目前三维显微成像主要有激光扫描共焦显微术(LSCM)和计算光学切片显微术(COSM)两种。相比之下,后者具有信噪比高、对样本不产生漂白现象、价格便宜等优势,但也有速度较慢的弱点。可随着计算机技术、图象处理等迅速发展,COSM将有广阔的应用前景。目前国外一些研究者已开始深入研究COSM,取得了一些进展,主要有不需要迭代运算的最近邻、深度预测、逆滤波算法和需要迭代运算的最大似然、最大期望、参数盲解卷积,盲解卷积算法。前者计算速度较快,但复原效果不理想;后者的复原质量要好一些,但运算速度较慢。 COSM处理的问题是:在样本深度方向上的模糊序列图象已知,而成像系统的噪声模型和点扩展函数未知的情况下,怎样运用信号处理、图象复原、信息光学等,真实快速地恢复出样本的三维图象来。由于模糊序列图象数据量大,要作多幅图象的反卷积、三维重建以及显示,所以COSM除研究好的去模糊方法外,提高运算速度也是一个亟待解决的问题。本文在全面总结COSM相关研究的基础上,开展了以下工作: 1、成像系统的点扩展函数分析。点扩展函数在图象复原中具有重要作用。故本文从基尔霍夫衍射公式出发,详细推导了理想显微系统的三维点扩展函数,讨论、模拟了点扩展函数的横向、轴向的光强分布,以及系统的横向和轴向频响特性,与共焦显微方式进行了详细比较,还根据采样定律,确定了z轴方向的切片间隔表达式,且根据理想点扩展函数的特点,提出了具有实用价值的三维高斯型点扩展函数模型,它的光强分布和频响特性与理想点扩展函数相近,