CN116337830B - 基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及显微成像技术领域，特别涉及一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法及装置，其中，方法包括：基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息，基于预设三维重建算法，根据三维样本投影信息得到三维样本信息，根据三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果。本申请实施例可以利用衍射极限尺寸小孔获得三维样本不同视角的投影信息，从而得到双光子合成孔径显微镜的三维成像结果，拓展了激发光的高频分量，提高了显微镜的体成像速度与成像结果的空间分辨率，进而实现了快速高效的高质量样本成像，更加实用可靠。
Description
技术领域
本申请涉及显微成像技术领域，特别涉及一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法及装置。
背景技术
双光子显微镜是结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术的一种新技术，与单光子显微镜相比，具有抗散射能力强、穿透深度深和层析能力强等优点。
相关技术中，传统双光子显微镜存在数据通量限制，限制了其体成像的速度，可通过拓展激发的景深范围进行快速体成像，如缩小入射孔径的光束直径，使用小孔径激发。
然而，相关技术中在使用小孔径激发使景深范围变大时，成像结果的横向分辨率降低，影响了最终成像结果的质量，无法在保障显微镜高速体成像的同时满足样本三维成像空间分辨率的提升，实用性与可靠性不足，亟待解决。
发明内容
本申请提供一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法及装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术中在使用小孔径激发使景深范围变大时，成像结果的横向分辨率降低，影响了最终成像结果的质量，无法在保障显微镜高速体成像的同时满足样本三维成像空间分辨率的提升，实用性与可靠性不足等问题。
本申请第一方面实施例提供一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法，包括以下步骤：基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息；基于预设三维重建算法，根据所述三维样本投影信息得到三维样本信息；根据所述三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果。
具体地，在本申请的一个实施例中，所述预设衍射极限尺寸小孔在所述双光子合成孔径显微镜中的放置位置与成像的相面共轭。
进一步地，在本申请的一个实施例中，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸由所述双光子合成孔径显微镜中成像面到衍射极限尺寸小孔的放大倍数确定。
其中，在本申请的一个实施例中，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸为
其中，M为成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数，λ为激发光束的波长，NAsub为小孔径激发的数值孔径值。
本申请第二方面实施例提供一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置，包括：采集模块，用于基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息；获取模块，用于基于预设三维重建算法，根据所述三维样本投影信息得到三维样本信息；成像模块，用于根据所述三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果。
具体地，在本申请的一个实施例中，所述预设衍射极限尺寸小孔在所述双光子合成孔径显微镜中的放置位置与成像的相面共轭。
进一步地，在本申请的一个实施例中，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸由所述双光子合成孔径显微镜中成像面到衍射极限尺寸小孔的放大倍数确定。
其中，在本申请的一个实施例中，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸为
其中，M为成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数，λ为激发光束的波长，NAsub为小孔径激发的数值孔径值。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法。
本申请实施例可以利用衍射极限尺寸小孔获得三维样本不同视角的投影信息，从而得到双光子合成孔径显微镜的三维成像结果，拓展了激发光的高频分量，提高了显微镜的体成像速度与成像结果的空间分辨率，进而实现了快速高效的高质量样本成像，更加实用可靠。由此，解决了相关技术中在使用小孔径激发使景深范围变大时，成像结果的横向分辨率降低，影响了最终成像结果的质量，无法在保障显微镜高速体成像的同时满足样本三维成像空间分辨率的提升，实用性与可靠性不足等问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法的流程图；
图2为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜工作示意图；
图3为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜PSF(Point Spread Function，点扩散函数)、OTF(Optical Transfer Function，光学传递函数)的展示图；
图4为本申请一个实施例的普通双光子显微镜、普通双光子小孔径成像和双光子合成孔径显微镜的PSF、OTF的对比示意图；
图5为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜PSF和OTF在衍射极限尺寸小孔的尺寸变量下的对比示意图；
图6为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜PSF和OTF在衍射极限尺寸小孔的数值孔径值变量下的对比示意图；
图7为根据本申请实施例的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置的结构示意图；
图8为根据本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法及装置。针对上述背景技术中提到的相关技术中在使用小孔径激发使景深范围变大时，成像结果的横向分辨率降低，影响了最终成像结果的质量，无法在保障显微镜高速体成像的同时满足样本三维成像空间分辨率的提升，实用性与可靠性不足的问题，本申请提供了一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法，可以利用衍射极限尺寸小孔获得三维样本不同视角的投影信息，从而得到双光子合成孔径显微镜的三维成像结果，拓展了激发光的高频分量，提高了显微镜的体成像速度与成像结果的空间分辨率，进而实现了快速高效的高质量样本成像，更加实用可靠。由此，解决了相关技术中在使用小孔径激发使景深范围变大时，成像结果的横向分辨率降低，影响了最终成像结果的质量，无法在保障显微镜高速体成像的同时满足样本三维成像空间分辨率的提升，实用性与可靠性不足等问题。
具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法的流程示意图。
如图1所示，该基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法包括以下步骤：
在步骤S101中，基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息。
可以理解的是，本申请实施例中双光子合成孔径显微镜中各小孔径可采集得到相应的不同视角的三维样本投影信息，合成孔径显微镜可使用小孔径拓展激发的景深，以得到所观测三维样本的多视角信息。预设衍射极限尺寸可指能够拓展小孔径在物镜孔径平面上高频分量的小孔径的衍射极限尺寸。
需要说明的是，预设衍射极限尺寸由本领域技术人员根据实际情况进行设置，在此不作具体限定。
本申请实施例可以基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息，从而实现了激发光高频分量的拓展，使显微镜所观测景深范围得到扩宽。
具体地，在本申请的一个实施例中，预设衍射极限尺寸小孔在双光子合成孔径显微镜中的放置位置与成像的相面共轭。
可以理解的是，本申请实施例中预设衍射极限尺寸小孔位置与成像的相面共轭可指所观测样本的成像面到衍射极限小孔之间位置属于共轭关系，即衍射极限尺寸小孔在双光子合成孔径显微镜中位于像面的共轭位置，从而在扩宽景深范围的同时，保障样本观测结果的高空间分辨率。
进一步地，在本申请的一个实施例中，预设衍射极限尺寸小孔的尺寸由双光子合成孔径显微镜中成像面到衍射极限尺寸小孔的放大倍数确定。
可以理解的是，本申请实施例中预设衍射极限尺寸小孔的尺寸对应小孔径的衍射极限，与小孔径激发的数值孔径(Numerical Aperture，NA)值和成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数确定。
在实际执行过程中，可将双光子合成孔径显微镜中所使用衍射极限尺寸小孔统称为空间约束小孔，由于衍射效应，使得通过该空间约束小孔的光束在物镜孔径平面上的高频分量得到展宽，通过保留所得高频信息，使小孔径激发在拓展轴向范围的同时保持了高的空间分辨率，从而提升最终样本的成像质量。
其中，在本申请的一个实施例中，预设衍射极限尺寸小孔的尺寸为
其中，M为成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数，λ为激发光束的波长，NAsub为小孔径激发的数值孔径值。
在实际执行过程中，在双光子合成孔径显微镜中，物镜数值孔径值NAobj与小孔径激发的数值孔径值NAsub的比值关系为NAsub＝*NAobj，且0<≤1。由此通过物镜数值孔径值和小孔径与全孔径间比值关系获取小孔径激发的数值孔径值，进而根据激发光束的波长和成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数，得到衍射极限尺寸小孔的尺寸。
举例而言，如图2所示，为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜工作示意图。其中，Laser为所使用光源，可为飞秒脉冲激光器。半波片(Half-Wave Plate，HWP)和电光调制器(Electro-Optic Modulator，EOM)共同调节后端激光的能量大小。光路通过反射镜M、透镜(L1-6)、扫描透镜(Scan Lens，SL)和管透镜(Tube Lens，TL)将光束直径控制到物镜全孔径直径的1/10，即α＝0.1，因
NAsub＝0.1NAobj，
其中，NAsub为小孔径激发的数值孔径值，NAobj为物镜数值孔径值，故NAsub＝1.05。衍射极限小孔放置的位置与物镜的像面共轭，小孔直径大小为
二维摆镜(Piezo-M)改变物镜下方激发光束进入三维样本的角度，即改变小孔径光束在物镜孔径平面上的入射位置。共振振镜(G1)和线性振镜(G2)实现显微镜的二维平面扫描。探测段使用了4个光电倍增管(Photomultiplier Tube，PMT)用于单点探测不同发射波长的荧光信号，二向色镜(Dichroic Mirror，DM)用于将不同波长范围的光分开进入到对应的滤光片(F1-4)和二向色镜，透镜(L9-12)用于提升收集荧光的效率。
本申请实施例可以计算获取衍射极限小孔尺寸，所得对应尺寸的小孔径激发在物镜孔径平面进行横向移动，可获得不同角度入射的激发效果，从而得到三维样本的不同视角信息的投影图像，进而提升了样本观测的清晰程度。
在步骤S102中，基于预设三维重建算法，根据三维样本投影信息得到三维样本信息。
可以理解的是，本申请实施例中可将上述步骤中所得三维样本的不同视角信息的投影信息基于预设三维重建算法进行处理，利用合成孔径方法将多视角的小孔径激发结果合成大孔径激发的图像，得到样本的整体三维样本信息。
需要说明的是，预设三维重建算法由本领域技术人员根据实际情况进行设置，在此不作具体限定。
本申请实施例可以基于预设三维重建算法，根据三维样本投影信息得到三维样本信息，从而实现衍射极限尺寸小孔所采集多视角信息的数据处理与数据整合，进而提升了所得三维样本信息的空间分辨率。
在步骤S103中，根据三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果。
可以理解的是，本申请实施例可通过上述步骤中子孔径所得三维样本不同视角的投影信息，由三维重建算法恢复高空间分辨率的全孔径三维样本信息，得到最终基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像结果。
例如，如图3所示，为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜PSF和OTF的展示图。其中，经过衍射极限尺寸小孔的光束，因为小孔的空间约束作用，在高频部分产生了额外的展宽，因此其点扩散函数PSF与直接的小孔径PSF不同，从光学传递函数OTF上可观察到更多高频分量。
又例如，如图4所示，为本申请一个实施例的普通双光子显微镜、普通双光子小孔径成像和双光子合成孔径显微镜的PSF、OTF的对比示意图。其中，对比了普通双光子显微镜(TPM，Two-photon Microscopy)、普通双光子小孔径成像和双光子合成孔径显微镜(2pSAM，Two-photon Synthetic Aperture Microscopy)的在两个视角下的PSF和OTF，由传统的双光子显微镜在全孔径激发时的OTF剖面可知，其在高频的位置依然有较强的能量。而使用小孔径激发(不带衍射极限尺寸小孔)时，系统的PSF的轴向范围拉伸较长，而横向分辨率随之快速下降，故可知直接的小孔径激发导致了空间分辨率的急剧下降，OTF的高频信息大部分丢失。在采用衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径显微镜中，其PSF轴向范围可得到伸展，且由于小孔的空间约束作用，其OTF的高频分量仍然可得到保存，可在快速进行体成像的同时获得高的空间分辨能力。
再例如，如图5所示，为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜PSF和OTF在衍射极限尺寸小孔的尺寸变量下的对比示意图。其中，小孔用于对入射光束进行空间约束，小孔直径的实际大小的变化并不影响其进行空间约束作用。通过对小孔作用进行理论分析，可得在小孔的直径近似等于小孔径的衍射极限尺寸时，双光子合成孔径显微镜性能的平衡效果最能满足大部分生物样本成像的需求。
具体而言，由图5所示仿真结果可知，空间约束小孔直径变大，PSF覆盖的轴向范围变宽，OTF的高频分量则越弱，即空间分辨率越低。而当空间约束小孔直径变小，其OTF的高频分量变强，即空间分辨率越高，PSF覆盖的轴向范围则越小。D.L.为一个小孔径衍射极限尺寸的单位，在进一步观测空间约束小孔的直径从小到大变化的过程中，进行0.1D.L.到2D.L.范围的观测，由横向OTF的变化可知所得结果进一步吻合上述结论。空间约束小孔直径在0.1D.L.时，其OTF与全孔径的OTF基本一致，处于高空间分辨能力、低轴向覆盖范围的成像水平，空间约束小孔直径在2D.L.甚至超过2D.L.时，成像水平趋近无空间约束小孔时的小孔径成像系统，获得了较大轴向覆盖范围，但严重丢失高频空间分辨率信息，综上可知，小孔的空间约束能力随着小孔直径尺寸的变大而变弱，随着小孔直径尺寸的变小而变强。
又如图6所示，为本申请一个实施例的双光子合成孔径显微镜PSF和OTF在衍射极限尺寸小孔的数值孔径值变量下的对比示意图。其中，当空间约束小孔直径等于小孔径的衍射极限尺寸时，其轴向范围的大小与空间分辨率的折中体现在小孔径占大孔径比例α的变化。当α＝1时，小孔径激发实质等同为大孔径激发，体现出高空间分辨率和弱单层成像能力。而当α值变小，其轴向范围变大，空间分辨率虽下降，但总体性能优于无衍射极限尺寸小孔时的性能。
本申请实施例可以根据三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果，衍射极限尺寸小孔为双光子合成孔径显微镜中的激发光束提供了空间约束的作用，使双光子合成孔径显微镜在获得快速体成像能力的同时保持着高的空间分辨率，从而实现了双光子显微镜快速高效的高质量成像。
根据本申请实施例提出的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法，可以利用衍射极限尺寸小孔获得三维样本不同视角的投影信息，从而得到双光子合成孔径显微镜的三维成像结果，拓展了激发光的高频分量，提高了显微镜的体成像速度与成像结果的空间分辨率，进而实现了快速高效的高质量样本成像，更加实用可靠。由此，解决了相关技术中在使用小孔径激发使景深范围变大时，成像结果的横向分辨率降低，影响了最终成像结果的质量，无法在保障显微镜高速体成像的同时满足样本三维成像空间分辨率的提升，实用性与可靠性不足等问题。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置。
图7是本申请实施例的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置的结构示意图。
如图7所示，该基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置10包括：采集模块100、获取模块200和成像模块300。
其中，采集模块100，用于基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息。
获取模块200，用于基于预设三维重建算法，根据三维样本投影信息得到三维样本信息。
成像模块300，用于根据三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果。
具体地，在本申请的一个实施例中，预设衍射极限尺寸小孔在双光子合成孔径显微镜中的放置位置与成像的相面共轭。
进一步地，在本申请的一个实施例中，预设衍射极限尺寸小孔的尺寸由双光子合成孔径显微镜中成像面到衍射极限尺寸小孔的放大倍数确定。
其中，在本申请的一个实施例中，预设衍射极限尺寸小孔的尺寸为
其中，M为成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数，λ为激发光束的波长，NAsub为小孔径激发的数值孔径值。
需要说明的是，前述对基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法实施例的解释说明也适用于该实施例的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置，可以利用衍射极限尺寸小孔获得三维样本不同视角的投影信息，从而得到双光子合成孔径显微镜的三维成像结果，拓展了激发光的高频分量，提高了显微镜的体成像速度与成像结果的空间分辨率，进而实现了快速高效的高质量样本成像，更加实用可靠。由此，解决了相关技术中在使用小孔径激发使景深范围变大时，成像结果的横向分辨率降低，影响了最终成像结果的质量，无法在保障显微镜高速体成像的同时满足样本三维成像空间分辨率的提升，实用性与可靠性不足等问题。
图8为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
存储器801、处理器802及存储在存储器801上并可在处理器802上运行的计算机程序。
处理器802执行程序时实现上述实施例中提供的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法。
进一步地，电子设备还包括：
通信接口803，用于存储器801和处理器802之间的通信。
存储器801，用于存放可在处理器802上运行的计算机程序。
存储器801可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器801、处理器802和通信接口803独立实现，则通信接口803、存储器801和处理器802可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选地，在具体实现上，如果存储器801、处理器802及通信接口803，集成在一块芯片上实现，则存储器801、处理器802及通信接口803可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器802可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息，其中，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸由所述双光子合成孔径显微镜中成像面到衍射极限尺寸小孔的放大倍数确定，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸为
其中，M为成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数，λ为激发光束的波长，NAsub为小孔径激发的数值孔径值；
基于预设三维重建算法，根据所述三维样本投影信息得到三维样本信息；以及
根据所述三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设衍射极限尺寸小孔在所述双光子合成孔径显微镜中的放置位置与成像的相面共轭。
3.一种基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于基于双光子合成孔径显微镜，利用经过预设衍射极限尺寸小孔约束后的小孔径激发光束，采集不同视角的三维样本投影信息，其中，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸由所述双光子合成孔径显微镜中成像面到衍射极限尺寸小孔的放大倍数确定，所述预设衍射极限尺寸小孔的尺寸为
其中，M为成像面到衍射极限小孔位置之间的放大倍数，λ为激发光束的波长，NAsub为小孔径激发的数值孔径值；
获取模块，用于基于预设三维重建算法，根据所述三维样本投影信息得到三维样本信息；以及
成像模块，用于根据所述三维样本信息生成双光子合成孔径成像结果。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预设衍射极限尺寸小孔在所述双光子合成孔径显微镜中的放置位置与成像的相面共轭。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-2任一项所述的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-2任一项所述的基于衍射极限尺寸小孔的双光子合成孔径成像方法。
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