學位論文

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Subject: search.filters.subject.數位全像顯微鏡

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    以菲涅耳轉換及相位展開為基礎之數位全像顯微鏡在FPGA上之實現
    (2012) 莊子昕
    本論文旨在提出一硬體架構可以將數位全像片還原成原始影像相位圖，此硬體架構適用於嵌入式的數位全像顯微鏡(Digital Holographic Microscopy, DHM)系統，能夠加快運算來即時取得正確的還原全像影像。 本硬體架構採用皆以快速傅立葉轉換(FFT)為基礎的菲涅耳轉換搭配相位展開法則演算法來達到全像圖重建的目的。其中快速傅立葉轉換為高複雜度計算，對於一些需要即時顯示還原影像的應用往往會遇到很大的困難，因此本論文使用硬體電路架構來執行相關運算，以克服一般嵌入式系統上運算能力的限制，以縮短相位重建影像運算所需要花費的時間。另外，為克服硬體常見精確度不足問題，本硬體電路中大多使用IEEE 754浮點數格式來提升計算的精確度。 最後我們以現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array ,FPGA)為開發平台實現並實際測量硬體電路的資源消耗以及運算時間；實驗的結果顯示了本論文所提出的相位展開法則硬體架構能夠得到正確的還原結果，並且有效的降低還原相位圖運算所需要花費的時間以及擁有低硬體資源消耗的優點，因此適合使用於嵌入式的DHM 系統。
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    適用於高維度影像之相位展開法則電路設計
    (2011) 程士彰
    本論文旨在提出一個相位展開法則硬體電路架構，此硬體架構適用於嵌入式的數位全像顯微鏡(Digital Holographic Microscopy, DHM)系統，能夠加速數位全像顯微鏡系統的相位展開運算來立即取得還原後的影像相位圖。本硬體架構採用以快速傅立葉轉換為基礎的相位展開法則來設計，採用此演算法的原因在於實現出來的硬體架構所需花費的硬體資源比較少，並且對於影像中受到雜訊破壞而產生誤差的影像相位數值，也有能力修正這些錯誤的相位資訊。本硬體架構主要可分為兩種單元所組成，一種是運算單元，另一種是儲存單元；其中所有的運算單元皆以管線化架構的方式實現，而記憶單元則使用on-chip RAM作為提供來源資料以及儲存計算途中的暫時資料或是計算完畢的最終結果。 最後我們以現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array ,FPGA) 為開發平台實現並實際測量硬體電路的資源消耗以及運算時間；實驗的結果顯示了本論文所提出的相位展開法則硬體架構能夠得到正確的還原結果，並且有效的大幅降低相位展開運算所需要花費的時間以及擁有低硬體資源消耗的優點，因此適合使用於嵌入式的DHM系統。
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    以JAVA程式語言為基礎開發適用於數位全像顯微鏡系統之網路服務
    (2013) 董任軒
    本論文探討如何利用JAVA程式語言，針對數位全像顯微鏡系統(DHM，Digital Holographic Microscopy)，開發出一個網路服務，並設計使用者介面，供給非資訊工程相關科系的研究者也能容易進行設定和操作。 一般數位全像顯微鏡系統的實驗，必須經由收集樣本、保存在低溫環境中、運送回實驗室主機分析等數個階段，整個過程耗時費力，若是在戶外進行觀察，運送途中更容易因溫度和路程，使樣本受到破壞，造成誤差。而且根據文獻[1]，未來的數位全像顯微鏡系統將趨向於可攜式，所以若是能利用JAVA程式語言跨平台的特性，整合實驗室主機和可攜式數位全像顯微鏡裝置，開發出網路服務，透過連結網路，就可以即時獲得檢測資訊。