學位論文
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Item 以FPGA實現可自動對焦之 3D數位全像重建系統(2014) 林烝祺本論文主要目的為在FPGA(Field Programmable Gate Array)平台提出一個硬體電路架構以實現全像圖的3D影像重建，此架構提供3D影像還原其相位所需的繞射計算以及相位展開功能，並且能夠對影像還原的焦距進行自動校正。此架構具有兩大優勢，其一為解決現存以GPU為主的3D影像還原系統功率消耗較高的缺點。其二為提供大多3D影像重建系統缺少的自動焦距校正功能。此架構中利用硬體進行菲涅耳轉換(Fresnel Transform)以執行繞射計算，自動焦距校正的部分則使用Normalized Variance數值來評估不同焦距下的影像清晰度。 在論文中我們將以FPGA來實現上述之硬體架構，並實際量測此架構執行之效能與功耗，根據實驗結果，本論文提出的架構較GPU或其他實現方式更具有可攜性、低功率消耗以及高速計算的優點。對於嵌入式數位全像顯微鏡(Embedded Digital Holographic Microscopy)等相關應用下是相當適合的設計架構。Item Item 以餘弦轉換相位展開硬體電路為基礎的自動對焦3D數位全像重建系統之研究(2016) 許書豪; Hsu, Shu-Hao本論文旨在於FPGA ( Field Programmable Gate Array ) 平台設計實現可自動對焦3D數位全像重建系統之硬體。 本論文之基礎建立於全像術的使用，記錄觀測樣本之相位與振幅資料，並利用本系統進行3D重建。在全像圖顯微鏡等…的應用中，可能於觀測過程中更換樣本，且需手動調整正確焦距並重建清晰影像，較耗費人力成本及時間，因而突顯出本系統自動對焦之重要性。 本系統之全像重建流程主要使用菲涅耳轉換( Fresnel Transform )進行不連續相位重建，並使用DCT-based最小均方演算法( DCT-based minimum mean square algorithm )進行相位展開、還原物體之真實連續相位，再根據重建之影像進行數值評估( Normalized Variance )，以最高清晰度作為重建之焦距依據並進行正確焦距之重建。此外，本論文也使用諸多I/O技術，降低調整焦距時重複使用原始影像傳送的時間，提升本系統還原更大尺寸全像圖之能力，進而增加系統效能。 本論文之實驗數據與效能分析顯示本系統還原大尺寸全像圖之能力與正確性。採用以餘弦轉換為基礎的相位展開法則提供更具競爭力的還原時間。 透過本系統於FPGA上與運行於個人電腦之MATLAB軟體還原程式做兩者間之比較，可得知本系統於FPGA上之還原時間遠低於MATLAB軟體還原時間；另一方面，本系統之功率消耗運行於FPGA也遠低於軟體運作於CPU上。 關鍵字：FPGA、自動對焦、全像重建、餘弦轉換