2021年7月27日，西安光機所潘安副研究員、姚保利研究員、馬彩文研究員團隊在物理學一區(qū)Top期刊《Science China-Physics Mechanics & Astronomy》（2020 IF: 5.122）上在線刊發(fā)題為“High-throughput fast full-color digital pathology based on Fourier ptychographic microscopy via color transfer”的封面文章（Cover Story）。

　　這是西安光機所首次以排頭單位在該期刊發(fā)表封面論文，標志著我所在計算光學顯微成像領域的工作和成果得到了國內(nèi)外同行的關注和認可。

　　本次發(fā)表論文NO1作者為二年級直博生高宇婷，通訊作者為潘安副研究員和馬彩文研究員。

　　圖1. 期刊封面以及論文首頁

　　傅里葉疊層顯微成像術（FPM）是一種高通量計算成像技術，其在組織切片顯微數(shù)字病理學中可以避免傳統(tǒng)的掃描拼接偽影，提高成像通量和效率。然而傳統(tǒng)FPM彩色化要對三波長進行重復操作，故其效率偏低。

　　受顏色匹配的思路啟發(fā)，本文提出了一種基于彩色傳遞的全彩色化方法，命名為CFPM。

　　實驗中比較了30組不同樣本CFPM的成像情況，相比于傳統(tǒng)方法，CFPM以平均0.4%的精度犧牲代價換得了數(shù)據(jù)采集和重構時間2/3的縮減，使得彩色成像的效率大大提升。

　　CFPM易于操作與推廣，該方法不需要例如交疊率、采樣率、訓練數(shù)據(jù)集等的其他要求。

　　此外，CFPM 可看作是基于物理模型的“無監(jiān)督遷移學習”，但是相比于傳統(tǒng)遷移學習，它無需迭代優(yōu)化過程，這可能給未來的相關工作提供新的啟示。

　　圖2. CFPM成像結果對比。（a,a1）4×/0.1NA物鏡下低分辨率的彩色圖像及其局部放大圖；（b,b1） 4×/0.1NA物鏡綠光下高分辨率FPM重構的全視場及其局部放大圖結果；（c） 10×/0.3NA高倍率物鏡下的真實情況；（d）將（a1）的彩色紋理信息傳遞給（b1）的結果。

　　潘安、馬彩文、姚保利團隊在計算光學顯微成像、光場調控、光學微操縱等方面開展了長期的研究工作。

　　課題組密切關注本學科國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)，做了大量的基礎性研究工作，積累了豐富的經(jīng)驗。近年來已派出了多名研究生前往世界知名科研院所聯(lián)合培養(yǎng)或短期交流，建立了良好的國際合作關系。

　　本項目前期所開展的基礎性研究得到了國家自然科學基金重大科研儀器研制項目、面上項目等項目的支持，為本論文實現(xiàn)關鍵技術攻關及預期研究目標奠定了良好的基礎。