光の時空間方向のボケに基づく生体の内部構造の可視化

基于光时空模糊的生物体内部结构可视化

• 批准号: 16H06982
• 负责人: 青砥 隆仁
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-08-26 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H06982/
• 关键词: コンピュテーショナルフォトグラフィ; 半透明物体; 空間方向PSF; 時間方向PSF; 被写界深度; Time-of-Flight

生きた動植物の断層像を非破壊・非侵襲・非接触で得ることは、生体の構造を解析する上で重要な技術の一つである。本研究では、光学系と計算機を併用することによって、従来の光学技術のみでは達成しえない断層像撮影技術の実現を目的としている。本年度は、正対する放物面鏡を用いた光学系を作成した。また、作成した光学系が持つ独特の光学的なボケ方を利用し、特定の層の情報のみを抽出するアルゴリズムを開発した。また、シミュレーション環境において、光学系の設計に要求される精度を検証する実験を行った。放物面鏡を用いた光学系は、中心の一点のみボケが発生せずに被写界深度が浅くなるという特徴を持つ。そのため、光学系単体では中心の一点以外はボケて観測されるという欠点を持つが、事前に光のボケ方がどうなるかを獲得しておくことで、光のボケ方を利用した画像再構成手法を用いることにより、従来の光学系のみでは達成が困難な断層画像撮影を達成している。ただし、本年度開発した手法は、事前にボケ方を獲得するために、時間的・技術的な困難が存在する。そのため、次年度以降の課題として、事前に光のボケ方が獲得できない場合においても断層画像を撮影可能な技術を目指す必要がある。また、本年度は光の空間方向のボケに着目して研究を行ったが、次年度以降は時間方向のボケ方にも着目して画像再構成アルゴリズムを構築することにより、より高精度な断層画像撮影システムを目指す。

The fault images of living animals and plants are non-destructive, non-invasive and non-contact. The structure analysis of living organisms is an important technology. This study aims to achieve the goal of combining optical system and computer technology. This year, the optical system of the object mirror was completed. The optical system has been developed for the purpose of extracting information from specific layers by using unique optical methods. The accuracy of the design requirements of the optical system is verified by the environmental conditions of the system. The optical system of the objective mirror is opposite, the center of the optical system is opposite, and the writing depth is opposite. In addition, the optical system unit has a point outside the center, a point outside the center, a point This year's opening ceremony was held in Beijing. In the next year, the problem of light emission in advance will be obtained, and the fault image may be detected. This year, the spatial direction of the light is reflected in the research, and the next year, the spatial direction of the light is reflected in the reconstruction of the image.

项目成果

Ultra-Shallow DoF Imaging Using Faced Paraboloidal Mirrors

• DOI: 10.1007/978-3-319-54187-7_8
• 发表时间: 2016-11
• 作者: R. Nishi;Takahito Aoto;Norihiko Kawai;Tomokazu Sato;Y. Mukaigawa;N. Yokoya