| 研究課題/領域番号 |
20K04517
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
中野 和也 宮崎大学, キャリアマネジメント推進機構, 助教 (80713833)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | スペックル / 光伝搬モンテカルロ法 / 位相回復 |
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| 研究実績の概要 |
レーザー光源や自動回転ステージ，カメラなどを用いて，対象散乱媒質のスペックル画像の相関を求める実験系を構築した．このシステムを用いることで，サンプルとなる散乱媒質が持つ光学的メモリー効果について調査することができるようになった．
また，ファントムの厚さを変えることができるように，液体シリコーン固化用の型を設計及び製作した．ファントム固化用の型は，固化されたシリコーンを容易に取り出すことができるように工夫されており，複数のファントムを作製する手間や時間を大幅に短縮することができる．積分球と分光計を用いて対象物体の分光反射率，分光透過率を計測し，それらのデータを用いて逆光伝搬モンテカルロシミュレーションにより対象内の吸収係数と等価散乱係数を推定することは既にできているので，今後はファントムだけでなく他の生体サンプルの光学特性も求める．
画像再構成に必要な位相回復アルゴリズムプログラムもHIOだけでなくERも導入し，撮影したスペックル画像から比較的良好な再構成像を得ることができた．本手法における位相回復では周辺減光以外の前処理も非常に重要であり，それらにより求めたい解に収束するかどうかが大きく影響する．これら前処理の最適なパラメータは画像サイズによっても変わることから，使用するカメラごとに検討する必要があることが分かった．さらに，位相の収束性については，改良する余地があるため，引き続き次年度の課題としたい．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
レーザー光源や自動回転ステージ，カメラを用いて対象物体のスペックル相関を求める実験系を構築しており，次年度の実験の準備もできている．さらに、厚さの異なるシリコーンファントムを複数同時に製作できるように，ファントム固化用の型を設計及び製作している．固化されたシリコーンを容易に取り出すことができるように工夫されており，実験に伴う手間や時間を短縮することにつながっている．
位相回復については，プログラムのチューニングや最適なパラメータを模索した．さらに，位相回復の成否は周辺減光などの前処理が大きく影響しており，該当するパラメータを細かく変更することで検証し一定のノウハウを取得するに至った．また，位相回復はノイズなどの影響により解の収束性が不十分になるなどの問題もあり，その点についても検討が必要であると感じた．
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| 今後の研究の推進方策 |
作製したファントムを用いて，複数の波長でスペックル相関について調査する．その際，レファレンスとして，グリッドの異なる拡散板を用いてスペックル相関を求め，ファントムの結果と比較する．さらに，複数の生体サンプルも用意し，同様に比較する．生体サンプルとしては，例えば，牛や鶏の肉や脂肪，皮膚，小動物の頭骨などが考えられる．位相回復については，引き続き前処理やパラメータの最適化などを検討していく．
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