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Inhaltsangabe:Problemstellung: Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der die Auswertung von mikroskopischen Fokusserien, bezüglich der Oberflächenform des Objektes, mit einem Regressionsverfahren bei minimalem Speicherbedarf und sehr hoher Auflösung ermöglicht. Verschiedene strukturierte Raster wurden auf ihre Tauglichkeit zur mikroskopischen Projektion zwecks Kontrasterhöhung untersucht. Mehrere Kontrastoperatoren wurden bezüglich ihrer Eignung für dieses Verfahren geprüft und schließlich ein kombinierter Operator entworfen, der sich im praktischen Einsatz bewährt hat. Weiterhin wurde eine Methode entwickelt, um die axiale Auflösung zu bestimmen. Anhand dieses Parameters wurde das System optimiert. Schließlich wurden die Ursachen verschiedener systematischer Meßfehler analysiert und Möglichkeiten zu ihrer Beseitigung entwickelt bzw. aufgezeigt. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Einleitung1 1.1Motivation1 1.2Geschichte1 1.3Stand der Technik2 1.3.1Laserprofilometer2 1.3.2Streifenprojektion3 1.3.3Stereoskopie3 1.3.4Laser-Scanning-Mikroskop3 1.3.5Rastersondenmikroskop3 1.3.6Konfokale Verfahren4 2.Systembeschreibung5 2.1Aufbau5 2.2Meßmethode5 2.3Strukturbeleuchtung7 2.3.1Streuscheibe9 2.3.2Diafilm-Raster9 2.3.3Chrommasken9 2.3.4Auswahl des besten Rasters10 2.4Algorithmus10 2.4.1Scharfbild-, Kontrast-, und Momentenberechnung12 2.4.2Regression13 2.4.3Speicherbedarf13 2.4.4Laufzeit14 3.Kontrastoperatoren15 3.1Lokale Kontrastoperatoren15 3.1.1Laplace-Operator15 3.1.2AND Operator17 3.1.3Sobel Operator19 3.1.4Convsobel Operator19 3.2Globale Kontrastoperatoren22 3.2.1Aufteilung der Raumfrequenzen22 3.2.2Berechnung der Grenzfrequenzen23 3.2.3Fourier-Filterung24 3.3Vergleich der Operatoren25 3.3.1Axiales Auflösungsvermögen25 3.3.2Rechenzeit26 3.3.3Signal-Mittelwert-Verhältnis27 3.3.4Bewertung28 4.Geometrische Abschätzung des Auflösungsvermögens29 4.1Das Abbildungsmodell29 4.2Verschiebung der Fokusebene30 4.2.1Mikroskop31 4.2.2Kamera32 4.3Auflösungsvermögen32 4.4Messung des axialen Auflösungsvermögens32 4.4.1Methode33 4.5Theoretisches und experimentelles Auflösungsvermögen33 4.5.1Mikroskop33 4.5.2Kamera33 5.Optimale Abtastung der Kontrastkurve36 5.1Herleitung der optimalen Abtastung36 5.1.1Modellbildung36 5.1.2Fehlerfortpflanzung37 5.1.3Dreipunktabtastung38 5.1.4Optimale Schrittweite39 5.2Genauigkeit in Abhängigkeit von der Schrittweite40 5.2.1Optimale Genauigkeit40 5.2.2Genauigkeit bei nicht [...]
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Problemstellung:Es wurde ein Algorithmus entwickelt, der die Auswertung von mikroskopischen Fokusserien, bezüglich der Oberflächenform des Objektes, mit einem Regressionsverfahren bei minimalem Speicherbedarf und sehr hoher Auflösung ermöglicht. Verschiedene strukturierte Raster wurden auf ihre Tauglichkeit zur mikroskopischen Projektion zwecks Kontrasterhöhung untersucht. Mehrere Kontrastoperatoren wurden bezüglich ihrer Eignung für dieses Verfahren geprüft und schließlich ein kombinierter Operator entworfen, der sich im praktischen Einsatz bewährt hat. Weiterhin wurde eine Methode entwickelt, um die axiale Auflösung zu bestimmen. Anhand dieses Parameters wurde das System optimiert. Schließlich wurden die Ursachen verschiedener systematischer Meßfehler analysiert und Möglichkeiten zu ihrer Beseitigung entwickelt bzw. aufgezeigt.Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:1.Einleitung11.1Motivation11.2Geschichte11.3Stand der Technik21.3.1Laserprofilometer21.3.2Streifenprojektion31.3.3Stereoskopie31.3.4Laser-Scanning-Mikroskop31.3.5Rastersondenmikroskop31.3.6Konfokale Verfahren42.Systembeschreibung52.1Aufbau52.2Meßmethode52.3Strukturbeleuchtung72.3.1Streuscheibe92.3.2Diafilm-Raster92.3.3Chrommasken92.3.4Auswahl des besten Rasters102.4Algorithmus102.4.1Scharfbild-, Kontrast-, und Momentenberechnung122.4.2Regression132.4.3Speicherbedarf132.4.4Laufzeit143.Kontrastoperatoren153.1Lokale Kontrastoperatoren153.1.1Laplace-Operator153.1.2AND Operator173.1.3Sobel Operator193.1.4Convsobel Operator193.2Globale Kontrastoperatoren223.2.1Aufteilung der Raumfrequenzen223.2.2Berechnung der Grenzfrequenzen233.2.3Fourier-Filterung243.3Vergleich der Operatoren253.3.1Axiales Auflösungsvermögen253.3.2Rechenzeit263.3.3Signal-Mittelwert-Verhältnis273.3.4Bewertung284.Geometrische Abschätzung des Auflösungsvermögens294.1Das Abbildungsmodell294.2Verschiebung der Fokusebene304.2.1Mikroskop314.2.2Kamera324.3Auflösungsvermögen324.4Messung des axialen Auflösungsvermögens324.4.1Methode334.5Theoretisches und experimentelles Auflösungsvermögen334.5.1Mikroskop334.5.2Kamera335.Optimale Abtastung der Kontrastkurve365.1Herleitung der optimalen Abtastung365.1.1Modellbildung365.1.2Fehlerfortpflanzung375.1.3Dreipunktabtastung385.1.4Optimale Schrittweite395.2Genauigkeit in Abhängigkeit von der Schrittweite405.2.1Optimale Genauigkeit405.2.2Genauigkeit bei nicht []