研究人员提出了IsoSense，这是一种波前传感方法，可减轻显微镜中基于图像的无传感器自适应光学应用中的样品依赖性。该方法采用结构化照明，通过定制照明模式在图像中创建额外的高空间频率，提高了图像质量度量计算的可靠性，并且即使在具有稀疏空间频率内容的样本中也能够进行无传感器波前测量。 我们在基于可变形镜的结构照明超分辨率荧光显微镜中证明了IsoSense用于像差校正的可行性。
 

图1.基于图像质量度量的波前传感。（a）流程图描绘了基于无传感器AO的波前测量的经典实现。（b）使用至少三个不同的偏差值（-??，??，+ b）为每种模式捕获样本图像。使用针对每个图像的适当定义的度量来估计图像质量（??-，????，??+），并且将二次函数拟合到测量点。拟合曲线的峰值对应于估计的最佳校正。插图图像表示受各种彗差影响的PSF。（c）典型的图像质量演变，因为在预设序列中校正了不同的模式。横轴上的校正顺序指的是校正来自序列的各个模式的事件。

图2.空间频率内容作为图像质量测量的基础。亚衍射极限尺寸珠子的草坪的FFT包含系统可以发送的所有空间频率的良好表示[（a）原始图像，和（b）FFT]在校正之前和（c），（ d）之后。 在许多实验中，真实样本的图像不包含足够宽的空间频率信息范围以进行充分的瞳孔采样：牛肺动脉内皮细胞的图像显示优先取向的肌动蛋白（e），说明空间频率空间中的信息分布不均匀[ FFT（f）]。

图3.用于增强OTF采样的自定义照明模式。（a），（b）OTF计算的图示。OTF（b）被计算为移位的瞳孔函数（a）的自相关。OTF的绝对值在数字上与相应空间频率处的正弦光栅图像的对比度相同。在简化的情况下，由一个空间频率（a），（b）组成的物体将仅受影响OTF（e）的像差的影响，（i）通过光瞳平面中的一些有限区域（f），（j）。相反，通过使用基于图像质量的度量，不会影响物体中存在的空间频率的任何相位差[由深粉红色（f），（j），（n）]表示。 （k） - （n）说明精心选择的照明模式可以帮助用信息填充瞳孔并确保对OTF进行充分的采样。

图4.结构照明，用于减少与波前传感精度相关的样本依赖性影响。（a）由四光束干涉产生的模拟照明图案。（b）照明图案的频率成分。（c）从固定的牛肺动脉内皮细胞获得的图像，显示用感应模式照射的肌动蛋白（Alexa 488，鬼笔环肽）。（d）（c）的傅里叶变换表明在较高空间频率下信号增加。

图5.镜面控制干涉波前传感。（a）显示干涉仪主要部件的示意图; （b）用干涉相机拍摄的干涉图; （c）（b）的FFT; （d）掩蔽和移位的高频载波; （e）然后在相位展开后获得对应于波前的光学相位的相位轮廓。

图6. AO SIM成像的光学设置。

图7.盖玻片上的2D珠簇的SIM重建表示非像差物体。在良好对齐的系统中，系统平坦AO校正设置（b）应提供与绕过AO时相似的图像质量（c）。当镜子关闭时（a），膜松弛，显著影响图像质量。

图8.表示Jupiter :: GFP（标记微管）的巨噬细胞SIM成像的AO校正。 IsoSense校正图像（b）和（d）包含的伪像比使用系统平坦校正获得的图像（a）和（c）更少。 在SIM重建（c）与（d）（底行）中比在伪宽场重建（a）与（b）（顶行）中更加明显。

图9.使用SIM进行细胞成像的AO校正。 （a）和（c）表示木星细胞的Gupiter :: GFP标记微管的宽场和重建图像，其中基于图像质量的波前传感是用宽场照射进行的。 在（b）和（d）中，使用用于成像质量感测的定制照明图案。（c）显示沿与优先纤维取向相对应的方向的更高质量校正，而（d）显示更多各向同性和更好的整体校正。 （e），（g）是宽场图像的傅立叶变换的幅度分量，（f），（h）是用于校正的检测相位轮廓（以弧度表示）。

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