2015 Fiscal Year Annual Research Report
回折イメージングの基盤的研究～情報と物質のイノベーション～
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24300065
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
塩谷 浩之 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90271642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 真也 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30388136)
郷原 一寿 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40153746)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 回折パターン / 位相問題 / フーリエ逆問題 / 情報量最小化 / ラグランジェ法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
回折イメージングとは，回折パターンのみからの位相復元による可視化手法である。回折イメージングの位相回復において，物体サポートの推定は重要な要素となっている。最終年度は回折イメージングで用いる回折パターンでの欠損に対する物体サポート推定と，これまでの位相回復用の理論アルゴリズムの融合による回折イメージングの基盤研究のまとめとして，統合的な回折イメージング手法の確立を行った。回折パターンにおいては，ダイナミックレンジや検出器の保護の関係で低周波領域を中心に値が得られない領域がある。量子ノイズによってもフーリエ変換の関係から乖離することから，強度の検出されない領域による位相回復への影響を抑えることは重要となる。
数値実験においては，低周波でデータが得られない領域を欠損とし，実験データにおける電子カウントを想定した量子ノイズを設定した。HIO-ERを組み合わせたアルゴリズムを用いて位相回復しても欠損を補うことはできない。我々はアンサンブルアルゴリズムを適用し，複数の初期ランダム像からの動的サポートによる位相回復を行い，得られた弱位相回復像それぞれのフーリエ強度で，逆空間拘束条件として与えられている回折パターンの欠損部の推定値とした。動的サポートによる物体サポートの推定，そして複数の弱位相回復解からの欠損部の推定をまとめることで，個々の拘束条件不足を補う統合的な回折イメージング手法とした。その結果，良質な実像が得られることを確認した。さらには量子ノイズによる位相回復の不定性で見られたのと同様な球殻構造を確認し，その構造を逆に推定する実空間更新則も合わせて提案しその有効性を確かめた。以上を総合して回折イメージングのアルゴリズムで必要とされる要件を組み入れた統合的な手法を構成することで，回折イメージングの基盤研究としての成果をまとめることができた。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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