Posílení nekoherentního kvantitativního fázového zobrazování zavedením rekonstrukce trojrozměrného obrazu
Cíle projektu
Holografické kvantitativní fázové zobrazování s nekoherentním zdrojem světla (hiQPI) je moderní zobrazovací technika s potenciálem stát se důležitým nástrojem pro biomedicínské aplikace: zahrnuje klíčové vlastnosti mikroskopie, holografie a technik založených na rozptylu světla. Proto umožňuje zobrazovat bez použití barviv a měřit rozložení biomasy živých buněk s vysokým kontrastem. Tento projekt si klade za cíl zdokonalit hiQPI tím, že do stávajících systémů zabudujeme modalitu pro 3D zobrazování, a to bez výrazných úprav jejich konstrukce. Abychom tento cíl splnili, vyvineme metody inspirované použitím z-stacků a holografické tomografie. Poté vyvineme algoritmus pro rekonstrukci 3D obrazu, vycházející z přístupů založených na propagaci svazků a využívající strojového učení k dosažení rychlé globální konvergence, a také implementujeme potřebný hardware. Nakonec využijeme tohoto 3D hiQPI systému pro zobrazování a měření distribuce biomasy biologických vzorků. Výstupy projektu budou zahrnovat nový popis zobrazování a šíření světla v hiQPI systémech a metody 3D rekonstrukce obrazu.
Klíčová slova
Digital holographyHolographic microscopyQuantitative phase imagingThree-dimensional imagingPartial coherenceCell imagingCytometryTissue imaging
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202400001
Hlavní účastníci
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
24-12283S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Boosting incoherent quantitative phase imaging by implementing 3D-image reconstruction
Anotace anglicky
Holographic incoherent-source quantitative phase imaging (hiQPI) is a modern imaging technique with a potential to become an important tool for biomedical applications: it comprises the key qualities of microscopy, holography and light-scattering techniques, therefore enables label-free imaging and biomass-distribution measurement of living cells with high contrast. This project aims to perfect hiQPI by building 3D-image reconstruction modality into the existing systems, without significant modifications of their setups. To meet this objective, we will develop methods inspired by z-stacking and holographic tomography. Then, we will develop a 3D image-reconstruction algorithm, arising from propagation-based approaches and using machine learning to achieve rapid global-minimum convergence, and implement necessary hardware. Finally, we will employ the achieved 3D hiQPI system for imaging and biomass-distribution measurement of biological experiments. The project outcomes will include novel description of imaging and light propagation in hiQPI devices and 3D image-reconstruction methods.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)BH - Optika, masery a lasery
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2024
Ukončení řešení
31. 12. 2026
Poslední stav řešení
B - Běžící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
29. 2. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
5 860 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
5 658 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
202 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
5 860 tis. Kč
Statní podpora
5 658 tis. Kč
96%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Optics (including laser optics and quantum optics)
Doba řešení
01. 01. 2024 - 31. 12. 2026