In optical diffraction tomography (ODT), the three-dimensional scattering potential of a microscopic object rotating around its center is recovered by a series of illuminations with coherent light. Reconstruction algorithms such as the filtered backpropagation require knowledge of the complex-valued wave at the measurement plane, whereas often only intensities, i.e., phaseless measurements, are available in practice. We propose a new reconstruction approach for ODT with unknown phase information based on three key ingredients. First, the light propagation is modeled using Born's approximation enabling us to use the Fourier diffraction theorem. Second, we stabilize the inversion of the non-uniform discrete Fourier transform via total variation regularization utilizing a primal-dual iteration, which also yields a novel numerical inversion formula for ODT with known phase. The third ingredient is a hybrid input-output scheme. We achieved convincing numerical results, which indicate that ODT with phaseless data is possible. The so-obtained 2D and 3D reconstructions are even comparable to the ones with known phase.


翻译:在光学折射成像(ODT)中,一个微显性物体在中心周围旋转的三维散射潜力通过一系列连续光线照明得到恢复。诸如过滤后反向反向反射等重建算法要求在测量平面上了解复杂价值的波浪,而实际上往往只有密集度,即无阶段测量。我们建议对ODT采取新的重建方法,根据三个关键成分提供未知的阶段信息。首先,光传播以Born的近光线为模型,使我们能够使用Fourier diffredicul theorem。第二,我们稳定非单形Fourier变异的反向,利用一个初步的迭代法,这也为已知阶段的ODT产生一种新的数字转换公式。第三个要素是混合输入-输出办法。我们取得了令人信服的数字结果,表明有可能使用无阶段数据的ODT。所实现的2D和3D的重建甚至与已知阶段相近。

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