Automatizovaná rekonstrukce reliéfu v mikroskopii

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací metody pro automatizovanou rekonstrukci povrchového reliéfu v mikroskopii pomocí skládání zaostřených oblastí (focus stacking). Z vícesnímkové série pořízené skenovacím elektronovým mikroskopem (SEM) jsou na základě gradientové metriky a analýzy průběhu ostrosti určeny zdrojové body, které tvoří řídkou hloubkovou mapu. Ta je interpolována pomocí Laplacovy matice za účelem získání husté hloubkové reprezentace vhodné pro 3D rekonstrukci. Součástí řešení je automatizace procesu snímání, registrace obrazů i detekce ukončení akvizice na základě vývoje ostrosti. Výsledný algoritmus byl ověřen na reálných datech a prokázal schopnost přesné a robustní rekonstrukce bez nutnosti ručního nastavování parametrů.

This thesis presents the design and implementation of a method for automated surface relief reconstruction in microscopy using focus stacking. From a multi-image series acquired by a scanning electron microscope (SEM), source points are identified based on a gradient-based sharpness metric and sharpness profile analysis. These points form a sparse depth map, which is then interpolated using the Laplacian matrix to obtain a dense depth representation suitable for 3D reconstruction. The proposed solution includes automation of the image acquisition process, image registration, and detection of acquisition termination based on the evolution of sharpness. The resulting algorithm was validated on real-world data and demonstrated the ability to perform accurate and robust reconstruction without the need for manual parameter tuning.