Dirk Jan Buter's
Aspiring Innovators Magazine

donderdag 4 april 2024

EDOF: Microscopische fotografie met scherpe beelden

Wauw, ik zie vaak microscoopclose-upbeelden op mijn tijdlijn met verbazingwekkende scherpte. Hoe is dit mogelijk? Als ik dat met mijn microscoop wil, krijg ik maar een beperkte scherptediepte.
De truc zit hem in de Extended Depth-Of-Focus- of EDOF-technologie. Dit kun je bereiken met geavanceerde lenzen of software. In dit artikel duiken we in deze technologie en proberen we er zelf een softwareprogramma voor te schrijven.

Uitleg EDOF-technologie

Microscopen hebben vaak een kleine focus, waardoor slechts een deel van de vergroting duidelijk zichtbaar is, de rest is onscherp. Met EDOF maken geavanceerde lenzen of software met een speciaal algoritme het brandpuntsgebied groter, waardoor je een volledig dieptebereik krijgt.

Focusstapeling

Focus stacking is een techniek die wordt gebruikt om EDOF te bereiken. Met deze methode creëren we een korte video met verschillende focusafstanden. Het algoritme analyseert elk frame, identificeert de scherpste gebieden en combineert deze tot een samengesteld beeld met een grotere scherptediepte.

Contrastmeettechniek

We vergelijken het contrast per pixel met de 24 omringende pixels. Een hoog contrastverschil kan een scherpe overgang of rand zijn. Deze informatie is essentieel bij het selecteren van de gebieden die in het uiteindelijke samengestelde beeld moeten worden opgenomen.

Implementatie

Als we gedetailleerder bekijken hoe EDOF kan worden bereikt met behulp van C-taalcode, gebruiken we de focus-stacking-methode om videoframes samen te voegen van een microscoopglaasje dat op verschillende focusafstanden is genomen om een EDOF-beeld te creëren. De code berekent het contrast van elke pixel door de intensiteitsvariaties tussen de centrale pixel en de vierentwintig omringende pixels te analyseren. Vervolgens kiest het voor elke pixel de afbeelding met het hoogste contrast en combineert deze om de uiteindelijke samengestelde afbeelding te vormen.

Voorbeeldtoepassing

Onze eigen GitHub bevat voorbeeldcode, die we in de voorgaande stappen hebben doorlopen. Dit is een plug-in, AV-Filter-EDOF (1), voor de AV-Viewer (2). Naast de viewer is ook de AV-Filter-Player (3) vereist om video's te openen.

Interpolatie

Hoewel deze softwaretechniek prachtige foto's kan opleveren, is deze niet voor elke situatie geschikt. Een lichte schittering kan bijvoorbeeld het beeld verpesten. Ook zou de software verder ontwikkeld kunnen worden door interpolatie toe te passen voor de tussenliggende pixels. Als je dit wilt, bent je vrij om de software naar wens aan te passen.

Afbeeldingen met scherpe focus en details

Uitgebreide scherptedieptetechnologie breidt de microscoopmogelijkheden uit. Met behulp van focus stacking en contrastmetingstechnieken kunnen we prachtige beelden creëren met scherpe focus en details met een grotere scherptediepte. Overweeg dus EDOF om duidelijke, gedetailleerde foto's te maken voor je volgende onderzoek.

Suikerspin

Suikerspin

Tuinaarde

Tuinaarde

Comment

Doe mee en reageer op dit artikel via onze Discord (1) of via onze Facebook (2) of LinkedIn (3) groepen!

Volgende

Inhoudsopgave

Vergroot je kennis met onze voordelige abonnementen!

Word lid en krijg toegang tot het volledige archief, bonuscontent, digitale kopie van elk nummer en/ of een papieren versie per post, een uitgebreidere collectie artikelen en/ of video's over technologie voor persoonlijke ontwikkeling. Kies één van de abonnementen die het beste bij jouw situatie past.

Contactpersoon & Advertentieverkoop: Dirk Jan (+31628860414)
Eindredactie: Dirk Jan
Redactie: Dirk Jan Lotte (AI) Of zie de bijschriften bij de artikelen.
Fotografie: Dirk Jan Lotte (AI) Of zie de bijschriften bij de foto's.