Rekonstrukce naslepo

Ve všech zmiňovaných metodách jsme k rekonstrukci potřebovali znát tvar hrotu. Mnohdy však nemáme dostatek informací o hrotu, popř. se tvar hrotu může měnit v průběhu skenování. V takovém případě se můžeme pokusit o rekonstrukci naslepo (blind reconstruction), v níž vycházíme jen z naměřeného obrazu. Samozřejmě, že tímto způsobem můžeme získat jen hrubý odhad skutečného povrchu. Rekonstrukce naslepo se odehrává ve dvou krocích – nejprve odhadneme tvar hrotu, poté provedeme rekonstrukci některým z dříve uvedených způsobů.

Metoda je založena na sledování výskytu píků v obraze a zkoumání možnosti jejich vzniku při daném tvaru hrotu. Předpokládejme, že na začátku máme velice tupý hrot, například kouli s velkým poloměrem Rhrot0. Začneme nyní procházet všechny body obrazu a budeme zkoumat jejich okolí. Pokud bude okolí rovné, je slučitelné s existencí tupého hrotu. Bude-li ale tvořit pík s poloměrem menším než Rhrot0, nemohlo vzniknout při skenování takto tupým hrotem, takže musíme původní odhad hrotu nahradit ostřejším s poloměrem Rhrot1<Rhrot0. Projdeme-li všechny body obrazu, získáme horní odhad tvaru hrotu s poloměrem Rhrotn.

Velké nepříjemnosti nám však budou působit šumy. Náhodný šum se v obraze zpravidla projeví velmi ostrým píkem, který nám zkreslí odhad hrotu na téměř nekonečně tenký. Abychom tomu zabránili, musíme si v metodě zvolit určitý práh, kterým budeme šum „filtrovat“. Vždy, když se má nahradit stará hodnota výšky hrotu v daném bodě novou, zkontrolujeme, zda-li je jejich rozdíl větší než předem zvolený práh. Pokud ano, nahrazení se provede a k hodnotě se přičte hodnota prahu, čímž se odhad vychýlí na opačnou stranu, než jej vychyluje šum. Vhodnou hodnotu prahu musíme odhadnout, například z šumu, který vzniká při měření bez laterálního pohybu.

Druhým problémem je volba vhodného počátečního odhadu hrotu, resp. šířky hrotu (v pixelech). Vždy totiž existuje teoretická možnost, že vzorek je úzkou špičkou a celý obraz je tedy obrazem hrotu. Tomu odpovídá volba hrotu se stejnou šířkou jakou má obraz a nepřinese nám to žádnou informaci. Naopak při šířce odhadu menší než je skutečná šířka hrotu získáme nesmyslné výsledky. Šířku hrotu tedy musíme zvolit kompromisem, např. pomocí sledování závislosti kvality odhadu na počáteční šířce hrotu.

Dosud jsme předpokládali kulový tvar hrotu, ve skutečnosti ale může být hrot značně nesymetrický. Proto lze na výstupu očekávat místo koule s definovaným poloměrem nesymetrickou plochu. Proto hrot v počítači reprezentujeme pomocí dvourozměrného pole, jehož prvky jsou výšky hrotu v příslušných bodech.