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光の干渉を用いて散乱体の向こう側の物体を可視化する技術

研究課題

研究課題/領域番号 17K05083
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関立命館大学

研究代表者

渡邉 歴  立命館大学, 理工学部, 教授 (90314377)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード干渉 / ディジタルホログラフィ / 散乱 / 拡散 / スペックル / 機械学習 / ディープラーニング / 位相共役 / 複素振幅 / 散乱イメージング / ディジタルホログラフィー / すりガラス
研究成果の概要

生体組織,霧,不透明なガラスのような散乱または拡散媒体を通して画像化する技術が注目を集めている.散乱媒体,拡散媒体は,透過画像の品質を著しく低下させるため,光を用いて散乱媒質や拡散体の奥の物体の可視化は難しく技術が限られている.本研究では,光の干渉ならびに機械学習により拡散板の奥に置かれた物体を広視野で可視化することを目的とした.光の干渉を利用して拡散板による影響を除去し,物体の再構成を行い,再構成画像への影響を画像のコントラストを用いて定量的に示した.また、ディープラーニングにより,拡散媒体または散乱媒体を通過した物体像を推定した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,光の干渉ならびに機械学習により拡散板の奥に置かれた物体を広視野で可視化することを示した.拡散板の事前情報が必要となるが,本研究成果により、今後は曲がり角の奥や障害物の背後にある物体の画像化が可能になる。この技術を応用することにより、生体内部の可視化の観点からは医療分野に、防犯や自動運転における事故防止に活かせることができる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Lensless digital holographic imaging through diffusive glass with different diffusion angles2019

    • 著者名/発表者名
      Fumito Araki, Hidenobu Arimoto, and Wataru Watanabe
    • 学会等名
      PIE Technologies and Applications of Structured Light, Biomedical Imaging and Sensing Conference, BISC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Looking through diffusive glass by digital amplitude/phase correction2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Watanabe, Soichiro Tabata, Fumito Araki, Hidenobu Arimoto
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レンズレスディジタルホログラフィーによる拡散板を通した物体の強度分布再生2019

    • 著者名/発表者名
      荒木郁斗、田畑蒼一朗、有本英伸、渡邉 歴
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2019― Osaka ―
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reconstruction of complex amplitude of modifications by digital holography through a transparent or opaque glass2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Watanabe
    • 学会等名
      Progress in Ultrafast Laser Modifications of Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reconstruction of complex amplitude by lensless phase-shift digital holography through an opaque glass plate2018

    • 著者名/発表者名
      Akinori Igarashi, Hidenobu Arimoto, and Wataru Watanabe
    • 学会等名
      SPIE Technologies and Applications of Structured Light, Biomedical Imaging and Sensing Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 位相シフトディジタルホログラフィーによるすりガラスの奥の物体の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉 歴,荒木郁人
    • 学会等名
      平成30年第4回 ホログラフィック・ディスプレイ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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