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最適化に基づくホログラム画像処理フレームワークの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19K20293
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関金沢大学

研究代表者

遠藤 優  金沢大学, 機械工学系, 助教 (50803293)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードホログラフィ / 画像処理 / 画像再構成 / 最適化
研究開始時の研究の概要

ホログラフィと画像処理を組み合わせた計測技術(DH: Digital Holography)では,画像処理が複雑化・多様化し,その開発に要するコストの増大が問題となっている.本研究では,DHシステムにおける画像処理を最適化問題として統一的に扱う手法を提案し,スケーラブルかつ高性能なホログラム画像処理フレームワークの構築を目指す.また開発したフレームワークを様々なDHシステムに応用し,その有用性を実証する.

研究成果の概要

ホログラフィと画像処理を組み合わせた計測技術であるデジタルホログラフィでは,光学系に応じて画像処理システムを設計する必要があり,高性能な画像処理システムの開発に要するコストが増大している.本研究では,デジタルホログラフィにおける画像処理を最適化問題として統一的に扱うことで,スケーラブルかつ高性能なホログラム画像処理フレームワークの構築に取り組んだ.近接分離に基づく反復最適化アルゴリズムを用いたホログラム画像処理フレームワークを開発し,インラインホログラフィや単一画素ホログラフィックイメージングに適用し,その有効性を検証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

デジタルホログラフィは対象の3次元情報をレンズレスで取得できる技術であり,広視野・高分解能・高速な3次元観察を実現できる技術として幅広い分野で活用されている.特に,コントラストの低い透明試料を染色せずに観察できるため,生命科学や医療分野での活用が期待されている.本研究で開発したフレームワークは,デジタルホログラフィに基づく計測システム全般で広く活用でき,その画像処理システム開発の容易化・高性能化に貢献するものである.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Color single-pixel digital holography with a phase-encoded reference wave2019

    • 著者名/発表者名
      Endo Yutaka, Tahara Tatsuki, Okamoto Ryo
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 58 号: 34 ページ: G149-G149

    • DOI

      10.1364/ao.58.00g149

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiwavelength-selective phase-shifting digital holography without mechanical scanning2019

    • 著者名/発表者名
      Tahara Tatsuki, Endo Yutaka
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 58 号: 34 ページ: G218-G218

    • DOI

      10.1364/ao.58.00g218

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シングルピクセルホログラフィによる複数波長センシング2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤 優, 田原 樹, 岡本 亮
    • 学会等名
      2021年第1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
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 物体認識タスクに最適化した単一画素カメラの性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      中島 凱, 遠藤 優
    • 学会等名
      Optics and Photonics Japan 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 単一画素カメラにおける空間変調パターンの物体認識に対する最適化2020

    • 著者名/発表者名
      中島 凱, 遠藤 優
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RGB 照明を用いたカラーシングルピクセルディジタルホログラフィ2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤 優, 田原 樹, 岡本 亮
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械走査部の無い波長選択位相シフトディジタルホログラフィック顕微鏡システム2019

    • 著者名/発表者名
      田原 樹, 遠藤 優
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 波長依存位相変調を用いた複数波長シングルピクセルディジタルホログラフィ2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤 優, 田原 樹, 岡本 亮
    • 学会等名
      Optics and Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ホログラフィにおけるシングルピクセルイメージングの活用2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤 優, 田原 樹, 岡本 亮
    • 学会等名
      Optics and Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 波長選択抽出位相シフト法に基づく複数波長定量位相イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      田原 樹, 遠藤 優, 涌波 光喜, Boaz Jessie Jackin, 市橋 保之, 大井 隆太朗
    • 学会等名
      令和元年第3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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiwavelength holographic image sensing of various light2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Tahara, Yutaka Endo, Koki Wakunami, Boaz Jessie Jackin, Yasuyuki Ichihashi, Ryutaro Oi
    • 学会等名
      The 9th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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