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三維壓縮取樣法應用在處理斷層式數位全像顯微系統 之3D Apple Core與取樣失真

為了解決aio電腦缺點的問題，作者簡晟凱 這樣論述：

光學實驗當中，依據實驗物體以及入射光波長而調整實驗結構以及特性，主要分成為兩主實驗方式，一種為實驗物體固定並多次改變投射於物體的光線角度稱為(Beam rotation)，另一種則是將投射光線的位置角度固定，旋轉的是實驗物體本身稱為(Simple rotation)，本實驗則使用前者的實驗概念來進行，斷層式數位全像顯微系統(Tomography Digital Holographic Microscopy, TDHM)使用單一可改變角度的光源照射在實驗物體上，此系統具有光學入射角特性，而產生不同角度之散射場與參考光做干涉，最後使用感光耦合元件相機(Charge Coupled Devic

e camera, CCD camera)儲存干涉條紋於電腦中。基於光學繞射特性物體資訊經過傅立葉轉換後於頻率域上會有部分資訊無法取得，便產生外型類似蘋果核的影像失真(3D Apple core distortion)。 為了解決在TDHM架構當中所產生的3D Apple core distortion本文利用壓縮感知(Compressive Sensing ,CS)的架構來做取樣以及重建，但因為CS演算法在重建影像時需要的計算量以及儲存空間都相當大，為了解決此問題本文針對的取樣過程做了調整，連續角度取樣的光學實驗需要記錄各個角度取到的資料，相對需要大量的空間儲存，為了降低取樣的資料量而設定

了角度間距來紀錄，目的為減少取樣樣本且同時可以留下重要資訊，不過這樣的數位取樣方式會對物體造成取樣上的失真(Sample distortion)，而實際光學實驗當中還會遇到環境、拍攝儀器對物體造成的雜訊影響，也針對這部分做了雜訊模擬(Noisy)。為同時解決此以上缺點，使用CS重建演算法並搭配兩步迭代收縮/閥值法(Two-Step Iterative Shrinkage/ Thresholding, TWIST)的數學模型讓重建過程能夠更加快速。