研究人员通过LED照明来提高彩色显微成像效率
来源:中国科学院西安光学精密机械研究所
由于生物细胞通常是无色透明的，它对光没有太大的吸收，导致它在传统光学显微镜下的对比度非常低，但是由于它内部结构存在差异导致它的折射率分布是不均匀的，从而光在经过细胞不同位置时存在光程差异，这部分信息称为相位信息。
由于当前的传统相机只能记录强度信息，相位信息不可避免地丢失掉了。反过来，得益于相位（深度）信息的缺失，在宏观上我们也可以利用这一性质实现手捧太阳等效果，术语称为“透视摄影”。
对于无色透明生物细胞，可以想到，最为直接的观察方法是对样品进行染色，形成足够大的对比度或产生不同的光谱，从而达到成像目的，包括使用化学染料或者荧光标记。譬如在中学时，我们都在显微镜下观察过洋葱表皮细胞，就是使用的品红染料。
什么要用LED照明，大家都知道LED比较节能。但实际上LED还有一个很好的效果，它能够通过几个简单的基色就能将颜色混得更为丰富，创造出五彩缤纷的世界。
近日，中国科学院西安光学精密机械研究所马彩文研究员、姚保利研究员、潘安副研究员团队就提出一种用LED照明的基于彩色传递的快速全彩色显微成像方法，简称CFPM，使得彩色化效率相比于传统方法实现飞跃。7月27日，该成果以封面文章在线刊发于SCIENCECHINAPhysis,Mechanics&Astronomy2021年第11期。
我们都知道，有很多经典的老照片，受限于过去的技术，只能以黑白的形式传世。尽管黑白照片别有一番风味，但是彩色照片有时候能给人更强的代入感。这种给照片添加不同滤镜上色的方法，术语称为颜色匹配。所谓颜色匹配，就是将施主图像的色调信息传递到受主图像上，使得受主图像拥有与施主图像相同的“颜色风格”，进而也能使平常人“画”出梵高风格的画。
受这一思路启发，彩色传递思想的独特之处则是将原先R/G/B三通道变为两通道模式——黑白亮度图像和彩色纹理信息，将原先三通道里亮度(灰度)信息与彩色纹理信息相分离，通过用LED照明获取低分辨率彩色图像，并将其彩色信息传递到高分辨率黑白（灰度）的受主图像上，使得受主图像同时拥有高分辨率和彩色纹理。
彩色传递思想。(a)颜色匹配:传递色调信息;(b)彩色传递:传递彩色纹理信息。
谈及未来的应用，论文作者表示：“通过把光学显微镜低分辨率的真彩色纹理信息传递给电子显微镜，该方法也启示我们可以为电镜的黑白图像染上真彩色”。
研究人员通过LED照明来提高彩色显微成像效率
研究人员通过LED照明来提高彩色显微成像效率
来源:中国科学院西安光学精密机械研究所
由于生物细胞通常是无色透明的，它对光没有太大的吸收，导致它在传统光学显微镜下的对比度非常低，但是由于它内部结构存在差异导致它的折射率分布是不均匀的，从而光在经过细胞不同位置时存在光程差异，这部分信息称为相位信息。
由于当前的传统相机只能记录强度信息，相位信息不可避免地丢失掉了。反过来，得益于相位（深度）信息的缺失，在宏观上我们也可以利用这一性质实现手捧太阳等效果，术语称为“透视摄影”。
对于无色透明生物细胞，可以想到，最为直接的观察方法是对样品进行染色，形成足够大的对比度或产生不同的光谱，从而达到成像目的，包括使用化学染料或者荧光标记。譬如在中学时，我们都在显微镜下观察过洋葱表皮细胞，就是使用的品红染料。
什么要用LED照明，大家都知道LED比较节能。但实际上LED还有一个很好的效果，它能够通过几个简单的基色就能将颜色混得更为丰富，创造出五彩缤纷的世界。
近日，中国科学院西安光学精密机械研究所马彩文研究员、姚保利研究员、潘安副研究员团队就提出一种用LED照明的基于彩色传递的快速全彩色显微成像方法，简称CFPM，使得彩色化效率相比于传统方法实现飞跃。7月27日，该成果以封面文章在线刊发于SCIENCECHINAPhysis,Mechanics&Astronomy2021年第11期。
我们都知道，有很多经典的老照片，受限于过去的技术，只能以黑白的形式传世。尽管黑白照片别有一番风味，但是彩色照片有时候能给人更强的代入感。这种给照片添加不同滤镜上色的方法，术语称为颜色匹配。所谓颜色匹配，就是将施主图像的色调信息传递到受主图像上，使得受主图像拥有与施主图像相同的“颜色风格”，进而也能使平常人“画”出梵高风格的画。
受这一思路启发，彩色传递思想的独特之处则是将原先R/G/B三通道变为两通道模式——黑白亮度图像和彩色纹理信息，将原先三通道里亮度(灰度)信息与彩色纹理信息相分离，通过用LED照明获取低分辨率彩色图像，并将其彩色信息传递到高分辨率黑白（灰度）的受主图像上，使得受主图像同时拥有高分辨率和彩色纹理。
彩色传递思想。(a)颜色匹配:传递色调信息;(b)彩色传递:传递彩色纹理信息。
谈及未来的应用，论文作者表示：“通过把光学显微镜低分辨率的真彩色纹理信息传递给电子显微镜，该方法也启示我们可以为电镜的黑白图像染上真彩色”。
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