2013 Fiscal Year Research-status Report
波長多重ホログラフィック内視鏡による細管内形状・分光計測システムの開発
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24560521
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
横田 正幸 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (80323335)
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| Keywords | 直管内計測システム開発 / カラーディジタルホログラフィ / GPGPU |
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| Research Abstract |
H25年度は直管内の測定を中心に行った。実験では新たにDPSS光源を追加し，三原色の波長を光源として用いることにより，フルカラーディジタルホログラフィによる管内表面の可視化を実現した。また，リアルタイム計測にとっては測定データを高速に処理することが望まれる．そこで，管内での円錐鏡の位置ずれを実験結果から推定できるアルゴリズムを新たに開発した．その結果，従来法よりも数百倍程度位置ずれ処理を高速化することに成功した．
また，同時にプラスチックイメージガイドを用いたホログラム伝送化も検討し，管内計測への適用性も検討した．その結果，USAFターゲットを用いて伝送されたホログラムの再生像を評価したところ，位相シフト法を用いた同軸配置においては，再生像が10lp/mm程度の分解能を持つことが分かった．これはシミュレーションによる計算ともよく一致した．しかし，軸外し配置を用いた場合では，イメージガイド内を伝搬する参照光と物体光との間に伝搬モードの違いにより生じる位相差が新たに重畳されるために，ホログラム記録が著しく劣化し，良好な再生像を得ることができないことが分かった．
さらには，測定結果を高速に表示するために，GPGPUを持ちた並列計算処理を導入する検討も行った．現在では，位相接続処理をGPGPUにより高速化するまでのソフト開発が行われている段階である．
上述した３つの点において大きな進展が得られている．
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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
概要で示したように，フルカラー化による分光計測の実現と，二波長法による形状計測が実現できており，また，従来の円錐鏡位置ずれによる補正計算を，新たなアルゴリズムの開発により数百倍に高速化している．また，同時にイメージガイドを用いたホログラム伝送においても，その再生像の実験的評価，および数値計算による評価を行い，イメージガイドによるホログラム伝送の可能性の検討も進んでいる．さらには，GPGPUを用いたへ入れいつ計算処理も導入準備が進んでおり，当初計画に近い状況で研究が進んでいることが分かる．
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のように光源のフルカラー化をさらに進めて，データ取得の高速化を検討する．また，円錐鏡を直管内で操作する際に，自動ステージを用いた測定自動化も検討する．ヘッド化は予算的な面や技術的な面で実現化が難しいが，それ以外の要素研究であるイメージガイドによるホログラム伝送の評価，およびGPGPUによる高速計算処理の導入を進めていくつもりである．ヘッド化までは実現できなくても，直管内の操作計測が実現できるように研究を進めていく方針である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究の進捗的には予定通りであるが，使用機器は当初予定よりも安くなった部分もあり，そのため差額が生じている．また，他の経費により購入した物品なども使用できるため，当初予定よりも少ない金額となっている．
なるべく予算を節約するために，購入物品を安く抑えている．その分の差額により研究で必要になったものを新たに購入する予定である．特に実験研究の場合は，当初想定しないような結果が出ることなどがあるため，なるべく研究を進めてから，本当に必要になった物品を購入する．
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