Subpixelgenaue Bewegungsschaetzung zum Ausgleich des Gewebewachstums in biologischen In-Vivo Zeitverlaufsexperimenten

ALBERT-LUDWIGS-UNIVERSITÄT FREIBURG
INSTITUT FÜR INFORMATIK
Lehrstuhl für Mustererkennung und Bildverarbeitung
Prof. Dr.-Ing. Hans Burkhardt

Georges-Köhler-Allee 52, Raum 01-029,
D-79110 Freiburg, Tel. +49 761 203 8260

Der Lehrstuhl für Mustererkennung und Bildverarbeitung bietet eine

Diplom-/Studienarbeit
(Master thesis/Student research project)

an, mit dem Thema

Subpixelgenaue Bewegungsschätzung zum Ausgleich des Gewebewachstums in biologischen In-Vivo Zeitverlaufsexperimenten

Zeitverlaufsaufnahmen biologischer Strukturen erlauben völlig neue und spannende Einblicke in die Entwicklung verschiedenster Organismen und erlauben Hypothesen über beteiligte Botenstoffe und Signalwege. Insbesondere im Bereich der embryonalen Stammzellenforschung in Tier- und Pflanzenwelt gibt es eine Reihe ungelöster Fragen, die erst über entsprechende zeitaufgelöste Analysen und theoretische Modellierung der beobachteten Dynamik geklärt werden können.

Eine der vielversprechendsten Aufnahmetechniken, die erlaubt lebende Organismen in 3-D+t zu analysieren ist die konfokale Laser-Scanning Mikroskopie (CLSM). Dabei scannt ein Laser die fluoreszierende Probe ab und ein Photomultiplier empfängt über die Mikroskopoptik das fluoreszent emittierte Licht. Die Geschwindigkeit dieses Scanvorgangs ist durch die minimale Integrationszeit pro Voxel beschränkt, so dass ein sich entwickelnder Organismus zwischen Beginn und Ende der Aufnahme eine nicht unbeträchtliche Bewegung vollzogen haben kann (siehe Abbildung).

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Algorithmus, der in der Lage ist dieses Wachstum zu modellieren und die damit verbundenen ,,Aufnahmefehler'' zu korrigieren um aus der zeitlich ausgedehnten Aufnahme möglichst ein statisches Bild zurückzurechnen, auf dem morphologische Analysen durchgeführt werden können.

Aufgaben:

Literaturrecherche
Grobe Schätzung stetiger, invertierbarer Deformationsfelder innerhalb einer 3-D Zeitverlaufsaufnahme
Ausnutzung des Deformationsfeldes zur Erzeugung einer synthetischen, quasi-statischen 3-D Aufnahme

Kandidaten: Studenten der Physik, Informatik oder Mathematik.
Grundkenntnisse in C++ werden empfohlen.

Ansprechpartner:

Betreuer: Thorsten Schmidt
Raum: 052-01-21
Tel.: +49 761 203 8266
e-mail: tschmidt@informatik.uni-freiburg.de

Juni 2008