Optical diffraction tomography (ODT) is an emerging 3D imaging technique that is used for the 3D reconstruction of the refractive index (RI) for semi-transparent samples. Various inverse models have been proposed to reconstruct the 3D RI based on the holographic detection of different samples such as the Born and the Rytov approximations. However, such approximations usually suffer from the so-called missing-cone problem that results in an elongation of the final reconstruction along the optical axis. Different iterative schemes have been proposed to solve the missing cone problem relying on physical forward models and an error function that aims at filling in the k-space and thus eliminating the missing-cone problem and reaching better reconstruction accuracy. In this paper, we propose a different approach where a 3D neural network (NN) is employed. The NN is trained with a cost function derived from a physical model based on the physics of optical wave propagation. The 3D NN starts with an initial guess for the 3D RI reconstruction (i.e. Born, or Rytov) and aims at reconstructing better 3D reconstruction based on an error function. With this technique, the NN can be trained without any examples of the relation between the ill-posed reconstruction (Born or Rytov) and the ground truth (true shape).


翻译:光学折射成像(ODT)是一种新兴的三维成像技术,用于半透明样品的折射指数(RI)三维重建,根据对诸如Born和Rytov近似等不同样品的全息探测,提出了各种反向模型,以重建三维反射成像(RI),但这种近相通常受到所谓的缺失锥体问题的影响,导致沿着光学轴进行最后重建的延长。提出了不同的迭代方案,以解决缺失的锥体问题,依靠物理前向模型和错误函数,目的是填补K空间,从而消除缺失锥体问题,提高重建的准确性。在本文件中,我们提出了采用3D神经网络(NN)等不同方法来重建三维光波网络。这种近光波传播物理学物理模型产生的成本功能是NNN(3D NN)首先对三维重建(即生或Rytov)进行初步猜测,目的是在三维再造模型之间重建更好的三维模式,而不是以经过训练的RY-NR原则的模型为基础。

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