DE102005030899B3

DE102005030899B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Objekterkennung

Info

Publication number: DE102005030899B3
Application number: DE102005030899A
Authority: DE
Inventors: Dominik Giel
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-07-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Objekterkennung mit einer Bilderfassung und sich anschließender Objekterkennung auf Basis eines komplexwertigen Wellenfeldes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Objekterkennung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Objekterkennung, bei denen ein zu analysierendes Objekt mit geringer Lichtabsorptionsrate in Transmission beleuchtet, abgebildet und erkannt werden soll.

Es ist allgemein bekannt, dass die Ausbreitung von Licht durch eine dreidimensionale Funktion beschrieben werden kann. Im allgemeinen Fall ist dies eine vektorwertige Funktion, die sechs Komponenten besitzt (drei Komponenten des elektrischen, drei Komponenten des magnetischen Feldes). Die Komponenten erfüllen das Gleichungssystem der Maxwellschen Gleichungen. Ein besonders einfach zu beschreibender Spezialfall liegt vor, wenn der elektrische bzw. magnetische Feldvektor stets parallel zu einem bestimmten Vektor liegt, was z.B. durch die Verwendung von linear polarisierten Lichtquellen technisch realisiert werden kann. In diesem Fall lässt sich die gesamte Lichtausbreitung durch eine komplexwertige skalare Funktion E statt durch dreikomponentige Funktionen beschreiben. Diese dreidimensionale skalare Funktion erfüllt die (skalaren) Maxwellgleichungen, die in Abwesenheit von freien Ladungen und Lichtquellen als Helmholtzgleichungen bezeichnet werden. Die skalare Beugungstheorie von Kirchhoff erlaubt die näherungsweise Berechnung der komplexen Funktion E im gesamten Raum aus ihren Funktionswerten an bestimmten Stellen.

So kann zum Beispiel das in 1 gezeigte Bild 114 eines durch eine Linse 112 abgebildeten Objektes 110 aus der Messung des komplexwertigen Wellenfeldes E an einer von der Bildebene verschiedenen Ebene 113 berechnet werden. Eine notwendige Bedingung ist dabei die komplexwertige Messung von E, die durch die digitale Holographie realisiert werden kann. Da auch das rekonstruierte Bild 110 als komplexwertige Funktion in der Bildebene beschrieben wird, wird im folgenden der Begriff des „komplexwertigen Bildes" verwendet.

Aus dem Stand der Technik sind phasensensitive Abbildungsverfahren bekannt, mit denen auch schwach absorbierende Objekte, die lediglich eine Phasenverschiebung aber keine Absorption aufweisen, abgebildet werden können. Dies ist insbesondere bei der Untersuchung lebender Zellen und anderer biologischer Objekte von Interesse. Hierzu wird die Phase eines Wellenfeldes durch geeignete optische Elemente in ein Intensitätsbild (das sogenannte ,Phasenbild') überführt.

Demgegenüber geben konventionelle Mikroskope oder auch das menschliche Auge die Intensität des durch das Objekt transmittierten Lichtes wieder, wobei das entsprechende Bild als ,Amplitudenbild' bezeichnet wird. Bei schwach absorbierenden Objekten enthält das Amplitudenbild jedoch nur wenig Information über das Objekt, wodurch eine automatische Objekterkennung von z.B. Pflanzenpollen erschwert ist.

Zur automatischen Bilderfassung werden derzeit entweder das Amplitudenbild oder das Phasenbild verwendet.

Die US 2004/0057089 A1 offenbart ein Verfahren zum Vergleichen zweier komplexer Bilder, wobei zunächst zwei komplexe Bilder aufgenommen, dann Quotienten der tiefen Ortsfrequenzen bestimmt und dividiert und das zweite Bild mit dem erreichten Ergebnis modifiziert wird, um die beiden komplexen Bilder zu vergleichen. Insbesondere wird ein Laserstrahl in Meß- und Referenzstrahl geteilt, wobei der Meßstrahl vom zu untersuchenden Bauteil reflektiert und anschließend der reflektierte Meßstrahl mit dem Referenzstrahl pixelgenau überlagert und das entsprechend interferierte Muster in einer Bildebene einer CCD-Kamera überlagert wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Objekterkennung anzugeben, mit denen auf eine Erzeugung eines Phasenbildes verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur automatischen Objekterkennung gemäß Patentanspruch 1 mit einer Erfassung eines komplexwertigen Bildes eines Objektes und einer Bestimmung zumindest eines Merkmales des Objektes durch Analyse des komplexwertigen Bildes.

Dementsprechend beruht die vorliegende Erfindung auf einer Bilderfassung in Verbindung mit einer sich anschließenden Objekterkennung auf Basis eines komplexwertigen Wellenfeldes. So kann auf die Erzeugung eines Phasenbildes, die nach dem Stand der Technik zumindest bei allen Phasenkontrastverfahren notwendig ist, verzichtet werden.

Vorteilhafterweise wird das komplexwertige Bild mittels digitaler Holographie aufgezeichnet.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Objektwellenfeld hierbei in unterschiedlichen Fokusebenen durch ein numerisches Verfahren bei Beibehaltung einer physikalischen Fokusposition berechnet.

Ein mittels der digitalen Holographie erzeugtes digitales Hologramm kann durch phasenschiebende Interferometrie aufgezeichnet werden, wobei gleichzeitig Phase und Amplitude eines Objektwellenfeldes in Verbindung mit einem Referenzwellenfeld erfaßt und aus mehreren Interferenzbildern unterschiedlicher Phasenlage das komplexwertige Bild berechnet wird. Hierbei kann das insbesondere semi-transparente Objekt bei der phasenschiebenden Interferometrie in Transmission beleuchtet werden.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das zu bestimmende zumindest eine Merkmal des Objektes durch ein Verfahren zur Mustererkennung des komplexwertigen Bildes, insbesondere mit einem Algorithmus, der auf einer Fouriertransformation beruht, berechnet. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn aus bestimmten Komponenten der Fouriertransformierten, insbesondere den Absolutbeträgen der diskreten Fourierkoeffizienten des komplexen Bildes, und/oder aus Linerarkombinationen der Komponenten der Fouriertransformierten Merkmalsvektoren gebildet werden, die durch ein Klassifikationsalgorithmus bestimmten Klassen zugeordnet werden. Der Klassifikationsalgorithmus kann eine „Support Vector Machine"-Algorithmus sein.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht gelöst durch eine Vorrichtung zur automatischen Objekterkennung gemäß Patentanspruch 9 mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines komplexwertigen Bildes eines Objektes und einer Einrichtung zur Analyse des komplexwertigen Bildes des Objektes.

Hierbei kann die Einrichtung zur Erzeugung des komplexwertigen Bildes als eine digitale Holographieeinrichtung ausgebildet sein. Die digitale Holographieeinrichtung kann zur Erzeugung digitaler Hologramme durch phasenschiebende Interferometrie vorgesehen sein, bei der gleichzeitig Phase und Amplitude eines Objektwellenfeldes in Verbindung mit einem Referenzwellenfeld erfassbar und aus mehreren Interferenzbildern unterschiedlicher Phasenlage das komplexwertige Bild berechenbar sind. Hierbei kann das insbesondere semi-transparente Objekt zur Durchführung der phasenschiebenden Interferometrie in Transmission beleuchtet sein.

Die Holographieeinrichtung weist vorzugsweise eine kohärente Strahlquelle und einen polarisierenden Strahlteiler auf, mit dem ein von der Strahlquelle emittierter Strahl in zwei Teilstrahlen, den Referenzstrahl und den Objektstrahl, aufspaltbar ist. Zwischen Strahlquelle und Strahlteiler kann eine Halbwellen-Verzögerungsplatte angeordnet sein, wobei durch Drehung einer Rotationsachse der Halbwellen-Verzögerungsplatte eine Intensität in beiden Teilstrahlen wählbar ist. Zudem kann der Referenzstrahl über eine Teleskopeinrichtung aufweitbar sein, in deren Brennpunkt eine Blende zur Homogenisierung eines Strahlquerschnittes des Referenzstrahls angeordnet ist.

Die Vorrichtung zur Objekterkennung weist zudem bevorzugterweise einen insbesondere durch einen piezoelektrischen Kristall verschiebbaren Spiegel auf, wobei der Referenzstrahl über den Spiegel auf einen ortsauflösenden Lichtdetektor, insbesondere ein „Charge Coupled Device" (CCD) geführt ist.

Die Vorrichtung kann zudem eine weitere Verzögerungsplatte aufweisen, mit der eine Polarisation des Objektstrahles in eine Polarisation des Referenzstrahles überführbar ist.

Die Vorrichtung kann außerdem ein Mikroskopobjektiv aufweisen, mit dem der Objektstrahl, nachdem dieser das zu untersuchende Objekt durchlaufen hat, auf den Lichtsektor abbildbar ist.

Bevorzugterweise ist außerdem eine Recheneinheit vorgesehen, mit der das entstehende Interferenzbild weiter verarbeitbar ist. Die Recheneinheit kann zudem zur Steuerung und/oder Regelung einer Phase des Referenzstrahles, insbesondere mittels Verschiebung des Spiegels, vorgesehen sein. Die Recheneinheit kann weiterhin zur Analyse des komplexwertigen Bildes durch Berechnung der Fouriertransformierten ausgebildet sein. Dabei können mit der Recheneinheit aus bestimmten Komponenten der Fouriertransformierten, insbesondere den Absolutbeträgen der diskreten Fourierkoeffizienten des komplexen Bildes, und/oder aus Linearkombinationen der Komponenten der Fouriertransformierten Merkmalsvektoren bildbar sein, die durch einen Klassifikationsalgorithmus bestimmten Klassen zuordenbar sind. Dieser Klassifikationsalgorithmus kann eine ,Support Vector Machine' sein.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Objekterkennung ist die Recheneinheit dazu vorgesehen, das Objektwellenfeld in unterschiedlichen Fokusebenen durch ein numerisches Verfahren bei Beibehaltung einer physikalischen Fokusposition zu berechnen.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines durch eine Linse abgebildeten Objektes,
2 eine Darstellung mehrerer aus einer einzigen Holographie-Aufnahme rekonstruierter Bilder in unterschiedlichen Bildebenen, und
3 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Bilderfassungseinrichtung.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung und des Verfahrens zur automatischen Objekterkennung durch komplexwertige Bilderfassung beschrieben, welche eine phasenschiebende interferometrische Holographie (PIH), eine Merkmalsberechnung auf Basis der Fouriertransformation und eine Klassifizierung durch den „Support Vector Machine"-Algorithmus" umfassen.
Zur Bilderfassung wird das Objekt zunächst in Transmission beleuchtet und durch phasenschiebende holographische Interferometrie abgebildet, mit deren Hilfe sich das komplexwertige Wellenfeld des Objektes bestimmen lässt.
In 3 ist der Aufbau der Bilderfassungseinrichtung schematisch dargestellt.
Die Bilderfassungseinrichtung weist eine kohärente Strahlquelle 1 zur Erzeugung eines Lichtstrahles auf. Dieser Lichtstrahl wird durch einen polarisierenden Strahlteiler 3 mit linearer Polarisation in zwei Teilstrahlen, den Referenzstrahl 4 und den Objektstrahl 5, aufgespalten.
Eine Intensität in beiden Teilstrahlen 4, 5 wird durch Drehung einer Rotationsachse einer Halbwellen-Verzögerungsplatte eingestellt, wodurch ein maximaler Interferenzkontrast in vorteilhafter Weise erzeugbar ist.
Der Referenzstrahl 4 wird über eine Teleskopeinrichtung 6 aufgeweitet, in dessen Brennpunkt eine Blende zur Homogenisierung des Strahlquerschnittes 7 angeordnet ist.
Anschließend fällt der Referenzstrahl über einen durch einen piezoelektrischen Kristall verschiebbaren Spiegel 8 und einen nicht polarisierenden Strahlteiler 9 auf einen ortsauflösenden Lichtdetektor 10, z.B. ein „charge coupled device" (CCD).
Eine Polarisition des Objektstrahles 5 wird durch eine weitere Verzögerungsplatte 11 in eine Polarisation des Referenzstrahles 4 überführt, um den maximalen Interferenzkontrast zu erzielen.
Hiernach durchläuft der Objektstrahl 5 das zu untersuchende Objekt 12, welches durch ein Mikroskopobjektiv 13 auf den Lichtdetektor 10 abgebildet wird.
Das auf dem Lichtdetektor 10 entstehende Interferenzbild wird auf einem Digitalrechner 14 weiterverarbeitet, der auch die Phase des Referenzstrahles 4 durch ein Verschieben des Spiegels 8 steuert.
Aus mehreren Interferenzbildern unterschiedlicher Phasenlage wird dann ein komplexwertiges Bild des Objektes 12 berechnet. Dazu werden die Intensitäten der bei bekannter Referenzwellenphase aufgenommenen Bilder durch arithmetische Operationen pixelweise miteinander verrechnet. Je nach Größe des Phasenschrittes werden mindestens drei, zur Verbesserung des Signals auch mehr als fünf, Interferenzbilder des Objektes 12 verwendet.
Anschließend werden bestimmte Merkmale des komplexen Wellenfeldes berechnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese Merkmale die Absolutbeträge der diskreten Fourierkoeffizienten des komplexen Bildes. Gleichermaßen können jedoch auch Linearkombinationen hieraus eingesetzt werden, die je nach der spezifischen Problemstellung ausgewählt werden. Mehrere geeignete Merkmale werden zu einem Merkmalsvektor zusammengefasst, der das zu analysierende Objekt repräsentiert.
Das Objektwellenfeld wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Fokusebenen (beispielsweise die Ebene 113 in 1) durch ein numerisches Verfahren (bei Beibehaltung der physikalischen, in 1 als „Bild 114" angedeuteten Fokusebene) berechnet. Ergebnisse dieses numerischen Verfahrens sind in 2 angegeben. Dabei zeigt 2 mehrere aus einer einzigen Hologramm-Aufnahme rekonstruierte Bilder (wiedergegeben ist die rekonstruierte Amplitude des komplexen Bildes nach einer Schwellwertbildung) zweier Birkenpollen, die verschiedenen Fokusebenen entsprechen. Die Feinheit der wiedergegebenen Details ist vor der Fokusebene (Bilder 115 und 116) geringer als in der Fokusebene (Bild 117) und nimmt dahinter entsprechend wieder ab (Bilder 118 und 119). Bei der Aufnahme ist eine genaue Kenntnis der Lage nicht erforderlich, sie kann im Nachhinein aus der Hologrammrekonstruktion erschlossen werden.
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren und der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, Objekte anhand ihrer (Licht-)Absorption und ihres Brechungsindexes automatisch zu klassifizieren. Dies ist insbesondere bei semi-transparenten Objekten, wie sie in biologischen Anwendungen, z.B. in der Analyse von Zellkulturen oder bei der Bestimmung von Pflanzenpollen häufig vorkommen, von Vorteil.
Zwischen dem in einer Ebene im Objektabstand z1 gemessenen komplexen Wellenfeld f_z1(x,y) und dem Wellenfeld f_z(x,y) in einer beliebigen anderen Ebene z besteht, im Rahmen der Gültigkeit der Fraunhofer-Näherung, ein einfacher mathematischer Zusammenhang: Fz(x,y) = FrTz-z1[f](x,y),wobei FrT_z-z1[f] = FrT_D[f] die Fresnel-Tranformation zum Abstand D der Funktion f ist (Th. Kreis: Handbook of Holographie Interferometry, Seiten 25 ff.). Dementsprechend kann bei bekanntem Abstand D des gemessenen Wellenfeldes zur gewünschten Fokusebene durch Berechnung der Fresnel-Transformation des gemessenen Bildes das fokussierte Wellenfeld im Rahmen der Gültigkeit der Fraunhofer-Näherung berechnet werden. Falls der Abstand D bekannt ist, können daher die Merkmalsvektoren der Klassifizierung so definiert werden, daß deren Werte invariant unter der Fresnel-Transformation FrT_D[f] sind, so daß eine von der Fokuseinstellung unabhängige Bilderkennung erfolgen kann.
Das Verfahren zur Objekterkennung ermöglicht es also, das Wellenfeld eines Objektes in unterschiedlichen Fokussierungen zu berechnen, ohne die physikalische Fokusposition zu verändern. Mit entsprechenden Digitalrechnern ergibt sich dadurch ein Geschwindigkeitsvorteil, da bei der Bildaufnahme ein physikalisches Fokussieren nicht notwendig ist, sondern das Wellenfeld durch ein numerisches Verfahren in der korrekten Ebene berechnet werden kann.
An die Merkmalsberechnung schließt sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel die automatische Objekterkennung an. Die Objekterkennung umfasst die Klassifizierung des vorstehend beschriebenen Merkmalsvektors, d.h. die Zuordnung zu einer bestimmten Klasse.
Diese Zuordnung erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den „suppert vector machine" (SVM)-Algorithmus, der jedem Merkmalsvektor eineindeutig eine Klasse zuordnet, die zuvor durch Lernvektoren definiert wurde.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel umfasst dementsprechend eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Objekterkennung, wobei komplexwertige Bilder eines Objektes analysiert werden. Die komplexwertigen Bilder werden vorliegend durch digitale Holographie aufgezeichnet. Bei der digitalen Holographie handelt es sich vorliegend um eine phasenschiebende Interferometrie. Dabei kann die Analyse des komplexwertigen Bildes durch die Berechnung mit der Fouriertransformierten realisiert werden, wobei vorzugsweise aus bestimmten Komponenten der Fouriertransformierten bzw. deren Linearkombinationen Merkmalsvektoren gebildet werden, die durch einen Klassifikationsalgorithmus bestimmten Klassen zugeordnet werden. Der Klassifikationsalgorithmus ist vorliegend ein „suppert vector machine"-Algorithmus.
Kurz gefasst betrifft das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Bilderfassung und anschließende automatische Objekterkennung auf Basis eines komplexwertigen Wellenfeldes, wobei unter „automatischer Objekterkennung" eine Objekterkennung durch EDV zu verstehen ist.

Claims

Verfahren zur automatischen Objekterkennung mit einer Erfassung eines komplexwertigen Bildes eines Objektes und einer Bestimmung zumindest eines Merkmales des Objektes durch Analyse des komplexwertigen Bildes, wobei das Objekt zur Bilderfassung in Transmission beleuchtet und durch phasenschiebende holographische Interferometrie zur Bestimmung eines komplexwertigen Wellenfeldes des Objektes abgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das komplexwertige Bild mittels digitaler Holographie aufgezeichnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektwellenfeld in unterschiedlichen Fokusebenen durch ein numerisches Verfahren bei Beibehaltung einer physikalischen Fokusposition berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittels der digitalen Holographie erzeugtes digitales Hologramm durch phasenschiebende Interferometrie aufgezeichnet wird, wobei gleichzeitig Phase und Amplitude eines Objektwellenfeldes in Verbindung mit einem Referenzwellenfeld erfaßt und aus mehreren Interferenzbildern unterschiedlicher Phasenlage das komplexwertige Bild berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ein semi-transparentes Objekt bei der phasenschiebenden Interferometrie in Transmission beleuchtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Merkmal des Objektes durch ein Verfahren zur Mustererken nung des komplexwertigen Bildes, insbesondere mit einem Algorithmus, der auf einer Fourier-Transformation beruht, berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus bestimmten Komponenten der Fouriertransformierten, insbesondere den Absolutbeträgen der diskreten Fourierkoeffizienten des komplexen Bildes, und/oder aus Linearkombinationen der Komponenten der Fouriertransformierten Merkmalsvektoren gebildet werden, die durch einen Klassifikationsalgorithmus bestimmten Klassen zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klassifikationsalgorithmus ein „Support vector machine"-Algorithmus ist.
Vorrichtung zur automatischen Objekterkennung, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines komplexwertigen Bildes eines Objektes durch phasenschiebende holographische Interferometrie und einer Einrichtung zur Analyse des komplexwertigen Bildes des Objektes, wobei das Objekt zur Durchführung der phasenschiebenden Interferometrie in Transmission beleuchtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des komplexwertigen Bildes als eine digitale Holographieeinrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Holographieeinrichtung zur Erzeugung digitaler Hologramme durch phasenschiebende Interferometrie vorgesehen ist, bei der gleichzeitig Phase und Amplitude eines Objektwellenfeldes in Verbindung mit einem Referenzwellenfeld erfaßbar und aus mehreren Interferenzbildern unterschiedlicher Phasenlage das komplexwertige Bild berechenbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das semi-transparente Objekt zur Durchführung der phasenschiebenden Interferometrie in Transmission beleuchtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Holographieeinrichtung eine kohärente Strahlquelle (1) und einen polarisierenden Strahlteiler (3) aufweist, mit dem ein von der Strahlquelle (1) emittierter Strahl in zwei Teilstrahlen, den Referenzstrahl (4) und den Objektstrahl (5), aufspaltbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch eine Halbwellen-Verzögerungsplatte (2) zwischen Strahlquelle (1) und Strahlteiler (3), wobei durch Drehung einer Rotationsachse der Halbwellen-Verzögerungsplatte (2) eine Intensität in beiden Teilstrahlen (4, 5) wählbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzstrahl (R) über eine Teleskopiereinrichtung (6) aufweitbar ist, in deren Brennpunkt eine Blende zur Homogenisierung eines Strahlquerschnittes (7) des Referenzstrahls (R) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch einen, insbesondere durch einen piezoelektrischen Kristall verschiebbaren, Spiegel (8), wobei der Referenzstrahl (R) über den Spiegel (8) auf einen ortsauflösenden Lichtdetektor (10), insbesondere ein „Charge coupled device" (CCD), geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine weitere Verzögerungsplatte (11), mit der eine Polarisation des Objektstrahles (O) in eine Polarisation des Referenzstrahles (R) überführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch ein Mikroskopobjektiv (13), mit dem der Objektstrahl, nachdem dieser das zu untersuchende Objekt (12) durchlaufen hat, auf den Lichtdetektor (10) abbildbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (14), mit der das entstehende Interferenzbild weiterverarbeitbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (14) zur Steuerung und/oder Regelung einer Phase des Referenzstrahles (R), insbesondere mittels Verschiebung des Spiegels (8), vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (14) zur Analyse des komplexwertigen Bildes durch Berechnung der Fouriertransformierten.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Recheneinheit (14) aus bestimmten Komponenten der Fouriertransformatierten, insbesondere der Absolutbeträge der diskreten Fourierkoeffizienten des komplexen Bildes, und/oder aus Linearkombinationen der Komponenten der Fouriertransformierten Merkmalsvektoren bildbar sind, die durch einen Klassifikationsalgorithmus bestimmten Klassen zuordenbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Klassifikationsalgorithmus ein „Support vector machine"-Algorithmus ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 23, gekennzeichnet durch eine Recheneinheit (14), mit der das Objektwellenfeld in unterschiedlichen Fokusebenen durch ein numerisches Verfahren bei Beibehaltung einer physikalischen Fokusposition berechenbar ist.