Metoda pro zviditelnění vysokých fázových gradientů v mikroskopickém zobrazení
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Holografická mikroskopie je nekonvenční mikroskopická technika, vhodná zvláště pro vzorky s malou optickou hustotou, která umožňuje zviditelnit index lomu pozorovaných objektů. Na Ústavu fyzikálního inženýrství Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně byl sestrojen unikátní transmisní digitální holografický mikroskop (TDHM). Pořízené snímky (hologramy) jsou zpracovány metodou založenou na Fourierově ransformaci, čímž je zrekonstruována intenzita a fáze světelné vlny procházející pozorovaným objektem. Fáze popisuje index lomu a tloušťku pozorovaného objektu. V místech, kde se mění index lomu nebo tloušťka, dochází i ke změně fáze. Úkolem této bakalářské práce bylo najít metodu pro zviditelnění míst s vysokým gradientem fáze. Podařilo se vytvořit metodu, která nevyžaduje navazování fáze, a proto je vhodná pro libovolné obrazy pořízené TDHM. Tato metoda byla implementována do počítačového programu Gradient3D, který kromě výpočtu gradientu ve dvou a třech rozměrech umožňuje i vytváření barevných obrazů, jejichž složkami jsou kombinace intenzity, fáze a gradientu. Program též umožňuje odstranění falešných gradientů v místech s nízkou intenzitou, kde je hodnota fáze nespolehlivá. Program byl testován na několika souborech hologramů pořízených TDHM při pozorování biologických vzorků.
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.
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.
Description
Citation
DRUCKMÜLLEROVÁ, H. Metoda pro zviditelnění vysokých fázových gradientů v mikroskopickém zobrazení [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2008.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Matematické inženýrství
Comittee
doc. RNDr. Miroslav Kureš, Ph.D. (předseda)
RNDr. Rudolf Hlavička, CSc. (místopředseda)
RNDr. Karel Mikulášek, Ph.D. (člen)
RNDr. Jiří Dočkal, CSc. (člen)
doc. Ing. Luděk Nechvátal, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2008-06-18
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení