超分辨成像-高婧
上海理工大学科技成果——超分辨光学与光谱成像
上海理工大学科技成果——超分辨光学与光谱成像成果简介：
1、超分辨纵向偏振激光束纵向偏振激光束作为一种特殊光束，它的主要偏振态与光束的传播方向一致，这与传统的麦克斯韦方程所描述的光的偏振态与它的传播方向垂直相矛盾；该光束的尺寸可以小于系统0.5波长衍射极限分辨率，达到0.36波长，如果用于扫描成像，可以实现38%的分辨率提高，对于蓝色405纳米的激光，分辨率可以小于90纳米。
2、超分辨纳米显微成像系统该系统的分辨率可以达到传统显微成像系统的2倍以上，可以实现80纳米以下的宽场成像。
成果的技术指标:
1、超分辨纵向偏振激光束
波长：可见光波段；光束尺寸：0.43波长；光束偏振方向：沿着光轴方向。
2、超分辨纳米显微成像系统
宽场远场分辨率：1/3.8波长，或约120纳米（对于405纳米激光）；宽场近场分辨率：1/7波长或约70纳米（对于405纳米激光）。
技术的成熟度：
1、超分辨纵向偏振激光束：可以进行技术转让。
2、超分辨纳米显微成像系统：实验室样机纳米精度分辨率展示阶段。
成果的图片：
超分辨纵向偏振激光束
超分辨纳米显微成像系统。
宏观傅里叶叠层技术远距离成像实验研究
航天返回与遥感第44卷第6期38 SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING2023年12月宏观傅里叶叠层技术远距离成像实验研究田芷铭赵明王森李剑（大连海事大学，大连116026）摘要傅里叶叠层是一新型的宽视场高分辨成像技术，但是其在宏观成像领域的应用中，成像模型在米级成像距离下通常仅有2 cm左右的成像视场，难以满足使用要求。
为了提高宏观傅里叶叠层技术的成像距离和视场，文章开展了远距离宏观反射式傅里叶叠层成像模型的理论研究，提出了一种新的宏观傅里叶叠层成像模型，该模型使用发散光束照明，通过球面波移位对目标傅里叶谱进行扫描重建高分辨率目标图像；此外，还分析了宏观相干成像机理和傅里叶成像模型近似条件，由此推导出模型的近似范围，为模型推广提供了理论基础；最后，利用搭建的实验系统对10 m外目标成像，使目标分辨率从1.4 mm提升到0.35 mm，分辨率提升4倍以上，验证了模型具有通过合成孔径技术提升目标成像分辨率的能力。
关键词宏观成像傅里叶叠层成像模型远距离成像超分辨技术傅里叶叠层实验中图分类号: TP391.41文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2023)06-0038-07 DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2023.06.004Experimental Research on Long-Range Imaging Using MacroscopicFourier Ptychographic TechnologyTIAN Zhiming ZHAO Ming WANG Sen LI Jian（Dalian Maritime University, Dalian 116026, China）Abstract Fourier ptychography is a promising high-resolution imaging technique that has been gradually applied in the field of macroscopic imaging. However, its imaging model typically provides a limited field-of-view of around 2 cm at meter-level imaging distances, which often falls short of practical requirements. To enhance the imaging distance and field-of-view of macroscopic Fourier ptychography, this article conducted theoretical research on the long-distance macro reflection Fourier stack imaging model. The proposed model utilizes diverging light beams for illumination, scans the target Fourier spectrum using spherical wavefront shifting, and reconstructs high-resolution target images. The article analyzes the mechanism of macroscopic coherent imaging and the approximation conditions of the Fourier imaging model, deriving the approximate range of the model and establishing a theoretical foundation for its extension. Finally, the built experimental system was used to image a target 10 meters away, increasing the target resolution from 1.4 mm to 0.35 mm, a resolution increase of more than 4 times, verifying the model’s capability to improve target imaging resolution through the synthetic aperture technology.收稿日期：2023-06-20引用格式：田芷铭, 赵明, 王森, 等. 宏观傅里叶叠层技术远距离成像实验研究[J]. 航天返回与遥感, 2023, 44(6): 38-44.TIAN Zhiming, ZHAO Ming, WANG Sen, et al. Experimental Research on Long-Range Imaging Using Macroscopic Fourier Ptychographic Technology[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2023, 44(6): 38-44. (in Chinese)第6期 田芷铭 等: 宏观傅里叶叠层技术远距离成像实验研究 39Keywords macroscopic imaging; Fourier ptychographic model; long-range imaging; super-resolution technology; Fourier ptychographic experiment0 引言目前，在监视、遥感等领域，高分辨率成像问题面临着重要挑战。
“超级透镜”为纳米级光学成像打开大门
“超级透镜”为纳米级光学成像打开大门
佚名
【期刊名称】《《光机电信息》》
【年(卷),期】2005(000)005
【摘要】伯克利加州大学的研究人员创造出一种“超级透镜”，能够克服以往光学成像分辨率在物理方面的限制。
【总页数】1页(P30)
【正文语种】中文
【中图分类】TH74
【相关文献】
1.美国天基微透镜阵列r干涉光学成像技术发展初探 [J], 刘韬
2.面向超分辨光学成像的浸没微球透镜控制 [J], 陈涛;孟凯;杨湛;刘会聪;孙立宁
3.医保统筹大门打开之后评《特慢病药店,打开医保统筹大门》 [J], 逄增志
4.基于液体透镜的仿生视觉光学成像系统 [J], 孟晓辰;樊凡;祝连庆;娄小平
5.单层超透镜研究助力光学成像技术 [J],
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生命科学中的高分辨率成像技术
生命科学中的高分辨率成像技术生命科学是探索生命的奥秘，揭示生命机理的学科。
精细的成像技术是生命科学研究的重要手段之一。
在生命科学研究中，高分辨率成像技术的应用越来越广泛。
本文将介绍生命科学中的高分辨率成像技术，包括原子力显微镜技术、单分子成像技术、超分辨率光学显微镜技术等。
1. 原子力显微镜技术原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）是一种在原子尺度下成像的非光学显微镜技术。
AFM技术是利用扫描探针穿过样品表面的微小力，对表面的形貌、摩擦力、磁性等进行成像。
AFM技术具有高分辨率、不需真空和低温等特点。
AFM技术在生命科学领域中被广泛应用，例如可以观察单个生物分子的形态变化，研究蛋白质的受体配体相互作用，探究生物膜等等。
2. 单分子成像技术单分子成像技术（Single molecule imaging，SMI）是指通过成像技术直接观察分子单个分子的行为和相互作用。
SMI技术在生命科学研究中有着重要的应用价值。
通过SMI技术，可以直接测量分子的动力学特性，例如分子扩散速度、接触时间、运动轨迹、生命时间等。
基于SMI技术，可以进行各种生命科学研究，如研究蛋白质折叠和功能机制、激活和分化细胞、细胞动力学和信号途径等等。
3. 超分辨率光学显微镜技术超分辨率光学显微镜技术（Super-resolution optical microscopy，SRM）是一种通过精密成像技术提高光学显微镜分辨率上限的技术。
传统光学显微镜的分辨率上限约为200nm，而SRM技术可以将其提高至几个纳米量级。
SRM技术包括STED显微镜、PALM/STORM、SIM等多种不同的方法，每种方法在实现原理和应用领域上都有所不同。
SRM技术在生命科学研究中具有广泛的应用，例如可以研究分子动力学、体内蛋白质分布和结构、变形性细胞的形态和运动等。
总结：高分辨率成像技术在生命科学研究中占有重要地位，对生命科学研究做出了许多贡献。
高内涵超分辨一体化显微成像系统及方法[发明专利]
![高内涵超分辨一体化显微成像系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9d623163ac02de80d4d8d15abe23482fb4da020d.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910139659.8(22)申请日 2019.02.26(71)申请人 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所地址 215163 江苏省苏州市高新区科技城科灵路88号(72)发明人 巩岩 徐林钰 郎松 王宏伟 张艳微 (74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙) 11369代理人 韩飞(51)Int.Cl.G02B 21/06(2006.01)G02B 21/36(2006.01)(54)发明名称高内涵超分辨一体化显微成像系统及方法(57)摘要本发明公开了一种高内涵超分辨一体化显微成像系统及方法，该系统包括：超分辨显微成像照明模块、高内涵成像照明模块、照明光路切换装置、显微成像模块及自动扫描与对焦模块；所述照明光路切换装置用于将所述超分辨显微成像照明模块或高内涵成像照明模块切换进系统中。
本发明同时具备高内涵成像和超分辨显微成像两种工作模式，具备智能细胞识别筛选与快速定位功能和二维、三维超分辨图像重构功能。
本发明通过大视场显微物镜对样品进行毫米级的“宏观”图像观测，系统对高通量图像进行精准分区编码、智能细胞筛选及感兴趣区域自动标记定位；随后切换到超分辨显微成像模式，采用结构光照明显微成像技术获得超分辨图像。
权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 109856789 A 2019.06.07C N 109856789A1.一种高内涵超分辨一体化显微成像系统，其特征在于，包括：超分辨显微成像照明模块、高内涵成像照明模块、照明光路切换装置、显微成像模块及自动扫描与对焦模块；所述超分辨显微成像照明模块包括超分辨显微成像光源模块和超分辨显微成像调制模块，所述超分辨显微成像调制模块用于对所述超分辨显微成像光源模块产生的光进行调制，提供超分辨显微成像光；所述高内涵成像照明模块用于产生高内涵成像光；所述照明光路切换装置用于将所述超分辨显微成像照明模块或高内涵成像照明模块切换进系统中。
多模态高速超分辨光学成像新技术及应用研究
多模态高速超分辨光学成像新技术及应用研究随着科学技术的不断进步，光学成像技术也在不断地发展和创新。
其中，多模态高速超分辨光学成像新技术成为了当前光学成像领域的热门研究方向之一。
该技术以其在成像速度、分辨率和信息提取等方面的优势，被广泛应用于生物医学、材料科学、环境监测等领域，为人类的科学研究和工程实践提供了强大的支持。
本文将对多模态高速超分辨光学成像新技术及其应用研究进行深入解析，以期为相关研究人员提供有益的参考和借鉴。
一、多模态高速超分辨光学成像新技术的基本原理多模态高速超分辨光学成像新技术是一种融合了多种成像模式的高速光学成像技术。
其基本原理包括以下几个方面：1. 多模态成像多模态成像是指同时利用多种不同成像模式对被研究对象进行成像。
常见的成像模式包括透射成像、反射成像、荧光成像、拉曼成像等。
通过同时应用多种成像模式，可以获取到目标的多方面信息，从而更全面地了解被研究对象的特性和性能。
2. 高速成像高速成像是指在极短的时间内对目标进行成像，以捕捉目标在瞬时变化过程中的状态。
高速成像通常需要借助高速相机或激光成像等技术手段，能够实时记录目标的运动轨迹和变化情况。
3. 超分辨成像超分辨成像是指通过提高光学成像系统的分辨率，以获得目标更加细致和清晰的图像。
超分辨成像技术通常包括了超分辨显微镜、准直束照明、光学超分辨成像等。
以上三个方面的技术手段相结合，构成了多模态高速超分辨光学成像新技术的基本原理。
这种技术融合了多种成像模式，具备了高速成像和超分辨成像的能力，能够在不同时间尺度和空间尺度上对目标进行全方位的观测和成像，为科学研究和工程应用提供了强大的支持。
二、多模态高速超分辨光学成像新技术的关键技术多模态高速超分辨光学成像新技术的实现离不开一系列关键技术的支持。
以下是其关键技术的主要内容：1. 高速相机技术高速相机是实现高速成像的重要设备，其成像速度和分辨率直接影响着多模态高速超分辨光学成像新技术的应用效果。
高分辨率成像技术在生命科学中的创新应用
高分辨率成像技术在生命科学中的创新应用生命科学研究涉及到对生物体内部结构和生物过程的观察和理解。
而高分辨率成像技术的出现，为研究人员提供了更加清晰、细致的图像，使得我们能够深入探究细胞结构、分子机制以及生物功能。
本文将着重介绍高分辨率成像技术在生命科学中的创新应用。
一、超分辨显微镜技术超分辨显微镜技术是一种通过对光信号进行精巧地控制和处理，实现超越传统光学分辨极限的成像手段。
其中，著名的技术包括结构光超分辨显微镜(SR-SIM)、闪烁瞬态显微镜(STED)和单分子荧光显微镜(SPALM)等。
结构光超分辨显微镜（SR-SIM）技术通过修改样本在光栅照射下的反射特性，使用模拟和数字处理的方法，实现对超过传统光学分辨极限的成像。
这种技术在细胞结构观察中具有较高的适用性。
通过SR-SIM技术，我们能够观察到细胞内亚细胞结构的变化和分布情况，进一步揭示细胞功能和相互作用的细节。
闪烁瞬态显微镜（STED）技术利用激光脉冲对样本进行局部不连续激发，实现对超分辨显微成像的方法。
STED技术能够将脉冲激发能量降低到非常低的水平，从而减少像素点之间的耦合效应，提高成像的分辨率。
该技术在观察蛋白质的空间分布、细胞膜的形态学特征和细胞内某些受体的活性状态中有着广泛的应用。
单分子荧光显微镜（SPALM）技术基于荧光标记的单个分子，在控制温度和荧光光子计数等因素的条件下，通过精确探测单个荧光标记的位置来重建样本的分辨率。
该技术在细胞信号转导、受体激活以及蛋白质交互作用的研究中有着广泛的应用。
二、电子显微镜技术电子显微镜技术在生命科学中也有着重要的应用。
相比光学显微镜，电子显微镜具有更高的分辨率，可以观察到纳米级的生物细节和结构。
透射电子显微镜（TEM）技术可以观察到细胞、亚细胞结构甚至是蛋白质分子的高分辨率图像。
通过该技术，研究人员可以研究细胞内部的结构、有机物的成分和各种细胞器的形态。
TEM技术对于生物医学研究来说具有重要意义，在药物递送、肿瘤研究以及病原体的培养和观察等方面有着广泛的应用。
太赫兹超分辨率成像研究进展
太赫兹超分辨率成像研究进展曹丙花 张宇盟 范孟豹 孙凤山 刘林Research progress of terahertz super-resolution imagingCAO Bing-hua, ZHANG Yu-meng, FAN Meng-bao, SUN Feng-shan, LIU Lin引用本文:曹丙花,张宇盟,范孟豹,孙凤山,刘林. 太赫兹超分辨率成像研究进展[J]. 中国光学, 优先发表. doi: 10.37188/CO.2021-0198 CAO Bing-hua, ZHANG Yu-meng, FAN Meng-bao, SUN Feng-shan, LIU Lin. Research progress of terahertz super-resolution imaging[J]. Chinese Optics, In press. doi: 10.37188/CO.2021-0198在线阅读 View online: https:///10.37188/CO.2021-0198您可能感兴趣的其他文章Articles you may be interested in超分辨率成像荧光探针材料应用进展Advances in application of materials of super-resolution imaging fluorescent probe中国光学. 2018, 11(3): 344 https:///10.3788/CO.20181103.0344基于太赫兹量子级联激光器的实时成像研究进展Progress in real-time imaging based on terahertz quantum-cascade lasers中国光学. 2017, 10(1): 68 https:///10.3788/CO.20171001.0068太赫兹数字全息术的研究进展Recent advances in terahertz digital holography中国光学. 2017, 10(1): 131 https:///10.3788/CO.20171001.0131结构光照明超分辨光学显微成像技术与展望Structured illumination super-resolution microscopy technology: review and prospect中国光学. 2018, 11(3): 307 https:///10.3788/CO.20181103.0307双色荧光辐射差分超分辨显微系统研究Dual-color fluorescence emission difference super-resolution microscopy中国光学. 2018, 11(3): 329 https:///10.3788/CO.20181103.0329室内人体隐匿物被动太赫兹成像研究进展Overview of passive terahertz imaging systems for indoor concealed detection中国光学. 2017, 10(1): 114 https:///10.3788/CO.20171001.0114文章编号 2095-1531（xxxx ）x-0001-13太赫兹超分辨率成像研究进展曹丙花1 *，张宇盟1，范孟豹2，孙凤山2，刘 林3（1. 中国矿业大学 信息与控制工程学院, 江苏 徐州 221000；2. 中国矿业大学 机电工程学院, 江苏 徐州 221000；3. 北京航天计量测试技术研究所, 北京 100076）摘要：目前太赫兹(Terahertz, THz)成像技术在许多领域被视为最前沿技术之一，并在近二十年的发展中取得了巨大进步。
光学超分辨技术综述——微光学小论文
光学超分辨技术综述学号:SA14009025 姓名：邱金峰摘要：由于无论是源于人类本身对未知世界探索的渴望，还是现代工程技术的各种需要，对微观领域的高分辨率成像都是一个十分重要的研究方向，故本文对国内外光学超分辨技术研究的历史和现状做出综述是十分必要的。
一、背景及意义人类对未知领域的探索永远是促进科学进步的最强大动力.在众多未知领域中我们身边的微观世界无疑是最令人着迷的。
在这一领域中既涉及到生物细胞、遗传基因这些关乎我们自身的重要元素，又涉及到分子结构、基本粒子这些构成我们关于物质知识的核心命题。
也只有对微观世界的深入研究才能让我们回答诸如什么是人类能够观测的最小尺度，宇宙是否存在物质的最小极限这样的物理学中的基本问题。
而研究往往始于观察，成像又是观察的最基本手段。
所以寻找对微观物质高分辨率成像的方法，制造对微观物质高分辨率成像的仪器,就成为了研究微观领域必不可少的首要一环.正是推动科学本身进步这一要求，使科研人员不断地采用各种各样的技术革新来尽可能地提高观测系统的分辨率和有效信息获取量，并尽可能地重建和恢复原始自然图像，以满足人类对未知的微观世界知识获取的渴望。
另一方面，在技术层面上,随着许多新兴的超精密工程学的发展,人们提出了纳米级与亚纳米级分辨率成像的要求。
如在巨大规模集成电路（Giga ScaleIntegration circuits）制造中,已经开始使用32nm工艺，并且正在开发22nm工艺;在纳米技术的研究中，从上世纪七十年代，首先提出使用单分子作为电子器件开始，到现在研制中的各种微纳机电系统，各个研究对象的线度也都在数微米到几纳米之间；而在现代生物科技和现代医学技术的发展中，人们不但提出了对大生物分子在纳米级和亚纳米及三维成像的要求,甚至还希望能对活性样品进行动态检测和显微操作.这就要求图像和数据同步、动态地显示在我们面前。
为达到以上要求，人们应用了光学、微电子、计算机、机械制造、信号处理等各个学科的最新成果，来制造先进的现代成像系统。
我国科学家发明计算超分辨图像重建算法拓展荧光显微镜分辨率极限
第35期·5·河南省获批建设国家新一代人工智能创新发展试验区2021年11月13日，科技部正式复函河南省人民政府，支持郑州建设国家新一代人工智能创新发展试验区，标志着河南省郑州市进入国家人工智能创新发展先行先试战略布局。
习近平总书记指出，人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力。
2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。
为落实党中央国务院决策部署，自2019年，科技部在全国布局建设国家新一代人工智能创新发展试验区，开展人工智能技术示范、政策试验和社会实验。
截至目前，科技部已先后批复18个城市建设人工智能试验区。
省委省政府高度重视以人工智能为代表的数字技术发展，大力推进数字社会、数字政府、智慧城市、数字乡村建设，着力建设数字经济新高地。
河南省科技厅认真贯彻落实省委省政府部署，积极推进人工智能创新发展，超前布局培育了一批创新平台、创新课题、创新主体、创新人才。
聚焦拟态防御、量子信息、智慧网络研发，河南省挂牌成立了嵩山实验室；围绕城市交通大脑、智能媒体、工业缺陷检测、智能机器人、机器感知与学习等领域，建设了成像与智能处理重点实验室、视听感知与语言认知人工智能工程技术研究中心、大数据智能技术工程研究中心等52个省级以上研发平台；培育了郑州航空港人工智能研究院等一批新型研发机构；建设了国家超算郑州中心等科技基础设施；实施了消防机器人、无人驾驶拖拉机、机器视觉在线检测系统、智能传感器、智慧农业以及量子通信等重大科技项目；培育引进了600人以上的人工智能科技创新人才队伍，以及信大捷安、宇通客车、国立光电和金惠等人工智能研发和应用企业集群。
为积极推进人工智能技术应用推广，充分发挥郑州市产业体系健全、交通网络发达、算力资源丰富等优势，河南省科技厅会同郑州市编制了《郑州国家新一代人工智能创新发展试验区建设方案》，大力推进郑州市在智能制造、智慧交通、智慧物流以及智慧农业等领域，开展关键技术研发、产品开发和行业应用，打造人工智能技术研发和应用示范的“郑州模式”。
(项目管理)项目名称表面等离子体超分辨成像光刻基础研究首席科学家
项目名称：表面等离子体超分辨成像光刻基础研究首席科学家：罗先刚中国科学院光电技术研究所起止年限：2011.1至2015.8依托部门：中国科学院二、预期目标3.1本项目总体目标本项目以国家在国民经济和国防高科技领域对信息科学技术中新一代微纳信息器件的重大需求为牵引，研究SP超衍射光刻中的关键基本物理问题，结合我国中长期科技战略发展规划中的“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”和“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”两个重大专项对微纳制造技术的重大战略需求，重点针对 SP超分辨成像光刻技术中若干关键科学技术问题（比如衍射极限问题、分辨极限问题、感光机制问题、损耗问题、SP超分辨成像器件设计、制备技术、工艺技术等）开展系统研究，并取得原创性成果，作出系统性和创新性贡献，建立相应的研究基地和人才队伍，形成具有核心自主知识产权的SP光刻技术平台。
通过本项目研究，使我国在SP超分辨成像光刻理论、技术和应用方面，总体达到国际先进水平，部分方面处于国际领先地位，力争形成新一代光学光刻技术路线，为采用光学方法突破16nm、甚至10nm以下光刻线宽节点奠定基础。
1.建立SP超衍射和超分辨成像理论和技术体系，为16nm线宽节点以下光学光刻技术奠定理论和方法基础。
2.形成SP光刻技术平台和技术标准草案，在SP光刻分辨力极限、SP感光机理、损耗及能量利用率、焦深等关键问题研究方面取得突破。
3.培养一支该领域高水平研究人才队伍和一批学术带头人，建立SP超分辨成像实验平台与超衍射光学光刻技术研究基地，为未来5～10年研发16nm线宽节点以下的超分辨成像光刻器件和系统奠定理论和技术基础。
3.2五年预期目标：1.得到SP超分辨成像理论模型，建立超衍射与衍射受限光学成像一体化设计和分析方法并构建相关软件。
2.建立SP超分辨光刻感光机理模型，并用于研究对比度、焦深、工作距等关键SP光学光刻工艺理论和技术。
3.获得两项标志性成果。
基于稀疏表示的单帧超分辨率算法
基于稀疏表示的单帧超分辨率算法王馨悦;辛志薇【摘要】目前的基于学习的超分辨率算法大都存在一个问题:图像与样本库差异较大,超分辨的结果就会变得很差.为此提出一种基于稀疏表示的单帧超分辨率算法,使用图像金字塔建立字典.同时,利用不同尺度间存在的重复块训练字典.对于彩色图像,为避免由颜色通道相关性而造成的重建图像质量的下降,在Lab颜色空间对彩色图像进行重建.实验结果表明,该算法可获得更好的视觉效果和更高的峰值信噪比.【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】4页(P65-68)【关键词】超分辨;稀疏表示;图像金字塔;Lab颜色空间【作者】王馨悦;辛志薇【作者单位】四川大学计算机学院,成都 610000;四川大学计算机学院,成都610000【正文语种】中文超分辨；稀疏表示；图像金字塔；Lab颜色空间图像超分辨率（Super Resolution，SR）是指从一幅低分辨率图像（Low Resolution，LR）或者一组低分辨图像序列中重构出高分辨率图像（High Resolution，HR）。
高分辨率图像不仅能带给人们更好的视觉享受（因为分辨率越高，细节信息越丰富），还在很多领域有着至关重要的作用。
如：医学领域，更高分辨率的图像能帮助医生更好地判断病人的病情。
一般而言，单幅图像的超分辨率要获得更好的重建效果就需要依赖先验知识，而基于图像序列的超分辨率重建则更多的根据图像降质模型和多幅低分辨图像序列间存在的差异信息估计出图像的高频细节信息。
也因此，这些图像序列需要是关于同一场景且存在亚像素等级上的差异。
通常，将超分辨率重建算法分为三类:基于插值的方法、基于重建的方法和基于学习的方法。
基于插值的算法（如Bicubic插值［1］等）采用某种数学模型拟合数据，以其选中像素点的值结合相应数学公式估计出待插入位置的像素值。
这类算法实现简单，能符合实时应用的需求。
但其重建效果只有在超分辨提高因子较小时比较好。
基于SRCNN的AFM超分辨率成像
UDU
n'
n'
(３)
PD(
UDU
f×f
#JDVCJD
f×f
1*1
卷积运算得到的特征图ꎬ使用线性整流函数( ＲｅＬＵ) 作为
激活函数进行非线性处理ꎬ公式如下:
Ｆ( ｘ)＝ ｍａｘ(０ꎬｘ)
(２)
M)
将卷积和激活后得到的特征图传递到池化层来获取
L3
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ａｓ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｒａｓｔｅｒ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｔｉｍｅ ｃｏｎｓｕｍｉｎｇ ｉｎ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｍａｇｅꎬ ｓｕｐｅｒ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ
ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ＡＦＭ ｉｍａｇｅ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｔｈａｔ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｅｎｄ ｔｏ ｃａｕｓｅ ｉｍａｇｅ ａｒｔｉｆａｃｔｓ
F
图 ４ ＳＲＣＮＮ 网络框架
重要特征并减少计算量ꎮ 池化主要分为两类:最大值池化
和均值池化ꎬ计算过程如图 ３ 所示ꎮ 最后ꎬ将池化后的特
在第二阶段ꎬ将上层输出的每个特征块看作一个向
征图传递到全连接层ꎬ将特征映射到样本空间进行特征
量ꎬ对这些向量进行非线性映射ꎬ即让输入特征块通过滤
分类ꎮ
程如下:
Ｘ ＝ Ｗ ３ Ｘ２ ＋ｂ３
(５)
×ｆ
×ｃ
式中:ｂ３ 是对应的偏置量ꎻＷ ３ 是大小为ｎ２ ３
的过滤器ꎮ
第三阶段结束后ꎬ最终输出特征图像ꎬ大小与原始高分辨
图 １ 神经网络的主要结构
基于数字编码超材料的大视场前视成像方法
基于数字编码超材料的大视场前视成像方法
高思哲;马晖;王国强;刘宏伟
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2022(37)4
【摘要】雷达前视成像中,成像性能主要依赖于阵列孔径与超分辨成像,针对传统雷达大视场前视成像算法复杂度高、系统造价昂贵等问题,提出了一种基于数字编码超材料的单通道雷达前视成像方法,并提出利用阈值分割方法实现大视场成像区域的精细划分,结合超材料的数字编码来提升空间成像的局域自由度,最终实现了对大视场的快速精细化成像;在此基础上,开展了超材料孔径成像理论与算法性能的统计分析.经仿真验证,本文所提方法在一定程度上解决了传统大视角前视成像问题,形成了一套体系化算法,为数字编码超材料雷达探测与成像系统的设计奠定了基础.【总页数】8页(P595-602)
【作者】高思哲;马晖;王国强;刘宏伟
【作者单位】西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.52
【相关文献】
1.基于BP神经网络的大视场成像畸变校正方法
2.基于相位拼接的数字全息大视场成像方法研究
3.基于三维成像声纳技术的AUV前视避障方法
4.基于正则化的雷达前视超分辨成像算法工程应用分析
5.基于阵列雷达扫描的正则化前视成像方法
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更高分辨率的晶体成像技术
更高分辨率的晶体成像技术
佚名
【期刊名称】《物理与工程》
【年(卷),期】2005(15)2
【摘要】最近发明了一个新的成像技术，能在0．1nm尺度以下观察材料，这个技术也许能使研究人员看到晶格中的单个杂质原子．现有的透射电子显微镜(TEM)不能分辨0．15nm以下的物体，比如晶格中的一个原子队列．Peter D．Nellist 和其同事改造了一个TEM，得到了晶体硅的一个直接成像，能分辨出距离为0．078nm的硅原子对．文章作者写道，“这样高的分辨率应该能带来对材料性质的原子尺度的了解，可能会应用于材料、化学和纳米科学”．
【总页数】1页(P63-63)
【关键词】分辨率;晶体成像;透射电子显微镜;原子距离
【正文语种】中文
【中图分类】TN16
【相关文献】
1.空间成像公司更高分辨率卫星研制计划搁浅 [J],
2.光子晶体制备方法对同步辐射闪烁体探测器成像分辨率的影响 [J], 陈媚;于怀娜;赵俊;王连升;杜国浩;谢红兰;吴衍青;邰仁忠
3.二维声子晶体负折射成像效应及其分辨率对比 [J], 关珺珺;李波;邓科;赵鹤平
4.获得更高成像时空分辨率——可遗传编码的神经递质/调质荧光探针评述 [J], 李
毓龙;万金霞
5.英DMC-2卫星将于2008年提供更高分辨率成像服务 [J], 肖择
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自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章·特邀)
自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章特邀)王韵澎;燕静;郝翔
【期刊名称】《红外与激光工程》
【年(卷),期】2024(53)5
【摘要】荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。
但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往会因样品引起的像差而降低。
自适应光学是一种矫正波前误差的技术,在超分辨显微成像技术中引入自适应光学技术可以显著提高超分辨系统的成像分辨率、成像深度、成像速度。
为了进一步提高超分辨显微成像系统的成像性能,研究者不断创新自适应光学在超分辨技术的应用方法。
介绍了自适应光学技术,阐述了其在显微成像中的应用;详细分析了近年来自适应光学在超分辨显微成像技术的应用,最终进行了总结,并对未来技术发展方向进行了展望。
【总页数】15页(P11-25)
【作者】王韵澎;燕静;郝翔
【作者单位】浙江大学光电科学与工程学院;浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】O436
【相关文献】
1.磁共振显微成像在脑神经影像科学中的应用——评《声学显微镜与超分辨率成像理论及应用》
2.高分辨和超分辨光学成像技术在空间和生物中的应用
3.单分子定位超分辨显微成像技术研究进展及展望(特邀综述)
4.超分辨荧光显微成像染料结构与生物应用(特邀)
5.光学相干层析显微内窥成像技术研究进展(特邀)
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超分辨成像-高婧共31页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
超分辨成像-高婧
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，ห้องสมุดไป่ตู้都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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28
6
2.EGFR的质膜成簇分布
表皮生长因子受体（Epidermal growth factor receptor, EGFR）是一种主 要定位于细胞膜的跨膜受体酪氨酸激酶，其配体是EGF 生长因子家族 的成员，比如EGF或TGFα。
促进DNA合成 和细胞增殖， 调控细胞迁移、 存活、黏附以 及抗凋亡等生 命过程
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STAT入核过程
生长因子/细胞因子与受体结合 STAT被JAK或PTK磷酸化 聚合为同源或异源二聚体 进入细胞核 与靶基因特定位点结合 促进转录 发育、增殖、免疫、存活……
Reich, N. C., et.al, Nat. Rev. Immunol., 2006
22
细胞周期和同步化处理
细胞周期概念图 细胞同步化
N端保守序列(ND)、卷曲结构域(COILED COIL)、DNA结合区(DNA)、涉及转 录的连接区(LD)、SH2结构域(SH2)、转录激活区(TAD)；所有STAT蛋白均有 Tyr磷酸化位点，STATs 1, 3, 4, 5A和5B还有Ser磷酸化位点。
Horvath, C. M., et.al, TiBS, 2000
20
4.不同细胞周期下STAT1的胞内定位
STAT 简介
Signal transducer and activator of transcription 信号传导和转录激活因子 家族成员：
STAT1, STAT2, STAT3, STAT4, STAT5A, STAT5B和STAT6
蛋白结构和功能域：
NL
EGFR蛋白以Alexa647偶联的CetuximБайду номын сангаасb单抗标记 标尺：10 μm
9
10
COS-7细胞上EGFR分布
标尺：10 μm
11
小结
EGFR在细胞膜上以蛋白簇的形式存在。
EGFR蛋白簇在不同细胞表面的分布和形态不同，在人肺癌 细胞上蛋白簇的数目比正常肺细胞上多，尺寸也更大。
EGFR蛋白簇在同一种细胞的不同表面分布情况也不同，上 表面形成的蛋白簇与下表面相比更多更大，而悬浮细胞膜 上EGFR的簇数目和尺寸则介于二者之间，表明细胞极性和 外界环境因素对EGFR成簇均有影响。
光激活定位显微镜(PALM)
4
超分辨定位显微镜的机理
van de Linde, S., et al. Chem. Biol, 2013
5
超分辨显微镜的应用
分别用Alexa Fluor532和Alexa Fluor647双标微管，进行双色 dSTORM成像
A. Lampe, et.al, Biol. Cell, 2012
17
18
离子型蛋白-磷脂相互作用介导的EGFR成簇模型
19
小结
双色成像显示 EGFR 与脂筏共定位，表明脂筏在 EGFR 成簇 中起一定作用。 酸性磷脂PIP2参与介导了EGFR蛋白簇的形成。 EGFR富含正电荷氨基酸残基的近膜区 (JM区)通过结合PIP2 分子与质膜相互作用，在EGFR成簇和信号激活过程中有重 要作用。
Citri, A. et al., Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2006
7
EGFR结构及其激活过程
Endres NF, et. al., Curr. Opin. Struct. Biol., 2011
8
EGFR质膜上成簇分布
人肺癌细胞 (LC)
LC
正常肺上皮细胞 (NL)
胸腺嘧啶核苷(TdR)双 阻断法，使细胞处于 G1/S期交界处，不同时 间点收集即得不同周期 的细胞
23
STAT1在间期细胞内的分布
刺激前 加EGF刺激使其入核
标尺：10 μm 和 2 μm
24
STAT1在分裂期细胞内的分布
前期
中期
后期
末期
标尺：10 μm
25
不同细胞周期下STAT1的胞内定位
利用超分辨显微镜研究
蛋白质分布及定位
报告人：高 婧
指导老师：王宏达 研究员
单位：中国科学院长春应用化学研究所
2015. 6. 10
内容纲要
1. 研究背景
2. EGFR的质膜成簇分布
3. EGFR成簇的调控机制 4. 不同细胞周期下STAT1的胞内定位
2
1. 研究背景
光学显微镜的分辨极限
在 x-y 水平方向上， PSF的FWHM约为 △xy≈0.61λ/NA
Bo Huang, et al. Cell, 2010
3
超分辨显微镜的简介
• 利用图样式照明实现超分辨成像
受激发射损耗显微镜(STED) 饱和结构照明显微镜(SSIM) 可逆的饱和光学线性荧光跃迁显微镜(RESOLFT)
•另一种是基于单个荧光分子的定位
(直接)随机光学重建显微镜(STORM, dSTORM)
a. 不同周期下STAT1蛋 白水平变化 b. 核内与胞质内STAT1 蛋白数目比率变化 c. 蛋白免疫印迹检测 STAT1蛋白水平
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STAT1蛋白簇特征分析
簇数目
簇尺寸
27
小结
在细胞周期各个阶段，整个细胞内都有 STAT1 的蛋白簇， 推测为STAT1寡聚体或与其他家族成员形成的异聚体。 从G1到G2这一间期过程，蛋白簇的数目和尺寸都在不断增 加，而转录就发生在这一阶段，表明转录和细胞周期的其 他生命活动促进了 STAT1 蛋白簇的形成，缩短蛋白之间距 离，有利于快速的信号传导。 为进一步研究细胞周期调控的信号分子成簇机制打下基础。
12
3. EGFR成簇机理的调控
EGFR蛋白簇与脂筏共定位
标尺： 10 μm 和 200 nm
13
MβCD破坏脂筏影响EGFR蛋白簇
apical
basal
标尺：10 μm
14
PIP2参与调控EGFR蛋白簇形成
EGFR PIP2
1
2
3
dSTORM与PALM双色成像COS-7细胞膜上PIP2与EGFR簇
EGFR：Alexa647偶联Cetuximab标记
PIP2: PH-PLCδ-mEos3.2标记 标尺： 10 μm 和 200 nm
15
水解PIP2抑制EGFR蛋白簇形成
Ctrl SJ2
标尺： 10 μm
16
JM区与PIP2的结合介导EGFR成簇
293T cell
WT PM DM
标尺： 10 μm