УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДІВ ТРИВИМІРНОЇ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ МОРФОЛОГІЧНИХ ОЗНАК ФАЗОВИХ МІКРООБ′ЄКТІВ

Анотація

У роботі запропоновано використання методів фізичного та математичного тривимірного моделювання фазових мікрооб’єктів, зокрема еритроцитів крові, з метою визначення їх морфологічних змін. Докладно розглянуто методи цифрової обробки сигналів на основі подвійного перетворення Фур’є, з накладанням смугового фільтру, метод відновлення тривимірної форми об’єктів за двовимірними знімками та метод спектрального аналізу при обробці отриманих відеоданих. Для експериментального дослідження запропонованих методів була розроблена принципова оптична схема пристрою відображення цифрового зображення мікрооб’єктів з покращеними експлуатаційними характеристиками. На основі габаритного й абераційного розрахунків були обрані оптимальні за оптичними показниками елементи і зібрано експериментальний стенд. Були отримані інтерференційні цифрові знімки еритроцитів крові людини в нормі та змінених під дією осмотичного тиску, знімки клітин периферичної крові на просвітлення трьома видами когерентного випромінювання. Для реалізації тривимірного моделювання розроблено програму на мові Pythonіз використанням бібліотек Numpy и Open CV та програма, що дозволяє будувати і візуалізувати тривимірні моделі по двовимірним знімкам, яка працює під управлінням ОС Windows, написана на мові С ++. Для виведення 3D моделей використовується бібліотека DirectX і графічний прискорювач. Запропонований метод візуалізації тривимірних моделей по двовимірним знімкам дає можливість змінювати масштаби поверхні і використаний тип проекції, працювати у реальному масштабі часу в інтерактивному режимі. Використання методу спектрального аналізу з обробкою зображень еритроцитів на просвітлення, отриманих у трьох частотних діапазонах когерентного світла, після подальшої кореляції отриманих результатів дозволив значно підвищити точність визначення його морфологічних параметрів. Загалом,запропоновані вдосконалені методи дозволяють використовувати їх для визначення стану плазматичних мембран еритроцитів крові з метою оцінки можливих патологій, що підвищить  ефективність методів лабораторної діагностики.