细胞是各生命体组成的基本结构单元,是生命活动的基本单位,在生命体中起到汲取能量、传递信息和分化等功能。其大小、形态以及内部结构特征都与细胞的健康状态以及生理活动密切相关,所以血细胞形态的显微成像技术在生物科学和临床医学应用中发挥了重要的作用。在显微成像技术中,光学相位检测方法凭借其成像精度高、实时成像以及实验数据量化分析等功能,表现出了传统检测方法所不具备的独特优势,成为了细胞检测分析的重要手段之一。相位显微技术得到的相位反映了沿光轴方向样品折射率与厚度整体的积分,所以折射率与厚度存在着耦合,要实现细胞三维形态的重建就必须先对其进行解耦。目前大部分折射率解耦方法都是针对均质细胞提出的。非均质细胞,由于其内部形态结构复杂,还未有完善的方法和理论从相位图谱中解耦出细胞厚度和内部折射率分布信息。为了实现多介质、亚结构细胞三维形态重建,针对上述问题,以传统相位显微技术和单介质折射率解耦理论为基础,围绕多介质细胞折射率解耦方法展开了本文的研究,其主要研究内容如下:1.综合分析了各类相位显微成像方法以及梯度边缘检测算法,提出了定量相位显微结合梯度算子解耦多介质细胞折射率的方法。该方法中,仅需两幅正交方向下的相位图即可实现折射率的解耦,并且进行了基于MATLAB仿真平台下的模拟仿真实验结果和真实淋巴细胞的物理实验,结果均证明了该方法的有效性。2.针对异形核细胞形态结构复杂,核的形态难以拟合的问题,基于传统双波长解耦折射率方法,实现了异形核细胞的折射率解耦。基于MATLAB平台进行了一系列仿真实验,其结果均表明了该方法在解耦异形核折射率的适用性。本文的研究在多介质血细胞折射率信息解耦中取得了一些进展,为多介质细胞折射率解耦提供了新的方法,也为多介质血细胞亚结构形态的三维显微成像技术发展提供了一种新的技术基础。