Мультиплексное кодированное освещение для фурье-птихографии в микроскопе со светодиодной матрицей

Фурье-птихография — новый метод вычислительной микроскопии, позволяющий получать изображения с гигапиксельным разрешением, широким полем зрения и высоким разрешением как по фазе, так и по амплитуде. Для этого достаточно заменить блок освещения микроскопа программируемой светодиодной матрицей, которая позволяет гибко задавать углы освещения без подвижных частей. В предыдущих работах последовательно включали по одному светодиоду матрицы и получали серию изображений с низким разрешением, которые затем объединяли для восстановления диапазона пространственных частот, значительно превышающего доступный исходной системе визуализации. В настоящей работе мы демонстрируем стратегию мультиплексного освещения: для каждого снимка включают несколько случайно выбранных светодиодов. Поскольку каждому светодиоду соответствует отдельная область фурье-пространства, число необходимых снимков можно значительно сократить без потери качества изображения. Метод экспериментально продемонстрирован на модифицированном серийном микроскопе. По сравнению с последовательным сканированием мультиплексная стратегия обеспечивает сопоставимое качество при сокращении времени съёмки и объёма регистрируемых данных примерно на порядок.