在當(dāng)今科技高速發(fā)展的時(shí)代，成像技術(shù)的不斷進(jìn)步對(duì)于生物和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。離軸數(shù)字全息顯微鏡作為一種高通量、無(wú)標(biāo)記的成像技術(shù)，以其能夠提供樣品的三維、高分辨率信息的優(yōu)勢(shì)，在大規(guī)模細(xì)胞成像等方面展現(xiàn)出巨大的潛力。然而，這項(xiàng)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中也面臨著一些挑戰(zhàn)，其中全息圖重建過(guò)程成為了及時(shí)數(shù)據(jù)分析的重大瓶頸。
為了有效應(yīng)對(duì)這一難題，微云全息（NA SDAQ:HOLO）積極探索創(chuàng)新，提出了一種全新的重建方法，將深度學(xué)習(xí)與離軸全息術(shù)的物理原理巧妙結(jié)合，為離軸數(shù)字全息顯微鏡的發(fā)展帶來(lái)了新的突破。
離軸數(shù)字全息顯微鏡的優(yōu)勢(shì)在于其高通量和無(wú)標(biāo)記的特性，能夠在不影響樣品的情況下，快速獲取大量的信息。它可以提供三維、高分辨率的圖像，對(duì)于研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能等方面具有重要意義。特別是在大規(guī)模細(xì)胞成像中，這種技術(shù)能夠大大提高研究的效率和準(zhǔn)確性。然而，全息圖重建過(guò)程的復(fù)雜性和耗時(shí)性限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的進(jìn)一步發(fā)展。
微云全息的創(chuàng)新之處在于，根據(jù)離軸全息術(shù)的物理原理初始化了部分網(wǎng)絡(luò)權(quán)重。這一過(guò)程充分利用了物理原理的確定性和穩(wěn)定性，為后續(xù)的深度學(xué)習(xí)提供了一個(gè)良好的起點(diǎn)。通過(guò)對(duì)物理原理的深入理解和運(yùn)用，微云全息能夠在網(wǎng)絡(luò)初始化階段就引入一定的先驗(yàn)知識(shí)，從而提高網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)效率和準(zhǔn)確性。
接著，微云全息采用弱超大學(xué)習(xí)對(duì)初始化后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行微調(diào)。這種學(xué)習(xí)方法能夠在不破壞物理原理約束的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能。通過(guò)不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)權(quán)重，使其更好地適應(yīng)不同的樣本和成像條件，從而提高全息圖重建的質(zhì)量和速度。
微云全息的離軸全息圖網(wǎng)絡(luò)（以下簡(jiǎn)稱(chēng) “量子輝耀網(wǎng)絡(luò)”）在性能上表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，量子輝耀網(wǎng)絡(luò)檢索的相位和振幅圖像的誤差在硬件造成的測(cè)量誤差范圍內(nèi)。這意味著該網(wǎng)絡(luò)能夠準(zhǔn)確地重建全息圖，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供可靠的基礎(chǔ)。其次，量子輝耀網(wǎng)絡(luò)的重建速度大大超過(guò)了顯微鏡的采集率。這一優(yōu)勢(shì)使得實(shí)時(shí)全息圖分析成為可能，為生物和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域提供了更加及時(shí)和準(zhǔn)確的信息。
更為重要的是，量子輝耀網(wǎng)絡(luò)在具有不同模式的看不見(jiàn)的樣本上表現(xiàn)出卓越的外部泛化能力。這意味著該網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)各種不同的樣本和成像條件，具有很強(qiáng)的通用性和適應(yīng)性。此外，量子輝耀網(wǎng)絡(luò)還可以與其他模型無(wú)縫集成，用于下游任務(wù)，實(shí)現(xiàn)端到端的實(shí)時(shí)全息圖分析。這種集成能力進(jìn)一步擴(kuò)展了離軸全息術(shù)在生物和醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用范圍。
在技術(shù)應(yīng)用的步驟方面，微云全息的創(chuàng)新方法主要包括以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，根據(jù)離軸全息術(shù)的物理原理，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化。這一步驟需要深入研究全息術(shù)的物理特性，確定合適的初始化參數(shù)，為網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。接著，利用弱超大學(xué)習(xí)對(duì)初始化后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行微調(diào)。在這個(gè)過(guò)程中，需要不斷調(diào)整學(xué)習(xí)參數(shù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，使其能夠更好地適應(yīng)不同的樣本和成像條件。然后，將量子輝耀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于全息圖重建。通過(guò)輸入全息圖數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)能夠快速準(zhǔn)確地檢索出相位和振幅圖像，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供支持。最后，將量子輝耀網(wǎng)絡(luò)與其他模型集成，用于下游任務(wù)。例如，可以將其與細(xì)胞識(shí)別模型、圖像分析模型等集成，實(shí)現(xiàn)端到端的實(shí)時(shí)全息圖分析，為生物和醫(yī)學(xué)研究提供更加全面和深入的信息。
微云全息的創(chuàng)新方法為離軸數(shù)字全息顯微鏡的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。通過(guò)將深度學(xué)習(xí)與物理原理相結(jié)合，微云全息成功地突破了全息圖重建的瓶頸，提高了成像技術(shù)的效率和準(zhǔn)確性。量子輝耀網(wǎng)絡(luò)的卓越性能和廣泛適用性為生物和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的工具，有望推動(dòng)這些領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。
微云全息（NASDAQ:HOLO）的創(chuàng)新成果在離軸數(shù)字全息顯微鏡領(lǐng)域中，不僅為解決全息圖重建的難題提供了有效的方法，還為成像技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，相信微云全息的創(chuàng)新方法將在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，為人類(lèi)的科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
