荧光显微成像技术以其无侵略性、无损伤、非接触成像等特性在生命科学领域得到广泛应用。但因受到光学衍射极限限制,经典荧光显微技术成像分辨率最高只能达到探测光波长的1/2,严重制约了其在观察亚波长尺寸生物细胞结构应用中的发展,难以充分发挥优势。因此,如何有效克服衍射极限提高荧光显微系统成像分辨率,已成为光学显微成像领域的主要研究方向。本课题针对目前多重信号分类算法多用于宽场照明条件下并不具备轴向层析能力的问题,将多重信号分类算法应用于点照明图像扫描显微成像系统,实现成像方法轴向层析能力的同时进一步提高横向分辨率,并考虑到单点扫描方式成像速度慢的问题,研究基于多重信号分类算法的阵列式图像扫描超分辨显微成像方法,在成像系统中引入微透镜阵列产生并行照明光束,并与二维振镜相配合实现阵列扫描成像方式,提高系统成像速度,实现基于多重信号分类算法的快速三维超分辨显微成像。本课题主要研究内容如下:（1）基于多重信号分类算法的图像扫描超分辨显微成像研究:首先对多重信号分类算法与图像扫描显微成像技术进行研究,建立基于多重信号分类算法的图像扫描超分辨显微成像系统理论模型,对图像扫描成像系统中低分辨率图像的产生、采集、处理与重构过程进行数值仿真,验证基于多重信号分类算法的图像扫描超分辨显微成像方法横向分辨率可达传统宽场4倍。（2）基于多重信号分类算法的阵列式图像扫描超分辨显微成像研究:针对单点扫描方式成像速度慢的问题,根据基于多重信号分类算法的图像扫描超分辨显微成像系统理论模型,研究基于多重信号分类算法的阵列式图像扫描超分辨显微成像方法,通过数值仿真分析阵列扫描成像条件下照明光斑阵列周期、物面扫描步进以及像面虚拟探测针孔尺寸对成像结果的影响,确定阵列扫描成像方式主要参数。根据仿真结果设计基于多重信号分类算法的阵列式图像扫描超分辨显微成像系统,在不影响系统成像特性条件下提高图像采集速度。（3）基于多重信号分类算法的阵列式图像扫描超分辨显微成像验证实验:设计并搭建成像系统实验平台,对采集的低分辨率图像序列进行像素重分配处理与多重信号分类算法重构,验证基于多重信号分类算法的阵列式图像扫描超分辨显微成像方法对横向分辨率、成像速度的提升与轴向层析能力的实现。