2021年7月27日，西安光機(jī)所潘安副研究員、姚保利研究員、馬彩文研究員團(tuán)隊(duì)在物理學(xué)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(jī)所首次以排頭單位在該期刊發(fā)表封面論文，標(biāo)志著我所在計(jì)算光學(xué)顯微成像領(lǐng)域的工作和成果得到了國(guó)內(nèi)外同行的關(guān)注和認(rèn)可。

　　本次發(fā)表論文NO1作者為二年級(jí)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(yè)

　　傅里葉疊層顯微成像術(shù)（FPM）是一種高通量計(jì)算成像技術(shù)，其在組織切片顯微數(shù)字病理學(xué)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(duì)三波長(zhǎng)進(jìn)行重復(fù)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(shí)驗(yàn)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(jià)換得了數(shù)據(jù)采集和重構(gòu)時(shí)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(xùn)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(wú)監(jiān)督遷移學(xué)習(xí)”，但是相比于傳統(tǒng)遷移學(xué)習(xí)，它無(wú)需迭代優(yōu)化過(guò)程，這可能給未來(lái)的相關(guān)工作提供新的啟示。

　　圖2. CFPM成像結(jié)果對(duì)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(gòu)的全視場(chǎng)及其局部放大圖結(jié)果；（c） 10×/0.3NA高倍率物鏡下的真實(shí)情況；（d）將（a1）的彩色紋理信息傳遞給（b1）的結(jié)果。

　　潘安、馬彩文、姚保利團(tuán)隊(duì)在計(jì)算光學(xué)顯微成像、光場(chǎng)調(diào)控、光學(xué)微操縱等方面開展了長(zhǎng)期的研究工作。

　　課題組密切關(guān)注本學(xué)科國(guó)內(nèi)外的發(fā)展動(dòng)態(tài)，做了大量的基礎(chǔ)性研究工作，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。近年來(lái)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(guó)際合作關(guān)系。

　　本項(xiàng)目前期所開展的基礎(chǔ)性研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項(xiàng)目、面上項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持，為本論文實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及預(yù)期研究目標(biāo)奠定了良好的基礎(chǔ)。