Н. Г. ВЛАСОВ, С. Г. КАЛЕНКОВ1, Г. С. КАЛЕНКОВ1,

И. И. СУЛИМЦЕВ1

Московский государственный университет «СТАНКИН»,

1Московский государственный университет МГТУ «МАМИ»

О ПОВЫШЕНИИ КОНТРАСТА ИЗОБРАЖЕНИЯ

В ФАЗОВО-КОНТРАСТНОМ МИКРОСКОПЕ

Рассмотрим метод повышения контраста изображений в микроскопе Цернике. Показано, что с помощью цифровой обработки изображений фазовых объектов можно получить высокий контраст без использования фильтров пространственных частот.

Фазово-контрастный микроскоп [1] предназначен, как известно, для визуализации и получения увеличенных изображений «слабых» фазовых объектов, для которых изменение фазы освещающего излучения Визуализация достигается изменением фазы нулевого порядка дифракции объектного волнового поля либо на либо на , в результате чего получают изображение либо светлого фазового контраста, либо темного фазового контраста. Распределение интенсивности в таких изображениях описывается уравнениями (1) и (2) соответственно:

, (1)

. (2)

Для повышения контраста изображения нулевой порядок дифракции не только изменяют по фазе, но и ослабляют на величину, оптимальную для конкретного исследуемого объекта. Изготовление набора таких фильтров пространственных частот с заданными изменениями фазы и различным ослаблением света, необходимым для исследования разнообразных объектов, представляет собою достаточно сложную техническую задачу.

Покажем, что современные цифровые методы обработки позволяют просто решить задачу получения контрастных изображений без фильтров пространственных частот, ослабляющих нулевой порядок дифракции.

При помощи ПЗС-матрицы оцифруем и последовательно введем в компьютер оба изображения, описываемые выражениями (1) и (2). В каждой точке (пикселе) плоскости изображения вычтем распределение интенсивности (2) из (1):

, (3)

далее найдем и представим изображение на дисплее как полутоновое, в котором соответствует максимальная яркость, при освещенность нулевая. Возможно также получение изображения, негативного по сравнению к описанному и визуализация фазы в псевдоцветах.

Список литературы

1. Zernike F. Das Phasenkon-trastverfahren bei der mikroskopis-chen Beobachtung // Z. Techn. Physik. 1935. Bd.16. S.454–455.