Written by Dirk Jan Buter

EDOF: Microscopische fotografie met scherpe beelden

EDOF: Microscopische fotografie met scherpe beelden

Geschreven door Dirk Jan Buter op 26 maart 2024. Foto door Lotte (AI).

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

SuikerspinDirk Jan Buter

Suikerspin

SuikerspinDirk Jan Buter

Tuinaarde

TuinaardeDirk Jan Buter

Tuinaarde

TuinaardeDirk Jan Buter

Hoe je de grenzen van het leven kunt overwinnen

We ervaren allemaal grenzen in het leven. Of het nu gaat om financiële, emotionele of fysieke grenzen. *Om die grenzen te overwinnen is vaak vastberadenheid en veel moed nodig*. Wil je het maximale uit jezelf halen, dan moet je veel oefenen en trainen. ## Nieuwe uitdaging Bijvoorbeeld kan je je grenzen verleggen door een nieuwe taal te leren, door je kennis van een vakgebied te verdiepen, door een verre reis te maken, door een nieuwe hobby op te pakken of door een nieuwe uitdaging aan te gaan. Welke beperking en of grenzen loop jij tegenaan en zou je aan willen werken? Welke uitdagingen spreek je met jezelf af om je grenzen te verleggen? Tot waar ga jij? Tot hoe ver kom jij? ## Grenzen verleggen *Als je uit je comfortzone stapt, voelt dit ongemakkelijk of krijg je er juist...

Zo maak je je eigen AI kloon

Het begon als een experiment; ik wilde een chatbot van de grond af opbouwen. Het hoofddoel was niet zozeer de chatbot zelf, maar meer om kennis op te doen. Al snel ging het idee van een AI-experiment naar een project met een echt doel en toepassing. Het idee kwam vanuit een TV-documentaireserie "AI Love" waaraan ik gevraagd was mee te doen. Het leek mij daarom leuk om een AI-kloon te maken die zichzelf kan trainen en op zijn beurt mij weer nieuwe dingen kan leren en assisteren in mijn dagelijks leven en mijn werk. Dit jaar gaan we dus een AI-kloon maken en jullie kunnen dit proces volgen en ook meehelpen. Ik ben al een poosje bezig en heb nu een redelijk goed overzicht van hoe het werkt. Daarom kan ik nu een goede inschatting maken voor een stappenplan. Naast het stappenplan ga ik elke re...

Gezondheid optimaliseren door technologie en lifestyle te combineren

Gezondheid is niet alleen een wens, maar een noodzaak. Het is een besef dat tot ons doordringt als we ernstig ziek zijn geweest. We negeren het belang ervan vaak tijdens periodes van goede gezondheid, wat de weg vrijmaakt voor ongezonde levensstijlen en mogelijke langdurige ziekten. Proactief aan mijn gezondheid werken is mijn manier geweest om de controle over mijn leven te nemen, met als doel een lange en gezonde toekomst. Maar de vraag blijft: leef ik echt gezond? Welke veranderingen kan ik in mijn levensstijl aanbrengen om dit te verbeteren? ## DNA-test Om deze vragen te beantwoorden, keek ik eerst naar mijn persoonlijke risico's. Ik probeerde mijn risico's in kaart te brengen met een DNA-test. Hieruit bleek dat mijn grootste risico het ontwikkelen van diabetes is. Ik denk dat...

Groener dan gras, Mosa Meat's missie naar duurzaam en vriendelijk vlees

Hamburgers die zijn gemaakt in een lab. Dat is wat kweekvlees eigenlijk is. Dit echte vlees wordt gemaakt zonder dat er een dier voor hoeft dood te gaan. Dat klinkt toch geweldig? Nou… Kweekvlees is een ingewikkeld onderwerp. De meningen hierover zijn verdeeld. Sommige mensen zijn enthousiast, maar anderen vinden het maar een raar idee. Er is helaas veel onwetendheid over kweekvlees. Daarom hielden wij een interview met Peter Verstrate, medeoprichter van Mosa Meat, die samen met zijn collega’s in 2013 de eerste kweekvleesburger presenteerde. ## Hoe ben je terecht gekomen in de voedingswetenschap? “Mijn oudere broer studeerde voedingstechnologie op de hogeschool. Ik had vwo gedaan, dus ik kon naar de universiteit in Wageningen. Ik heb daar de studie levensmiddelentechnologie ge...

De mind machine: AI en bewustzijn verkennen

Heb je je ooit afgevraagd of machines net als wij zouden kunnen denken en voelen? Welkom in de futuristische wereld van kunstmatige intelligentie (AI). Wetenschappers onderzoeken of machines een eigen 'geest' kunnen hebben en de wereld kunnen begrijpen zoals wij dat doen. Dit artikel duikt in hoe AI zich ooit als mensen zou kunnen gedragen en wat dat voor ons betekent. Onze hersenen zijn behoorlijk verbazingwekkend. Ze onthouden dingen en helpen ons verschillende ideeën met elkaar te verbinden, zoals het koppelen van een liedje aan een fijne herinnering. Dit vermogen, associatief geheugen genoemd, helpt ons beslissingen te nemen op basis van eerdere ervaringen. *Stel je voor dat AI hetzelfde zou kunnen doen, dingen zou kunnen onthouden en die herinneringen zou kunnen gebruiken om problem...

Een innovatieve toekomst met senator Sanders?

Veertig jaar lang bent u een voorvechter van de goede zaak geweest, een man op de barricaden. U heeft uw hele politieke leven gewijd aan de strijd voor de arbeider en tegen de hebzucht van het grote kapitaal. Maar vandaag, op het meest cruciale kruispunt in de menselijke geschiedenis, bent u blind. U kijkt naar kunstmatige intelligentie (AI) en ziet een vijand. U ziet Big Tech, u ziet miljardairs, en uw reflex is om de vooruitgang te belasten, te vertragen en een halt toe te roepen. Maar senator, hoor deze harde waarheid: u voert een oorlog uit de vorige eeuw. U zit gevangen in een industriële mentaliteit uit de jaren zeventig, toen de fabriekspoort de grens van de wereld markeerde. Door die verouderde bril ziet u AI als een dief die banen steelt. De realiteit is echter dat AI de sleut...