在显微成像中引入计算成像的新概念和新方法将从本质上改变传统显微成像的实现模式， 赋予其诸多传统光学难以获得甚至无法获得的性的优势，如：

（1）可以利用部分相干照明（如 LED 光源），以非干涉方式实现相位成像，摒弃了复杂 的干涉装置和昂贵笨重的激光光源；更灵活地实现显微镜系统的相差校正；

（2）可实现大视场与高分辨的兼顾，解决传统显微镜中视场大小与显微镜分辨率难以调和 的矛盾，并且不需要依赖昂贵的机械扫描部件；77965

（3）可通过计算方式实现各类明场、暗场、相衬成像，对显微物镜无特殊要求；可不受光 学衍射极限及图像采集设备分辨率的限制，实现超分辨率成像。

未来显微技术将朝着智能化与自适应计算成像方向发展，计算光学成像技术的大力发展有 助于突破传统光学成像传感设备对光学系统以及探测器制作工艺、工作条件、功耗成本等因素 的限制，并使其在信息获取能力、功能、性能指标、可靠性、可维护性等方面获得显著提高。 这种新型的智能化自适应计算成像方式，有望实现新一代无标记、高分辨、大视场、操作简便 化、成本低廉化的显微系统，在未来的植物学、动物学、细胞生物学、材料学、半导体、材料 科学、纳米技术、生命科学、医学诊断等各领域应用上将展现出巨大潜力。

定量相位显微成像技术[3]是依据相位成像原理而发展起来的一种计算光学显微成像技术， 它能够定量表示由细胞产生的相位变化,所以本质上需要实现相位的恢复,而这大多数是基于干涉原理的。美国麻省理工学院 Popescu 等人先后提出了傅里叶相位显微技术(FPM) 、空间光干涉显微技术(SLIM)[5]和白光傅里叶相位显微技术(wFPM )[6]，以及美国杜克大学 Shaked 等人提出的平行二步相移显微技术等。美国 Chalut 等人就离轴干涉先后基于二步相移提出了 异步数字个息[7]和双通道干涉显微技术[8]。然而这些基于干涉原理的相位恢复方法都需要通过 高度相干光源的干涉叠加来实现，因而存在着干涉装置复杂、对测量环境要求苛刻以及易引入 散斑噪声等缺点，这限制了它在显微成像领域的应用。论文网

由于传统干涉方法存在很多局限性，近些年来，大量学者提出了基于非干涉光场的相位恢 复方法。其中最主要的两类非干涉相位恢复方法就是迭代法和基于光强传输方程法(TIE)[9]。[10]

迭代求解的方法主要有 GS 迭代法、角谱迭代法 。基于光强传输方程的确定性求解相位的方法主要有傅里叶法、多重网格法、基于离散余弦变换的快速求解法[10]。

迭代相位恢复算法利用衍射图像的差异性来实现相位的恢复,具有鲁棒性高和收敛速度快 等优点[11-13]，合成孔径迭代引擎（Ptychographical iterative engine ,PIE）[14]就是其中的一种。 在过去的几年里，PIE 技术在 X 射线领域得到了迅速的发展，能够以前所未有的分辨率和相位 灵敏度实现材料和生物结构的二维图像获取和断层重构[15-18]。PIE 技术在可见光成像领域也具 有潜在的应用前景，因为其产生的相位是定量的，具有高对比度和高灵敏度，可应用于活细胞 成像[19,20]和表面计量[21-23]。

传统的 PIE 技术主要应用在 X 射线领域，需要机械扫描，装置复杂，成本较高。在传统 合成孔径显微技术的基础上，郑国安提出了一种新的计算成像方法-傅里叶合成孔径显微成像技术（Fourier ptychographic microscopy, FPM，该技术可以大大提高光学系统的空间带宽积，实现大视场和高分辨的兼顾，并且不需要机械扫描和相位测量。FPM  技术的实现有赖于LED 阵列显微镜的发明，LED 阵列显微镜是一个新兴的强有力的计算显微成像平台，它有着广泛的应用潜力，只需要对传统的明场显微镜进行简单的硬件调整-将光源换成可编程的LED 阵列即可。