图像质量。构建了超声探头声束宽度模型,并探究了多种图像恢复算法的应用效果,引入无参考图像质量评价方法对传统超声图像质量评价方法进行补充,验证了图像恢复能力。... 探讨了超声显微成像技术中的图像恢复策略,旨在通过图像恢复技术提高图像质量。构建了超声探头声束宽度模型,并探究了多种图像恢复算法的应用效果,引入无参考图像质量评价方法对传统超声图像质量评价方法进行补充,验证了图像恢复能力。使用焦平面声压扫描实验验证了超声探头声束宽度模型的有效性。图像恢复实验表明,超声探头声束宽度的准确量化能有效提升图像恢复质量。其中Lucy-Richardson方法在LucyRichardson、维纳滤波、Tikhonov正则化3种方法中表现最佳,所恢复图像在传统超声图像质量评价方法下相比原始图像提升了1.72倍,在无参考图像质量评价方法下相比原始图像增加了2.6评分(约5.7%)。 展开更多
关键词 声学计量 超声显微 成像技术 声束宽度 图像恢复
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基于编码器-解码器卷积神经网络的原子力显微镜针尖估计
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作者 雷艺彤 陈宇航 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期105-113,共9页
原子力显微镜(AFM)探针针尖形貌尺寸是表面微纳结构精确测量、局域物理化学特性准确表征中的关键参数。基于数学形态学的传统方法,针尖盲估计方法可以仅根据扫描图像来评估针尖形状尺寸,但其往往能给出的是针尖尺寸上限值并非真正的针... 原子力显微镜(AFM)探针针尖形貌尺寸是表面微纳结构精确测量、局域物理化学特性准确表征中的关键参数。基于数学形态学的传统方法,针尖盲估计方法可以仅根据扫描图像来评估针尖形状尺寸,但其往往能给出的是针尖尺寸上限值并非真正的针尖尺寸。而且此种方法受扫描噪声影响较大,获得的尺寸精度难以完全满足需求。针对该问题,基于编码器-解码器架构的卷积神经网络,进行了AFM针尖形貌尺寸的稳定、准确的估计研究。在网络的监督学习训练中,以包含不同半径和数量的纳米颗粒结构,应用数学形态学膨胀算法模拟一系列设定半径针尖的扫描图像作为训练数据集,并以平均绝对误差作为损失函数来更新网络参数。结果表明,卷积神经网络模型对于针尖半径包含在训练集范围内的探针所得扫描图像具备准确预测针尖尺寸的能力。但是当扫描图像的对应针尖尺寸超出该范围时,预测的准确性会降低。此外,通过引入叠加噪声的训练数据,模型的预测能力显著提高,可以准确预测含噪声的扫描图像所用探针的针尖尺寸,且无需额外去噪处理。随后在实际AFM扫描图像上的测试结果证实了该方法预测针尖形貌尺寸的有效性。最后通过模拟和实验数据验证了同样的方法还可以用在受针尖效应影响的图像处理上。 展开更多
关键词 卷积神经网络 监督学习 原子力显微镜 针尖形状预测 深度学习 图像处理
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红外全息技术的发展与应用
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作者 刘霈 张永安 +3 位作者 张兵 高梓欣 碧文彬 付瑞锦 《激光与红外》 北大核心 2025年第2期170-178,共9页
红外波段位于可见光波段与微波波段之间,相比较可见光具有热效应、不可见以及穿透性强等特点。随着以红外激光作为相干光源的红外全息技术迅速发展,红外全息技术在无损检测和无透镜成像领域已经表现出可见光全息技术无可比拟的优势。本... 红外波段位于可见光波段与微波波段之间,相比较可见光具有热效应、不可见以及穿透性强等特点。随着以红外激光作为相干光源的红外全息技术迅速发展,红外全息技术在无损检测和无透镜成像领域已经表现出可见光全息技术无可比拟的优势。本文回顾了红外全息技术的发展历程,介绍了红外数字全息(Infrared Digital Holography,IRDH)技术、扫描红外数字全息(Scanning Infrared Digital Holography,SIRDH)技术、红外数字全息显微(Infrared Digital Holographic Microscopy,IRDHM)技术的研究状况,归纳总结了红外全息技术的检测优势和典型应用情况,最后展望了红外全息技术的未来发展趋势。 展开更多
关键词 红外全息技术 无损检测 无透镜成像 红外数字全息技术 扫描红外数字全息技术 红外数字全息显微技术
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一种基于遗传算法的高精度大范围图像配准方法
10
作者 李德响 袁欣 +2 位作者 何玉涛 明文全 陈江华 《电子显微学报》 北大核心 2025年第3期341-351,共11页
本研究提出了一种兼具高精度和大范围图像配准能力的多精度遗传算法(MPGA)。该方法引入了多精度分层配准的概念,不同层对应的精度从低到高依次递进,并使用图像之间的互相关系数作为评价函数,在不提高数据位深度和种群数量的同时,扩大了... 本研究提出了一种兼具高精度和大范围图像配准能力的多精度遗传算法(MPGA)。该方法引入了多精度分层配准的概念,不同层对应的精度从低到高依次递进,并使用图像之间的互相关系数作为评价函数,在不提高数据位深度和种群数量的同时,扩大了图像配准的最大偏移范围,且不损失图像配准的精度。将该方法应用于不同噪音程度的扫描电镜图像中,并与传统互相关算法对比。结果表明,本文提出的MPGA算法配准效果均优于传统的互相关算法。此外,将本方法应用于球差校正透射电镜原子分辨率图像中,结果表明,对于周期性强的原子图像,当两张图像偏移量达到(250,250)像素时,MPGA算法仍能准确预测偏移量,其最大可准确预测偏移量比互相关算法大140个像素。 展开更多
关键词 图像配准 遗传算法 原子分辨率 透射电镜 扫描电镜
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扫描电镜高温图像采集与质量增强方法研究
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作者 闫朝阳 刘陵恩 +3 位作者 丁结平 周建力 张跃飞 张高会 《电子显微学报》 北大核心 2025年第3期352-362,共11页
扫描电镜(SEM)可提供高分辨率的材料表面形貌图像,在研究材料微观组织结构以及材料力学性能方面具有非常广泛的应用。扫描电镜高温试验中,材料表面会产生大量热电子,二次电子探测器难以区分热电子与二次电子信号,导致图像噪声增加,影响... 扫描电镜(SEM)可提供高分辨率的材料表面形貌图像,在研究材料微观组织结构以及材料力学性能方面具有非常广泛的应用。扫描电镜高温试验中,材料表面会产生大量热电子,二次电子探测器难以区分热电子与二次电子信号,导致图像噪声增加,影响图像质量。同时,在温度超过800℃时,合金材料表面会发生微小形变,导致图像畸变,而扫描电镜更快的采集速度减少了图像畸变。本文针对扫描电镜高温成像的问题进行图像质量增强研究,利用自主研发的图像采集系统和快速采集卡,融合自适应中值滤波和多帧合成算法搭建了扫描电镜图像质量增强处理系统,试验结果表明,该方法在图像获取时间更短的情况下提高了成像质量,有效地改善了扫描电镜原位高温试验采集图像的噪声与热电子干扰问题。 展开更多
关键词 扫描电镜 高温成像 图像增强 热电子
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岩土材料中冰分布状态的冷冻电镜表征方法
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作者 王子振 王晓康 +3 位作者 申凯翔 苏捷 赵志强 周卫东 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第2期8-12,114,共6页
为从微观角度定量描述冰在岩土材料中的分布特征,基于冷冻电镜技术提出了一种微观尺度的实验表征方法。针对不同冰饱和度人造岩芯样品的二次电子图像和能谱分析图,通过元素含量分布、升华前后图像对比确认了冰在岩土材料中的分布状态。... 为从微观角度定量描述冰在岩土材料中的分布特征,基于冷冻电镜技术提出了一种微观尺度的实验表征方法。针对不同冰饱和度人造岩芯样品的二次电子图像和能谱分析图,通过元素含量分布、升华前后图像对比确认了冰在岩土材料中的分布状态。随着冰饱和度的增加,骨架孔隙被冰填充、骨架颗粒表面被冰包裹区域增大,样品断面更密实平整,岩土骨架的堆积结构特征变弱。在背散射电子图像中,冰的图像比岩土骨架亮度低、灰度高,基于此构建了冰饱和度的数字图像计算方法。该方法计算的升华前冰饱和度与样品预制冰饱和度偏差小于5%,验证了其可靠性。 展开更多
关键词 岩土材料 冷冻电镜 冰分布状态 数字图像分析
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光场表征及其分辨率提升技术:文献综述及最新进展(特邀) 被引量:1
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作者 张润南 周宁 +3 位作者 周子豪 杜和恒 陈钱 左超 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期116-158,共43页
自高斯时代以来,成像系统的设计和开发便始终致力于透镜的持续迭代和优化,以收集来自物平面上某点向不同方向发射的光线,并尽可能完美地将其汇聚到像平面上的一个点。然而,成像传感器仅能捕捉并记录下光线的空间位置信息,导致角度信息... 自高斯时代以来,成像系统的设计和开发便始终致力于透镜的持续迭代和优化,以收集来自物平面上某点向不同方向发射的光线,并尽可能完美地将其汇聚到像平面上的一个点。然而,成像传感器仅能捕捉并记录下光线的空间位置信息,导致角度信息的丢失,并完全丧失了对三维场景的视角变换与深度感知能力。为了弥补这一缺陷,计算光场成像技术应运而生,它能够记录空间光辐射场的完整分布,联合记录空间位置和角度信息,突破了经典成像的局限性,正逐渐被应用于生命科学、国防安全、虚拟现实/增强现实、环境监测等领域,具有重要的学术研究价值和广阔的应用潜力。然而,光场成像技术仍然受到数字成像器件和图像传感器的联合制约,成像系统的有限空间带宽积致使光场成像在实际应用中往往需要在空间分辨率和角度分辨率之间做出权衡,导致难以达到传统成像技术的高空间分辨率。自光场成像技术诞生以来,如何赋予其更高的自由度,即在保持高分辨率成像的前提下,提高时间分辨率和角度分辨率,从而实现更清晰、更立体的成像性能是光场成像技术亟需解决的关键问题,也一直是该领域的研究热点。该综述全面回顾了光场成像技术的发展历程,阐述了全光函数和四维光场的基本概念,并总结了在时间、空间和角度这三个维度上实现高分辨率成像的关键方法,最后还对光场成像技术的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 光场成像 计算成像 超分辨率成像 显微成像
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扫描电镜中透射-反射式STEM明场成像装置的研制及应用 被引量:1
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作者 赵学平 侯小虎 +3 位作者 刘飞 梁绍波 崔晓明 白朴存 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期208-214,共7页
本文研制了一套透射-反射式扫描透射(STEM)明场成像装置,该装置使用背散射电子探头接收经过铂片反射的透射电子信号,可安装在FEI Quanta FEG系列扫描电镜中实现STEM明场成像。分别以埃洛石、Au@ZIF-8纳米颗粒和喷金乳胶标样验证自制STE... 本文研制了一套透射-反射式扫描透射(STEM)明场成像装置,该装置使用背散射电子探头接收经过铂片反射的透射电子信号,可安装在FEI Quanta FEG系列扫描电镜中实现STEM明场成像。分别以埃洛石、Au@ZIF-8纳米颗粒和喷金乳胶标样验证自制STEM明场成像装置的实用性。结果表明:埃洛石STEM明场像的衬度与透射电镜中STEM明场像一致,管腔和管壁具有明显的衬度差异,可以清晰辨识管腔结构;在Au@ZIF-8纳米颗粒的STEM明场像中,Au颗粒衬度较暗,ZIF-8衬度较亮,通过两者之间的衬度差异可以观察到核壳结构;喷金乳胶标样上纳米金颗粒之间可识别的最小距离为2.03 nm,进一步验证了自制STEM明场成像装置具有较高的分辨率。 展开更多
关键词 扫描电镜 扫描透射电子显微镜 明场像 成像装置 图像衬度
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基于自然图像模型微调的小鼠脑部电镜图像实例分割 被引量:1
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作者 承骜 赵国强 +1 位作者 张若冰 王丽荣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期2836-2845,共10页
分割模型的准确性和鲁棒性是小鼠脑电镜图像处理中的主要考虑因素。针对电镜图像的技术特点,提出了高度稳健的二维分割算法,准确识别每张切片中各物体的形态结构。本文提出了基于大型自然图像模型的主干网络微调的大尺度二维电镜图像分... 分割模型的准确性和鲁棒性是小鼠脑电镜图像处理中的主要考虑因素。针对电镜图像的技术特点,提出了高度稳健的二维分割算法,准确识别每张切片中各物体的形态结构。本文提出了基于大型自然图像模型的主干网络微调的大尺度二维电镜图像分割模型EM-SAM,用于脑部电镜图像中的实例分割。模型主干网络采用大型自然图像模型SAM中的已训练完成的图像编码器,在电镜图像处理任务中最大化模型提取图像特征的能力。此外,模型采用了U型的解码器设计,并通过小鼠脑电镜图像分割任务进行微调。实验结果表明:在公开数据集SNEMI3D中A-Rand可达到0.054;在公开数据集MitoEM中AP-50和AP-75分别可达到0.883,0.604。EM-SAM在电镜图像神经分割任务中准确性高、鲁棒性强,并且可针对不同任务进行微调。 展开更多
关键词 深度学习 分割 大模型 电镜图像 小鼠脑部
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扫描电镜多角度图像采集系统研究 被引量:1
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作者 赵以恒 张宜旭 +3 位作者 刘陵恩 涂志宇 张跃飞 张高会 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期701-710,共10页
传统的扫描电子显微镜只能采集到样品的二维图像,难以获得样品表面更真实的形貌特征和量化的高度信息。为了实现扫描电镜的三维形貌表征,通过改进采集系统增加通道数来控制四象限分布式背散射电子探测器组,获取单视角多角度“光源”下... 传统的扫描电子显微镜只能采集到样品的二维图像,难以获得样品表面更真实的形貌特征和量化的高度信息。为了实现扫描电镜的三维形貌表征,通过改进采集系统增加通道数来控制四象限分布式背散射电子探测器组,获取单视角多角度“光源”下的图像数据,并采用三维成像算法中的光度法,来实现三维重建。本文设计了基于STM32系列微控制器的模拟电压信号采集和发生卡,利用QT平台开发了扫描电子显微镜图像采集系统软件,以实现多路图像信号的采集与处理。利用光栅标样测试了整体系统三维成像能力,三维重建模型高度方向的误差为26.7%。 展开更多
关键词 扫描电子显微镜 三维成像 图像采集 成像系统
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基于非接触光声成像的碳纤维增强复合材料冲击损伤检测方法 被引量:1
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作者 丁凯旋 陈冀景 +2 位作者 皮一涵 李娇 田震 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期37-45,共9页
为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)的损伤机制并对其制造过程进行质量监控,对CFRP的冲击损伤区域进行了高分辨无损检测。构建了全光式非接触光声显微(AONC-PAM)成像系统,利用自主开发的光学吸收结合背向散射的双对比度成像模式,对CFRP... 为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)的损伤机制并对其制造过程进行质量监控,对CFRP的冲击损伤区域进行了高分辨无损检测。构建了全光式非接触光声显微(AONC-PAM)成像系统,利用自主开发的光学吸收结合背向散射的双对比度成像模式,对CFRP在不同冲击能量下的损伤区域进行高分辨率无损检测。实验结果显示,AONC-PAM系统的空间分辨率为2.9±0.5μm;双对比度成像策略能以2 s/帧的速率同时获得基于光学吸收和表面散射特性的图像及两者叠加的双对比度图像;AONC-PAM系统显示了比通用明场显微镜系统更多的成像细节,包括碳纤维分布和其他微观缺陷如纤维断裂、错位、缺束和褶皱,可检测的微观缺陷尺寸达10~20μm,并实现了损伤区域的精准量化。 展开更多
关键词 无损检测 非接触光声显微镜 双对比度成像 碳纤维增强复合材料 冲击损伤
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体电子显微学前沿
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作者 张艳 陈曦 +4 位作者 李喜霞 李琳琳 陈联万 韩华 孙飞 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2430-2455,共26页
电子显微成像技术的快速发展使得对完整细胞、组织乃至整个机体进行高分辨三维结构解析研究成为可能,这些可进行大尺度生物样品三维结构研究的电子显微成像技术统称为体电子显微学技术(volume electron microscopy,vEM)。近年来,v EM在... 电子显微成像技术的快速发展使得对完整细胞、组织乃至整个机体进行高分辨三维结构解析研究成为可能,这些可进行大尺度生物样品三维结构研究的电子显微成像技术统称为体电子显微学技术(volume electron microscopy,vEM)。近年来,v EM在研究尺度、分辨率、吞吐量和易用性等方面发展迅速,在整个生命科学领域的应用呈爆炸式增长,该技术因此被《自然》(Nature)评为2023年最值得关注的七项前沿技术之一。然而,vEM相关技术的发展和应用在国内起步较晚,亟待进一步推广。本综述涵盖了vEM的发展历程、技术分类、样品制备、数据收集、图像处理等全方位的内容,便于生命科学、医学等领域研究人员去了解、学习、应用和进一步发展该技术。 展开更多
关键词 体电子显微学成像技术 扫描电镜 透射电镜 样品制备 图像处理 跨尺度 深度学习 超微结构
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自由运动秀丽隐杆线虫双光路观测系统
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作者 于涛源 徐熙平 +3 位作者 张少军 张宁 李宏源 王晓辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1676-1685,共10页
为了解决自由运动秀丽隐杆线虫观测系统存在的视场单一、运动数据受环境影响等问题,设计了自由运动线虫双光路观测系统。该系统融合了显微成像模块和大视场成像模块,能够同时获取线虫的显微图像和培养皿图像,并通过切换荧光模块满足线... 为了解决自由运动秀丽隐杆线虫观测系统存在的视场单一、运动数据受环境影响等问题,设计了自由运动线虫双光路观测系统。该系统融合了显微成像模块和大视场成像模块,能够同时获取线虫的显微图像和培养皿图像,并通过切换荧光模块满足线虫荧光图像的获取需求。系统将显微成像模块直接装载在XYZ三轴位移平台上,可以有效避免线虫受震动影响引发的逃逸反应。最后,使用系统对USAF1951分辨率板和不同品系的线虫进行成像。实验结果显示,显微成像模块的分辨率小于2.19μm,实现了对线虫的细胞级成像,系统获取的明场显微图像清晰显示了线虫的器官组织分布和细胞轮廓,荧光图像能够清晰显示不同荧光蛋白的分布情况。大视场成像模块照度均匀、成像清晰,通过形态学算法处理图像可以采集线虫种群行为运动数据。综上所述,该系统满足不同线虫观测需求,具备较好的稳定性和数据准确性,显著提高了线虫实验的灵活性,并为不同尺度下线虫观测信息整合提供了基础。 展开更多
关键词 显微成像 双光路成像 秀丽隐杆线虫 线虫观测系统
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基于单分子量子相干调制的细胞温度成像技术
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作者 周海涛 秦成兵 +2 位作者 肖连团 武志芳 李思进 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1215-1220,共6页
目的细胞温度成像可以帮助科学家研究和理解细胞内部的温度分布,揭示细胞代谢和生物化学过程的关键信息。目前,基于荧光温度探针的细胞温度成像技术存在低温度分辨率和有限测量范围等限制。本文旨在利用单分子量子相干过程依赖温度的特... 目的细胞温度成像可以帮助科学家研究和理解细胞内部的温度分布,揭示细胞代谢和生物化学过程的关键信息。目前,基于荧光温度探针的细胞温度成像技术存在低温度分辨率和有限测量范围等限制。本文旨在利用单分子量子相干过程依赖温度的特性,开发一种单细胞温度成像和实时检测技术。方法基于飞秒脉冲激光制备延时和相位可调的飞秒脉冲对,调制的脉冲对通过显微系统激发细胞内标记的荧光单分子,之后收集并记录每个荧光光子的到达时间。利用单分子相干过程与周围环境温度的关系,定义单分子量子相干可视度(V),建立V与环境温度的对应关系。通过调制解调荧光光子的到达时间,获取单分子周围环境温度,结合扫描成像,实现细胞的温度成像和实时检测。结果该方法可以实现高精度(温度分辨率<0.1℃)和大范围温度(10~50℃)的温度成像和测量,并观测到了单个细胞代谢相关的温度变化。结论该研究有助于深入了解细胞代谢、蛋白质功能和疾病机制,为生物医学研究提供重要工具。 展开更多
关键词 量子相干调制 单分子显微 细胞温度成像
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