bakalářská práce

Vliv vlastností obrazových senzorů na kvalitu rekonstrukce kvantitativního fázového zobrazení

Text práce 8.73 MB Příloha 2.01 MB

Autor práce: Ing. Václav Šulc, Ph.D.

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Oponent: Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Abstrakt:

Tato bakalářská práce je zaměřena na šumové vlastnosti obrazových senzorů a jejich vlivu na kvantitativní fázové zobrazení. Byly nasnímány a analyzovány černé snímky dostupných kamer. Vypočítané hodnoty směrodatné odchylky šumu snímků byly použity při vytvoření umělých hologramů, z kterých byla rekonstruována kvantitativní fázová zobrazení. Z výsledků měření byla vybrána kamera Basler acA2040-180km jako nejvhodnější pro použití v holografii. Pro tuto kameru byl navržen, vyroben a  otestován efektivní systém chlazení, který šumové charakteristiky vylepšil.

Klíčová slova:

Obrazový senzor, CCD, CMOS, černý snímek, šum, kvantitativní fázové zobrazení, holografická mikroskopie, chlazený obrazový senzor.

Termín obhajoby

22.06.2016

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Fyzikální inženýrství a nanotechnologie (B-FIN)

Složení komise

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)
doc. Ing. Radek Kalousek, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Zbyněk Dostál, Ph.D.

Po obsahové a grafické stránce je práce zdařilá a je občas zatížena jazykovými nedokonalostmi. Student pracoval systematicky a důsledně. Práce je členěna logicky. Student sepsal rešerše o holografické mikroskopii a o principech záznamu digitálního obrazu. Z těchto rešerší vyšel při řešení cílů své práce. Student dobře využil svých znalostí a sestavil program pro generování hologramů, které jsou zatíženy šumem. Vhodným zpracováním hologramů získal pro kamery objektivní hodnocení, které je vztažené přímo k fázi rekonstruované vlny. Student aplikoval své znalosti 3D CADu a vytvořil konstrukčně zdařilý chladič kamery s jeho výkresovou dokumentací. Chladič otestoval za provozu a správně navrhl jeho zlepšení v podobě úpravy těla kamery pro přímé chlazení čipu. Konstatuji, že student cíle bakalářské práce splnil v plném rozsahu. Jako vedoucí práce hodnotím bakalářskou práci známkou velmi dobře/B.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: B

Posudek oponenta
Ing. Martin Antoš, Ph.D.

Cílem práce bylo proměření vlastností vybraných obrazových senzorů a vyhodnocení jejich vlivu na kvalitu rekonstrukce fázového obrazu. V úvodní části autor zmiňuje důležitost znalosti velikosti šumu optického senzoru při kvantitativním hodnocení fázové informace poskytnuté holografickým mikroskopem. V navazující části jsou popsány principy funkce a vlastnosti vybraných optických senzorů. V třetí části je popsán termoelektrický jev na němž je založeno chlazení obrazových čipů kamer. V čtvrté části student popisuje metodiku hodnocení velikosti šumu testovaných kamer s ohledem na okolní teplotu a bitovou hloubku záznamu obrazu. Poslední dvě části jsou zaměřeny na popis konstrukce a testování vodního chlazení vybrané kamery Basler.
Práce je poznamenaná překlepy a nesprávnou diakritikou a interpunkcí. Hojná absence odkazů na obrázky a formulační nepřesnosti občas ztěžují porozumění textu. Rovněž chybí odkazy na citace 35, 36 a 39.
Pan Václav Šulc provedl na základě realizovaných testů výběr senzoru vhodného pro holografický záznam. Navrhl a realizoval kombinovaný chladicí systém pro kameru Basler acA2040-180km, který spojuje účinky Peltierova článku a oběhového vodního chlazení. Na základě testovacích měření přistoupil k netradičnímu návrhu přímého chlazení CMOS čipu, které by mělo zajistit účinnější odvod tepla. K předložené výkresové dokumentaci chlazení kamery Basler nemám vážnější připomínky.
Konstatuji, že cíle práce byly splněny v plném rozsahu. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji známkou velmi dobře / B.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací D
Otázky k obhajobě:
  1. Při jakých teplotách byly testovány jednotlivé kamery uvedené v tabulce 4.4 ?

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová