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研究人員通過LED照明來提高彩色顯微成像效率
來源:中國科學院西安光學精密機械研究所
由于生物細胞通常是無色透明的，它對光沒有太大的吸收，導致它在傳統光學顯微鏡下的對比度非常低，但是由于它內部結構存在差異導致它的折射率分布是不均勻的，從而光在經過細胞不同位置時存在光程差異，這部分信息稱為相位信息。
由于當前的傳統相機只能記錄強度信息，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實現手捧太陽等效果，術語稱為“透視攝影”。
對于無色透明生物細胞，可以想到，最為直接的觀察方法是對樣品進行染色，形成足夠大的對比度或產生不同的光譜，從而達到成像目的，包括使用化學染料或者熒光標記。譬如在中學時，我們都在顯微鏡下觀察過洋蔥表皮細胞，就是使用的品紅染料。
什么要用LED照明，大家都知道LED比較節能。但實際上LED還有一個很好的效果，它能夠通過幾個簡單的基色就能將顏色混得更為豐富，創造出五彩繽紛的世界。
近日，中國科學院西安光學精密機械研究所馬彩文研究員、姚保利研究員、潘安副研究員團隊就提出一種用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方法實現飛躍。7月27日，該成果以封面文章在線刊發于SCIENCECHINAPhysis,Mechanics&Astronomy2021年第11期。
我們都知道，有很多經典的老照片，受限于過去的技術，只能以黑白的形式傳世。盡管黑白照片別有一番風味，但是彩色照片有時候能給人更強的代入感。這種給照片添加不同濾鏡上色的方法，術語稱為顏色匹配。所謂顏色匹配，就是將施主圖像的色調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“顏色風格”，進而也能使平常人“畫”出梵高風格的畫。
受這一思路啟發，彩色傳遞思想的獨特之處則是將原先R/G/B三通道變為兩通道模式——黑白亮度圖像和彩色紋理信息，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:傳遞色調信息;(b)彩色傳遞:傳遞彩色紋理信息。
談及未來的應用，論文作者表示：“通過把光學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”。
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:中國科學院西安光學精密機械研究所
由于生物細胞通常是無色透明的，它對光沒有太大的吸收，導致它在傳統光學顯微鏡下的對比度非常低，但是由于它內部結構存在差異導致它的折射率分布是不均勻的，從而光在經過細胞不同位置時存在光程差異，這部分信息稱為相位信息。
由于當前的傳統相機只能記錄強度信息，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實現手捧太陽等效果，術語稱為“透視攝影”。
對于無色透明生物細胞，可以想到，最為直接的觀察方法是對樣品進行染色，形成足夠大的對比度或產生不同的光譜，從而達到成像目的，包括使用化學染料或者熒光標記。譬如在中學時，我們都在顯微鏡下觀察過洋蔥表皮細胞，就是使用的品紅染料。
什么要用LED照明，大家都知道LED比較節能。但實際上LED還有一個很好的效果，它能夠通過幾個簡單的基色就能將顏色混得更為豐富，創造出五彩繽紛的世界。
近日，中國科學院西安光學精密機械研究所馬彩文研究員、姚保利研究員、潘安副研究員團隊就提出一種用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方法實現飛躍。7月27日，該成果以封面文章在線刊發于SCIENCECHINAPhysis,Mechanics&Astronomy2021年第11期。
我們都知道，有很多經典的老照片，受限于過去的技術，只能以黑白的形式傳世。盡管黑白照片別有一番風味，但是彩色照片有時候能給人更強的代入感。這種給照片添加不同濾鏡上色的方法，術語稱為顏色匹配。所謂顏色匹配，就是將施主圖像的色調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“顏色風格”，進而也能使平常人“畫”出梵高風格的畫。
受這一思路啟發，彩色傳遞思想的獨特之處則是將原先R/G/B三通道變為兩通道模式——黑白亮度圖像和彩色紋理信息，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:傳遞色調信息;(b)彩色傳遞:傳遞彩色紋理信息。
談及未來的應用，論文作者表示：“通過把光學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”。
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