中国学者最新发文：通过时间压缩的高速超分辨率显微镜

最近，华东师范大学、深圳大学和北京大学的研究团队解决了光学显微镜中空间分辨率和成像速度之间的矛盾。据《先进光子学》报道，他们通过开发一种称为时间压缩超分辨率显微镜(tcrm)的有效技术实现了高速超分辨率。tcrm将增强的时间压缩显微镜与基于深度学习的超分辨率图像重建相结合。增强型时间压缩显微镜通过从一幅压缩图像重建多幅图像来提高成像速度，基于深度学习的图像重建在不降低成像速度的情况下达到超分辨率效果。他们的迭代图像重建算法包括运动估计、合并估计、场景校正和超分辨率处理，从压缩和参考测量数据中提取超分辨率图像序列。

　　

   

   

时间压缩超分辨率显微镜(tcrm)从时间压缩和瞬态采样测量中获得超分辨率图像序列。

作为观察微观世界不可缺少的工具，光学显微镜促进了包括生物学、医学、物理学和材料在内的各个领域的发展。然而，光学衍射对光学显微镜施加了空间分辨率的限制，这阻碍了对更精细结构的探索。

为了克服分辨率的限制，基于不同原理的各种超分辨率显微镜技术已经被提出。然而，这些技术通常以降低成像速度为代价来获得超分辨率，因此实现能够检测精细结构的快速动态的高速超分辨率成像仍然是一个巨大的挑战。

最近，华东师范大学、深圳大学和北京大学的一个研究团队解决了空间分辨率和成像速度之间的矛盾。据《先进光子学》报道，他们通过开发一种称为时间压缩超分辨率显微镜(tcrm)的有效技术实现了高速超分辨率。tcrm将增强的时间压缩显微镜与基于深度学习的超分辨率图像重建相结合。增强型时间压缩显微镜通过从一幅压缩图像重建多幅图像来提高成像速度，基于深度学习的图像重建在不降低成像速度的情况下达到超分辨率效果。他们的迭代图像重建算法包括运动估计、合并估计、场景校正和超分辨率处理，从压缩和参考测量数据中提取超分辨率图像序列。

他们的研究从理论和实验上验证了tcrm的高速超分辨率成像能力。为了证明tcrm的成像能力，他们在微通道中对流动的荧光珠进行了成像，实现了每秒1200帧的帧率和100 nm的空间分辨率。

通讯作者、华东师范大学精密光谱国家重点实验室副主任张诗按教授说:“这项工作为精细结构的高速动力学观测提供了有力的工具，特别是在流体力学和生物医学领域，如微流速度测量、细胞器相互作用、细胞内转运和神经动力学。tcrm的框架还可以为在全息术、相干衍射成像和条纹投影轮廓术中实现更高的成像速度和空间分辨率提供指导。”

文章标题

Temporal compressive super-resolution microscopy at frame rate of 1200 frames per second and spatial resolution of 100 nm