學(xué)實(shí)時(shí)多角度投影成像技術(shù)背景：定量生物成像需要在空間和時(shí)間上都滿足Nyquist采樣要求们妥。然而猜扮，目前基于激光掃描和相機(jī)記錄的顯微鏡，不適合從三維的角度觀察快速變化的生物活動(dòng)王悍。因?yàn)檫@些活動(dòng)變化之快破镰，遠(yuǎn)超基于激光掃描和相機(jī)記錄顯微鏡的三維采集幀率。當(dāng)前不足：當(dāng)前的三維體積信息采集方式压储，通常是沿z軸序列記錄數(shù)十至數(shù)百個(gè)二維焦平面的數(shù)據(jù)∠输觯現(xiàn)有的通過在一次柵格掃描或者一次曝光的時(shí)間內(nèi)同時(shí)記錄多個(gè)二維焦平面的方法，雖然可以提升1個(gè)數(shù)量級(jí)的三維體積信息采集幀率集惋，但是通常以犧牲橫向分辨率為代價(jià)孕似，并且還需要特殊的裝置，成像時(shí)也只有沿光軸一個(gè)方向的投影刮刑。對(duì)于稀疏分布的簡(jiǎn)單生物樣品喉祭，一個(gè)方向投影是足夠的。但是對(duì)于復(fù) ...
行隨機(jī)輸入的投影雷绢。它由頻譜形狀的門控脈沖饋送泛烙，以從輸入中選擇時(shí)頻模式。通過將選通脈沖整形為選定基的所有模式翘紊，可以完全掃描基中的隨機(jī)輸入蔽氨。如圖1所示，QPG 在兩組模式和之間實(shí)現(xiàn)分束操作帆疟，其中一種用戶選擇的輸入模式被轉(zhuǎn)換為輸出模式而所有其它模式都被傳輸鹉究。輸出模式中的光子檢測(cè)隨后將輸入狀態(tài)投影到模式上。 (2) 隨機(jī)壓縮層析踪宠。如圖2自赔，攜帶未知狀態(tài)的信號(hào)與QPG相互作用，以便在第步中測(cè)量隨機(jī)選擇的基柳琢。這給出了一組與先前測(cè)量值相結(jié)合的相對(duì)頻率绍妨。所有測(cè)量基及其相應(yīng)的相對(duì)頻率隨后通過首先執(zhí)行最大似然估計(jì)以獲得物理概率進(jìn)行數(shù)值處理润脸，然后將結(jié)果置于信息完備鑒定(informational completene ...
ing)編碼投影獲取的光譜信息，然后計(jì)算復(fù)原光譜圖像他去，可以大幅降低所需要采集的光譜信息量津函。在這種情況下，可以從線性系統(tǒng)準(zhǔn)確估計(jì)光譜圖像孤页，其感知矩陣表示隨機(jī)測(cè)量采集。目前已經(jīng)有數(shù)種基于折射的快照SI儀器涩馆，如編碼孔徑快照光譜成像儀(CASSI)行施、雙編碼高光譜成像儀(DCSI)、空間光譜編碼壓縮高光譜成像系統(tǒng)(SSCSI)魂那、快照彩色壓縮光譜成像儀(SCCSI)蛾号、棱鏡掩模視頻成像光譜儀(PMVIS)和單像素相機(jī)光譜儀(SPCS)⊙难牛基于折射光學(xué)的儀器的有多種編碼策略鲜结。通用的方法是采用具有不透明或透明特征的黑白編碼孔徑，阻擋或讓光通過每個(gè)特定的空間點(diǎn)活逆。因?yàn)橄嗤哪Ｊ綄?duì)所有光譜帶進(jìn)行編碼精刷，所以這種策略被稱為 ...
顯微鏡或光學(xué)投影層析蔗候、高分辨率核磁共振怒允、多光束電子顯微鏡等。然而锈遥，對(duì)完整的成年人類器官實(shí)現(xiàn)光透明需要數(shù)月的時(shí)間纫事，此時(shí)組織形態(tài)已經(jīng)發(fā)生了變化，且光片顯微鏡目前無法對(duì)完整狀態(tài)的整個(gè)器官進(jìn)行成像所灸。高分辨率核磁共振在離體人腦可實(shí)現(xiàn)100um每體素的分辨率丽惶，但是耗時(shí)約100小時(shí)，且無法實(shí)現(xiàn)細(xì)胞級(jí)分辨率爬立。多光束電子顯微鏡可以提供從細(xì)胞到亞細(xì)胞尺度的人體組織圖像钾唬，但不能完成完整器官成像所需的體積采集。同步加速器X射線層析(synchrotron X-ray tomography,sCT)是一種很有前途的方法懦尝，可以在細(xì)胞水平上對(duì)整個(gè)人體器官進(jìn)行成像知纷。X 射線由于其穿透深度和波長(zhǎng)短，本質(zhì)上適合于對(duì)不同長(zhǎng)度尺度進(jìn) ...
的正交 z 投影陵霉。該堆棧通過漫反射背景 (DB) 減法算法運(yùn)行琅轧，以消除相鄰線粒體之間的噪聲。顯示了具有高 DB (i) 的核周區(qū)域和具有低 DB (ii) 的層周區(qū)域的示例踊挠。c乍桂，參數(shù)探索方案通過高斯濾波器標(biāo)準(zhǔn)差和絕對(duì)閾值的組合進(jìn)行迭代冲杀，并分析所得時(shí)間堆棧的連接組件在整個(gè)堆棧中的數(shù)量和大小的可變性。這會(huì)在參數(shù)下產(chǎn)生特定的z小值（白點(diǎn)）睹酌。d权谁，高斯濾波器（右）以及強(qiáng)度和面積閾值應(yīng)用于堆棧以產(chǎn)生二值掩膜（左）。e憋沿，二進(jìn)制掩膜與原始堆棧相乘以產(chǎn)生用于跟蹤的zui終堆棧旺芽。比例尺，全圖為 20 μm辐啄，特寫為 2 μm采章。（2）從a-e描述了根據(jù)前述線粒體已經(jīng)被分割出來的時(shí)間堆棧，利用質(zhì)心距離和形態(tài) ...
對(duì)輸出光子的投影測(cè)量(projective measurement)讀出壶辜。(1)基于張量網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)悯舟。應(yīng)用基于糾纏的特征提取來使用單光子干涉測(cè)量實(shí)現(xiàn)基于張量網(wǎng)絡(luò)的、量子位高效的圖像分類器砸民。主要步驟圖1所示抵怎。i、將分類圖像的所有數(shù)據(jù)映射到量子態(tài)岭参，使用具有N(在文章中N=784個(gè)像素(特征))個(gè)特征的基于張量網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練矩陣乘積態(tài)(matrix product state, MPS)分類器反惕；ii、使用基于糾纏的優(yōu)化提取少量(a handful of)重要的特征冗荸；iii承璃、構(gòu)建一個(gè)新的MPS，然后使用在步驟ii中獲得的特征進(jìn)行訓(xùn)練蚌本，訓(xùn)練得到保留少量特征量子位的縮小(reduced) ...
和顯微物鏡的投影系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)盔粹。入射光可以被DMD以高達(dá)9523Hz的速度調(diào)制。透鏡和顯微物鏡組成4f系統(tǒng)以縮小入射光束來打開超表面的不同空間通道(見圖2A)程癌。氮化硅材料的吸收系數(shù)足夠小舷嗡，因此它在可見光范圍接近透明，其折射率接近2嵌莉，這遠(yuǎn)大于普通玻璃材料进萄。因此氮化硅材料適合用于設(shè)計(jì)高效超表面。氮化硅納米柱的高度全為700nm锐峭，矩形晶格周期為500nm中鼠，半徑在90到188nm之間。納米柱的仿真使用有限差分時(shí)域(FDTD)法沿癞。選擇了6個(gè)合適的半徑加工援雇，氮化硅納米硅的透射系數(shù)和相位響應(yīng)與在633nm時(shí)納米柱半徑的關(guān)系見圖2B。圖2C和D是加工結(jié)果的掃描電鏡圖像椎扬。圖2惫搏、動(dòng)態(tài) SCMH 的實(shí)現(xiàn)具温。刻度條,1um實(shí) ...
方程铣猩，并左乘投影算子[U][U]的轉(zhuǎn)置，在模態(tài)空間中zui后會(huì)得到非常簡(jiǎn)單的對(duì)角矩陣方程組茴丰，其中每個(gè)方程（模態(tài)振子）相互正交且線性獨(dú)立（解耦的）达皿，如下所示\begin{bmatrix} \bar{m}_1 & & \\ &\bar{m}_2 & \\ & &\setminus \end{bmatrix}\begin{Bmatrix} \ddot{p}_1\\ \ddot{p}_2\\ \vdots \end{Bmatrix}+\begin{bmatrix} \bar{c}_1 & & \\ &\bar{c}_2 & ...
函數(shù)的幅值鳞绕，投影沿著那個(gè)軸切開的面，我們能夠看到如圖2所示的圖形尸曼，它是投射自那個(gè)切片。這是我們?cè)贔FT分析儀中測(cè)量到的 – 頻響函數(shù)萄焦。并且我們可以看到只有一個(gè)獨(dú)立的變量\omegaω控轿，用來描述那個(gè)函數(shù)。我們也可以注意到我們現(xiàn)在只有一條曲線拂封，而不是一個(gè)描述系統(tǒng)傳遞函數(shù)的面茬射。圖 2 – 系統(tǒng)傳遞函數(shù)（幅頻）及頻響函數(shù)所以現(xiàn)在我們有了一種手段，掌握這個(gè)頻響函數(shù)從何而來∶扒現(xiàn)在我想要描述曲面和系統(tǒng)傳遞函數(shù)面在抛。嗯，這個(gè)面看上去像個(gè)有兩個(gè)柱子的帳篷萧恕，所以我想用這個(gè)跟一個(gè)婚禮做個(gè)類比刚梭，關(guān)于帳篷下的座椅安排。我們知道座椅安排有兩方 – 新娘和新郎（ji點(diǎn)和共軛ji點(diǎn)）∑彼簦現(xiàn)在你可以坐在任何一方朴读，取決于你屬于婚禮聚 ...
置衅金，這個(gè)力被投影到模態(tài)空間。所以簿煌，模態(tài)振型對(duì)確定模態(tài)特性以及分配物理作用力到各個(gè)模態(tài)振子上是非常重要的氮唯。如果模態(tài)振型變了，則載荷分配和響應(yīng)也會(huì)改變姨伟。所以必須考慮將要如何利用這個(gè)模型惩琉，更重要的是，需要確定施加什么類型的載荷授滓，以及對(duì)系統(tǒng)的總體性能琳水，什么響應(yīng)是關(guān)鍵肆糕。在寬帶、性質(zhì)始終不變的隨機(jī)激勵(lì)條件下在孝，通常其中的一些影響會(huì)很小〕峡校現(xiàn)在拿另一個(gè)例子繼續(xù)下去，圖2顯示出一個(gè)正弦激勵(lì)私沮，驅(qū)動(dòng)頻率含有多個(gè)諧波分量始赎。注意，驅(qū)動(dòng)頻率并沒有位于系統(tǒng)的某一階共振頻率上仔燕。但是如果模型頻率錯(cuò)了造垛，又會(huì)怎樣呢？另外晰搀，實(shí)際上激勵(lì)與第1階模態(tài)一樣五辽，會(huì)如何？則跟預(yù)測(cè)的相比外恕，會(huì)有更多的響應(yīng)杆逗。并且，在另一方面鳞疲，如果模型中第2階模態(tài)頻率錯(cuò) ...
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