|
|
Korekce pozadí zobrazení fáze v digitálním holografickém mikroskopu užitím konvoluce
Rudolfová, Zdena ; Malina, Radomír (oponent) ; Uhlířová, Hana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá korekcí pozadí v obrazu fáze buňek z transmisního digitálního holografického mikroskopu (TDHM). Vlivem optických vad a nedokonalostí v optických soustavách předmětové i referenční větve dochází k "deformaci" obrazu fáze. Buňka není zobrazena na pozadí s konstantní hodnotou fáze, ale na pozadí s~hodnotami fáze spojitě se měnícími mezi různými místy obrazu. V této práci je popsána metoda, jak následek této vady optického systému z obrazu odstranit. Princip spočívá v provedení částečné konvoluce obrazu fáze s konvolučním jádrem určeným dvourozměrnou Gaussovou funkcí se stejným rozptylem v obou osách. Při výpočtu konvoluce není zpracováván obraz celý, ale pouze místa, kde se nenachází buňky. Tím je eliminována ztráta informací o buňkách. Výsledek konvoluce je považován za aproximaci pozadí, která je poté od původního obrazu odečtena. Získáme tak obraz fáze s konstantním pozadím zatíženým pouze šumem. V úvodní části je shrnut potřebný matematický aparát. Dále je popsán základní princip rekonstrukce zobrazení v TDHM. Jako součást práce byl vytvořen program Odečet pozadí, který užitím popsané metody zpracovává obrazy fáze z TDHM.
|
|
|
Uživatelský program pro zobrazení a zpracování kvantitativní fáze z digitálního holografického mikroskopu
Hladík, Lukáš ; Kvasnica, Lukáš (oponent) ; Uhlířová, Hana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou tvorby uživatelského počítačového programu určeného ke zpracování obrazů kvantitativního fázového kontrastu z digitálního holografického mikroskopu. Teoretická část práce obsahuje základní poznatky o získávání a vyhodnocování zpracovávaných obrazů včetně popisu jejich digitální reprezentace v počítači. V experimentální části jsou rozebrány použité techniky a algoritmy na kterých je program vystavěn. Tato část práce dále obsahuje popis grafického uživatelského rozhraní výsledného programu a zhodnocení vlivu různých uživatelských nastavení na vlastnosti výstupních souborů.
|
|
|
Koherencí řízený holografický mikroskop ve výzkumu životního cyklu buňky
Křížová, Aneta ; Kozubek,, Michal (oponent) ; Uhlířová, Hana (vedoucí práce)
Předmětem diplomové práce bylo použití koherencí řízeného holografického mikroskopu ve výzkumu životního cyklu buňky. V práci je stručně popsána historie interferenční mikroskopie a její aplikace v biologii. Zmíněny jsou i ostatní mikroskopové techniky používané k zobrazování transparentních objektů a stručně je vysvětlena biologie buněčného cyklu. V rámci práce byly navrženy charakteristiky pro popis tvaru buňky, které byly testovány s ohledem na identifikaci jednotlivých fází života buňky. Metoda dynamických fázových diferencí byla modifikována tak, aby byl odlišen vnitřní pohyb hmoty buňky od pohybu hmoty buňky jako celku. Vybrané charakteristiky pak byly použity k vyhodnocení pozorování provedených v holografickém mikroskopu a byly navrženy možnosti jejich dalšího využití. V závěru práce byly shrnuty získané poznatky a byly navrženy úpravy konstrukce mikroskopu a softwaru pro zpracování dat.
|
|
|
Numerické přeostřování v digitálním holografickém mikroskopu s částečně koherentním osvětlením
Slabá, Michala ; Komrska, Jiří (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou numerického přeostřování v holografickém mikroskopu s částečně prostorově koherentním osvětlením. Numerické přeostřování je výpočet komplexní amplitudy obrazové vlny v rovinách jiných, než je obrazová rovina. Výpočet oblasti, ve které je možné numericky přeostřovat, je založen na použití Rayleighova-Sommerfeldova difrakčního integrálu a Fresnelovy aproximace kulové vlny. Popis stavu koherence vlny a šíření částečně koherentního světla vychází ze statistických metod teorie optické koherence. V této práci je vypočtena tloušťka vrstvy, ve které lze numerické přeostřování provádět. Tato tloušťka závisí na parametrech mikroskopu - na velikosti zdroje a parametrech použitých objektivů. Výsledek je aplikován na mikroskop z laboratoře ÚFI FSI VUT.
|
|
|
A method for the visualization of high phase gradients in a microscopic image
Druckmüllerová, Hana ; Martišek, Dalibor (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Holographic microscopy is an unconventional microscopy technique suitable especially for transparent samples. It enables to visualize the refractive index of observed objects. A unique transmitted-light digital holographic microscope (TDHM) has been constructed at Institute of Physical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Brno University of Technology. Holograms captured by the microscope are processed by means of a technique based on the Fourier transform in order to reconstruct the intensity and phase of the light waves passing through the observed object. The phase describes the object refractive index and thickness. In places where the object refractive index or thickness changes, also the phase does. The task of this bachelor thesis was to find a method for visualizing places with high phase gradient. A gradient computation method which was created does not require phase unwrapping and is therefore suitable generally for any images. The method was implemented in a computer software called Gradient3D, which enables not only to compute the phase gradient in two and three dimensions, but also to create color images composed from combinations of intensity, phase and gradient. It also contains methods for handling places with low reconstructed intensity where the phase value is unreliable and usually causes false phase gradients. The program has been tested on several image sets from the TDHM capturing biological specimens.
|
|
|
Simulace zobrazení holografickým mikroskopem se zahrnutím optických vad obrazu
Effenberger, Adam ; Kvasnica, Lukáš (oponent) ; Týč, Matěj (vedoucí práce)
Cílem této práce je simulace pozorování živé buňky pohybující se po zašuměném pozadí. Zkušeností, získaných při tvorbě této simulace, bylo využito pro korekci uměle vytvořených dat a následně dat z reálného měření. K tomu bylo využito integrovaného vývojového prostředí Spyder, který je otevřeným softwarem, určeným pro vědecké programování v Pythonu. Simulaci se vytvořit podařilo, úspěšně proběhla i korekce uměle vytvořených dat. Korekce reálných dat je účinná jen částečně, dává tak prostor k dalšímu vylepšení.
|
|
|
Automatizace metody měření povrchových struktur reflexním digitálním holografickým mikroskopem.
Vacula, Daniel ; Šerý, Mojmír (oponent) ; Lovicar, Luděk (vedoucí práce)
Reflexní digitální holografický mikroskop vyvinutý na ÚFI FSI VUT v Brně využívá principu mimoosové holografie s časově a prostorově nekoherentním osvětlením. Mikroskop umožňuje rekonstrukci nejen obrazové amplitudy, ale i obrazové fáze. To se děje prakticky v reálném čase. Jediným omezujícím kritériem je rychlost detekce obrazového hologramu a rychlost výpočetní techniky pro jeho zpracování. Díky rekonstrukci obrazové fáze a obrazové amplitudy lze provádět profilometrická měření s vysokým stupněm rozlišení v osovém směru. Tato diplomová práce se zabývá automatizací měřící metody, která využívá kombinaci fázového a amplitudového zobrazení, při měření vzorků s povrchovou strukturou jejíž výška způsobuje ve fázovém zobrazení neurčitost fáze s celočíselným násobkem 2pí. Součástí této práce je konstrukční návrh osvětlovací soustavy mikroskopu a experimentální ověření funkčnosti zautomatizovaní měřící metody.
|
|
|
Teoretický popis zobrazení digitálním holografickým mikroskopem
Slabá, Michala ; Komrska, Jiří (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá teorií zobrazení transmisním digitálním holografickým mikroskopem s částečně koherentním osvětlením. V práci je řešen vliv stavu prostorové a časové koherence osvětlení na vznik optických řezů. Dále je proveden výpočet koherentní funkce přenosu mikroskopu a z této funkce jsou následně odvozeny vybrané vlastnosti zobrazení týkající se přenosu prostorových frekvencí dvojrozměrného rozptylového objektu optickým systémem mikroskopu v závislosti na rozostření. Výpočet je proveden pro dvě různé konstrukce mikroskopu vyvinutých v Laboratoři optické mikroskopie ÚFI FSI VUT v Brně.
|
|
|
Koherencí řízený holografický mikroskop ve výzkumu životního cyklu buňky
Křížová, Aneta ; Kozubek,, Michal (oponent) ; Uhlířová, Hana (vedoucí práce)
Předmětem diplomové práce bylo použití koherencí řízeného holografického mikroskopu ve výzkumu životního cyklu buňky. V práci je stručně popsána historie interferenční mikroskopie a její aplikace v biologii. Zmíněny jsou i ostatní mikroskopové techniky používané k zobrazování transparentních objektů a stručně je vysvětlena biologie buněčného cyklu. V rámci práce byly navrženy charakteristiky pro popis tvaru buňky, které byly testovány s ohledem na identifikaci jednotlivých fází života buňky. Metoda dynamických fázových diferencí byla modifikována tak, aby byl odlišen vnitřní pohyb hmoty buňky od pohybu hmoty buňky jako celku. Vybrané charakteristiky pak byly použity k vyhodnocení pozorování provedených v holografickém mikroskopu a byly navrženy možnosti jejich dalšího využití. V závěru práce byly shrnuty získané poznatky a byly navrženy úpravy konstrukce mikroskopu a softwaru pro zpracování dat.
|
|
|
Teoretický popis zobrazení digitálním holografickým mikroskopem
Slabá, Michala ; Komrska, Jiří (oponent) ; Chmelík, Radim (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá teorií zobrazení transmisním digitálním holografickým mikroskopem s částečně koherentním osvětlením. V práci je řešen vliv stavu prostorové a časové koherence osvětlení na vznik optických řezů. Dále je proveden výpočet koherentní funkce přenosu mikroskopu a z této funkce jsou následně odvozeny vybrané vlastnosti zobrazení týkající se přenosu prostorových frekvencí dvojrozměrného rozptylového objektu optickým systémem mikroskopu v závislosti na rozostření. Výpočet je proveden pro dvě různé konstrukce mikroskopu vyvinutých v Laboratoři optické mikroskopie ÚFI FSI VUT v Brně.
|
host ::
RSS.