Design and implementation of a digital holographic microscope with fast autofocusing
Yüksek hızda otomatik odaklama yapabilen sayısal holografik mikroskop tasarımı ve gerçeklenmesi
- Tez No: 394267
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MERİÇ ÖZCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Holografi, nesneleri girişim desenleri ile analiz ederek üç boyutlu görüntü elde edebilmeyi sağlayan bir metoddur. Ancak bir hologramı yapılandırabilmek için nesnenin kamera düzleminden uzaklığının bilinmesi gereklidir, aksi takdirde elde edilen yapılandırmalar odaklanmamış olacaktır. Eğer bu 'yeniden yapılandırma uzaklığı' önceden bilinmiyorsa, bu mesafenin otomatik odaklama tekniği kullanılarak hesaplanması gerekir. Görüntü işleme literatüründe bulunan geleneksel otomatik odaklama teknikleri sayısal holografiye uygulanabilmektedir. Bu tezde, on bir geleneksel netlik kriteri dijital hologramlara uygulanarak, doğru yapılandırma mesafesinin bulunması incelenmiştir. Kaydedilen hologramlar çeşitli uzaklıklarda yapılandırılarak elde edilen görüntülerin genlikleri netlik kriterleri ile karşılaştırılmıştır. Sayısal olarak en keskin hatlara sahip genlik resmi, odaklanmış olan yeniden yapılandırmayı ifade etmektedir. Bu şekilde elde edilen yeniden yapılandırma uzaklığına 'doğru-odak-uzaklığı' ismi verilmiştir. Ancak, yüksek çözünürlükteki hologramların otomatik odaklanması oldukça uzun sürmektedir. Bu amaçla bir ölçekleme metodu geliştirilmiş ve sunulmuştur. Bu ölçekleme metodu ile doğru-odak-uzaklığı halen yüksek hassasiyet ile hesaplanabilirken, hesaplama süresi de ölçeğin karesi oranında kısalmaktadır. Ancak, çok yüksek ölçek değerleri kullanıldığında otomatik odaklama işlemi güvenilir olmamaktadır, çünkü ölçekleme metodu netlik kriterleri ile hesaplanan netlik eğrilerinde bozulmaya yol açmaktadır. Bu sebeple, ölçekleme metodu ile otomatik odaklama işleminin güvenilirliğini ölçmek için insan portresi, manzara ve mikro-yapılar içeren elli adet resimden sentetik hologramlar türetilmiştir. Bu hologramlar artan ölçek değerleri ile ölçeklenerek otomatik odaklamaya tabi tutulmuş, ve otomatik odaklamanın güvenilirliği istatistiksel olarak incelenmiştir. Simülasyon sonuçları deneysel sonuçlar ile uyuşmakta, ve ölçekleme tekniği kullanılarak güvenilir otomatik odaklama yapılabileceği gösterilmektedir.
Özet (Çeviri)
Holography is a method for three-dimensional (3D) imaging of objects by applying interferometric analysis. A recorded hologram is required to be reconstructed in order to image an object. However one needs to know the appropriate reconstruction distance prior to the hologram reconstruction, otherwise the reconstruction is out-of-focus. If the focus distance of the object is not known priori, then it must be estimated using an autofocusing technique. Traditional autofocusing techniques used in image processing literature can also be applied to digital holography. In this thesis, eleven common sharpness functions developed for standard photography and microscopy are applied to digital holograms, and the estimation of the focus distances of holograms is investigated. The magnitude of a recorded hologram is quantitatively evaluated for its sharpness while it is reconstructed on an interval, and the reconstruction distance which yields the best quantitative result is chosen as the true focus distance of the hologram. However autofocusing of highresolution digital holograms is very demanding in means of computational power. In this thesis, a scaling technique is proposed for increasing the speed of autofocusing in digital holographic applications, where the speed of a reconstruction is improved on the order of square of the scale-ratio. Experimental results show that this technique offers a noticeable improvement in the speed of autofocusing while preserving accuracy greatly. However estimation of the true focus point with very high amounts of scaling becomes unreliable because the scaling method detriments the sharpness curves produced by the sharpness functions. In order to measure the reliability of autofocusing with the scaling technique, fifty computer generated holograms of gray-scale human portrait, landscape and micro-structure images are created. Afterwards, autofocusing is applied to the scaleddown versions of these holograms as the scale-ratio is increased, and the autofocusing performance is statistically measured as a function of the scale-ratio. The simulation results are in agreement with the experimental results, and they show that it is possible to apply the scaling technique without losing significant reliability in autofocusing.
Benzer Tezler
- Sayısal holografi tekniğine dayalı ses kaydedici ve tahribatsız muayene için kullanılması
Optical voice recorder based on digital holography and usage for nondestructive testing
GÜLHAN USTABAŞ KAYA
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA SARAÇ
- Dijitalleşmenin tiyatroya etkileri
The effects of digitization on theatre
YAŞAR BÜKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Sahne ve Görüntü Sanatlarıİstanbul Aydın ÜniversitesiDrama ve Oyunculuk Ana Sanat Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜNDÜZ HAŞAR
- Uzamsal artırılmış gerçeklik yerleştirmesi ve bir video projeksiyon eşlemesi
Spatial augmented reality installation and a video projection mapping application
ÇAĞATAY ALPAY
Sanatta Yeterlik
Türkçe
2015
Güzel SanatlarHacettepe ÜniversitesiGrafik Ana Sanat Dalı
PROF. DR. İNCİLAY YURDAKUL
- Design and implementation of a digital signal processor system using field programmable gate arrays
Dışarıdan programlanabilen kapı dizileri kullanarak sayısal sinyal işlemci sistemi tasarımı ve gerçekleştirilmesi
GÖKHAN GÜLTOPRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT AŞKAR
- MİKROŞEBEKE SİSTEMLERİNE YÖNELİK DİJİTAL SİNYAL İŞLEYİCİLİ KONTROLLÜ STATİK AKILLI ANAHTAR TASARIMI VE UYGULANMASI
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF A DIGITAL SIGNAL PROCESSOR CONTROLLED STATIC SMART SWITCH FOR MICROGRID SYSTEMS
TOLGA ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Tesisleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BAYSAL