Adaptive Filters for 2-D and 3-D Digital Images Processing

Práce se zabývá adaptivními filtry pro vizualizaci obrazů s vysokým rozlišením. V teoretické části je popsán princip činnosti konfokálního mikroskopu a matematicky korektně zaveden pojem digitální obraz. Pro zpracování obrazů je volen jak frekvenční přístup (s využitím 2-D a 3-D diskrétní Fourierovy transformace a frekvenčních filtrů), tak přístup pomocí digitální geometrie (s využitím adaptivní ekvalizace histogramu s adaptivním okolím). Dále jsou popsány potřebné úpravy pro práci s neideálními obrazy obsahujícími aditivní a impulzní šum. Závěr práce se věnuje prostorové rekonstrukci objektů na základě jejich optických řezů. Veškeré postupy a algoritmy jsou i prakticky zpracovány v softwaru, který byl vyvinut v rámci této práce.The thesis is concerned with filters for visualization of high dynamic range images. In the theoretical part, the principle of confocal microscopy is described and the term digital image is defined in a mathematically correct way. Both frequency approach (using 2-D and 3-D discrete Fourier transform and frequency filters) and digital geometry approach (using adaptive histogram equalization with adaptive neighbourhood) are chosen for the processing of images. Necessary adjustments when working with non-ideal images containing additive and impulse noise are described as well. The last part of the thesis is interested in 3-D reconstruction from optical cuts of an object. All the procedures and algorithms are also implemented in the software developed as a part of this thesis.

Mathematical Principles of Object 3D Reconstruction by Shape-from-Focus Methods

Shape-from-Focus (SFF) methods have been developed for about twenty years. They able to obtain the shape of 3D objects from a series of partially focused images. The plane to which the microscope or camera is focused intersects the 3D object in a contour line. Due to wave properties of light and due to finite resolution of the output device, the image can be considered as sharp not only on this contour line, but also in a certain interval of height-the zone of sharpness. SSFs are able to identify these focused parts to compose a fully focused 2D image and to reconstruct a 3D profile of the surface to be observed