2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of high resolution multispectral fundus imaging with wavefront compensation and coded imaging system
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19K20401
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
最田 裕介 和歌山大学, システム工学部, 助教 (30708756)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 波面分割レンズ / 移動平均しきい値処理 / 画像縮小 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究実施計画に記載した計画に沿って，シャックハルトマン（SH）波面センサーのダイナミックレンジ拡大のためにホログラフィックSH法と適応的スポット探索法の特長を併せもつハイブリッド波面計測法について研究をおこなった．主に，ホログラムにより投影されるパターン像の最適なものの検討と解析処理の改善に焦点を当てた研究に取り組んだ．パターン像の変形に対する耐性を得るために解析時に用いる相関フィルタとして合成識別関数フィルタを応用することも検討したが，多くの変形パターンに対応させることが難しい上，元々検出できていたパターンの検出にも悪影響が出たため採用には至らなかった．また，空間サンプリング方式をハニカム状とすることも初年度には取り組めなかったので，次年度以降に取り組む予定である．
その他，ホログラムを導入したハイブリッドマイクロレンズアレイを用いたSH波面センサーで問題であった計測精度，入射波面の強度むらの影響，解析演算コストの改善に取り組んだ．まず，ハイブリッドマイクロレンズアレイのパターン配置について工夫した．これまでは球面レンズの領域を一部ホログラム用の領域として割り当てていたので，集光スポットの形状が歪み，方位角方向に対称でなかったため，これが計測精度に大きく悪影響を与えていた．これを解消するために波面分割レンズアレイを導入し，スポット形状の歪みを低減した．次に，入射波面の強度むらに対応すること，解析時の計算コストを低減することを実現するために，解析処理を大きく見直した．これらの試みにより，提案手法による波面計測の全体的な性能向上を果たした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に計画していたSH波面センサーによる波面計測の改善について，研究の成果により従来からの精度，外乱や測定環境による影響，解析処理の改善を実現することができた．しかしながら，当初期待していた合成識別関数フィルタの適用を検討した結果，適用が困難であるということがわかった．このため，この点においては当初の計画通り進んでいないが，これとは異なるアプローチで改善が可能であるかどうかを検討している．具体的には代替案として深層学習の技術を応用することによりパターンの識別の精度を向上できないかを次年度に検討する予定である．また，感度の向上についても引き続き取り組む計画である．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に達成できなかったSH波面センサーにおけるパターンの識別精度の向上および高感度化については引き続き取り組む．当初計画では体積ホログラフィック素子を用いたマルチスペクトルイメージングに取り組む予定であったが，まず初期検討段階としてホログラフィック媒体の実験的な特性を把握して実用的な使用に問題がないかどうかを検証する．さらに，シミュレーションにより所望の分光特性を得られるような媒体の設計をおこない，それを元に実際にホログラフィック媒体に格子パターンを形成して計算と同様の分光性能が得られるかどうかを検証する．最終的に，作成したホログラフィック素子を導入したマルチスペクトルイメージングシステムを構築し，生体組織のイメージングが可能であるかどうかを実験的に検証する．
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| Causes of Carryover |
学会等での研究成果発表が検討段階よりも結果的に少なくなり，主に旅費が少なかったことにより次年度使用額が生じた．これは新型コロナウィルス感染症により学会自体が中止されたなどの理由によるものである．翌年度分と合わせた使用額については，次年度も学会などが通常通り開催されることが難しいと見通しており，旅費としての使用額が計画より少なくなると思われる．これについては，追加で必要となる消耗品などの購入に充てるほか，学術論文投稿にかかる費用としても使用する予定である．
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Research Products
(1 results)
