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出版者:人民邮电出版社

作者:杨威译

出品人:

页数:227

译者:

出版时间:2001-4

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787115091536

丛书系列:

图书标签:

• ADSL
• VDSL
• 宽带
• 通信原理
• 数字通信
• 网络技术
• 调制解调
• 线路技术
• 物理层
• 电信

好的，这是一本关于现代光学成像技术及其在生物医学领域的应用的图书简介： 书名： 高分辨率光场与衍射极限突破：下一代生物医学成像新范式 内容简介 本书全面深入地探讨了当前光学成像领域的前沿进展，特别是那些致力于超越传统衍射极限、实现更高空间分辨率和更丰富信息采集的创新技术。全书以“信息捕获效率最大化”为核心理念，系统梳理了从基础物理原理到复杂系统构建的全过程。 第一部分：光学成像基础与信息瓶颈的再审视 本部分首先回顾了经典傅里叶光学和阿贝衍射极限理论，为后续内容的深入奠定了坚实的理论基础。重点分析了在生物组织等散射介质中，传统宽场和共聚焦显微镜面临的信噪比（SNR）下降与分辨率受限的核心矛盾。 随后，内容转向对“信息”本身的重新定义。我们不再仅仅关注空间分辨率，而是引入了波前畸变矩阵、偏振态信息以及时间分辨特性作为衡量成像质量的关键维度。详细介绍了如何通过更复杂的探测模型来量化系统能够从样本中提取的有效信息量，为后续引入超分辨和光场技术提供了理论驱动力。 第二部分：光场成像（Light Field Imaging）：维度扩展的革命 光场成像技术是本书的重点之一。本章详细剖析了光场相机（Lytro-like systems）的基本结构——微透镜阵列（MLA）的几何排布与成像原理。深入探讨了如何利用MLA捕获光线的角度信息（方向）和位置信息（空间），从而在单次曝光中实现对四维光场数据的采集。 理论分析部分着重于光场重建算法。详细介绍了基于小孔成像模型（Pinhole Model）的后处理技术，包括精确反卷积方法和基于深度学习（如卷积神经网络CNNs）的快速重建策略。特别关注了如何利用光场数据进行计算去模糊和深度图（Depth Map）的精确估计，这对于三维（3D）活体细胞成像至关重要。此外，还讨论了宽视场光场显微镜（WF-LFM）在捕获快速动态过程中的优势与挑战，例如如何校正由大视场角引入的边缘畸变。 第三部分：超越衍射极限：计算成像与结构光场 本部分聚焦于那些打破经典物理限制的前沿技术。 A. 结构光与相位恢复： 详细阐述了基于结构光的照明技术，如数字微镜器件（DMD）在编码相位信息中的应用。深入研究了相位恢复算法，例如Gerchberg-Saxton算法的变体以及迭代相位检索（Iterative Phase Retrieval）在无透镜成像中的应用。重点展示了如何通过控制照明的相位和幅度分布来高效地提取隐藏在高频信息中的细节。 B. 随机采样与压缩感知： 探讨了如何利用压缩感知（Compressed Sensing, CS）理论来优化数据采集过程。通过设计非均匀或随机的测量矩阵（如伪随机掩模），本部分展示了如何在欠采样的情况下，通过后期的稀疏重建算法，获取高质量的图像。对于高速成像尤为重要，因为它显著降低了对高速传感器的硬件要求。 C. 散射介质的穿透： 针对生物组织深层成像的难题，本书系统介绍了波前整形（Wavefront Shaping）技术。详细解释了如何利用自适应光学（AO）器件（如变形镜）对入射光束进行预补偿，以校正散射介质引入的相位扰动，从而实现对散射后光的聚焦和高分辨率成像。这包括对时间反演法（Time-Reversal）和引导波（Guide Star）技术的深度解析。 第四部分：前沿应用与系统集成 最后一部分将理论与实践相结合，展示了这些先进技术在具体研究中的集成应用。 A. 活体神经活动成像： 讨论了如何将光场技术与高速钙成像技术（如GCaMP探针）结合，实现对数百万个神经元在大视野、三维空间内实时、同步的活动记录。分析了如何利用深度学习模型对海量光场数据进行高效的神经元定位和信号提取。 B. 偏振态成像（Polarization Imaging）： 阐述了如何利用Stokes矢量和Mueller矩阵来完整描述光束的偏振信息。这在分析各向异性组织（如胶原纤维、肌纤维）的微结构和生物力学特性方面具有独特优势。 C. 多模态系统集成： 探讨了如何将计算成像技术与传统技术（如双光子显微镜或荧光断层成像）集成，构建出能够同时提供结构、功能和分子信息的多模态成像平台。强调了数据融合与可视化工具的重要性。 本书特色： 本书避免了对现有成熟技术的简单罗列，而是侧重于信息理论指导下的成像系统设计。内容兼具前沿性和系统性，面向对光学成像有深入研究需求的研究人员、博士生以及致力于开发下一代医疗诊断和基础生命科学研究工具的高级工程师。阅读本书，读者将能够掌握从物理原理到复杂算法的完整知识体系，为突破现有成像瓶颈提供新的思路和技术路径。

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