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成貫儀器貼心服務(wù)

021-54286005

大多數顯微鏡今天用照相機操作。相機的特點(diǎn)往往決定收購圖像是否會(huì )揭示出研究人員希望看到的。但是，當潛入相機術(shù)語(yǔ)，技術(shù)術(shù)語(yǔ)可以是壓倒性的。我們已經(jīng)編制了最重要的術(shù)語(yǔ)用簡(jiǎn)明的解釋提供方向。他們按字母順序排列。

混合模式

混合模式是提高攝像頭的幀率和動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)通過(guò)犧牲分辨率降低噪音的技術(shù)。它經(jīng)常被用于高速熒光的時(shí)間推移的實(shí)驗。而不是讀出每一個(gè)人的數據像素，相鄰像素的數據被組合并一起讀出作為一超級象素。經(jīng)常使用的2x2和8x8之間混合模式值。它是進(jìn)口要注意，2x2融合產(chǎn)生的像素是原始像素的尺寸的4倍。

效果混合模式具有依賴(lài)于相機中使用的傳感器類(lèi)型，如下表所示。

	速度	數據量	解析度	SNR
CCD	↑	↓	↓	↑
EMCCD	↑	↓	↓	↑
CMOS	↔	↓	↓	↔
SCMOS	↔	↓	↓	↔

像素深度

像素深度相機傳感器的描述其從傳來(lái)的模擬信號轉換能力的像素陣列轉換成數字信號，其特征是灰度級或灰度值。它是AD轉換器的一個(gè)特色。大像素深度，它可以輸出更多的灰度值時(shí)，更多的細節可以在圖像中被復制。

亮度

亮度描述的相對強度的影響的人或傳感器。 在數字圖像的情況下，強度在整個(gè)傳感器的平均值。

顏色查找表（CLUT）

數字圖像是由單獨的像素的陣列。其顏色信息可被存儲為，每一個(gè)顏色沉積為不同的數值一數字代碼。

彩色查詢(xún)表是索引，存儲這主要是基于這些值的RGB色空間，一般用于顯示器演示。

合適的顏色查找表的一個(gè)特定用途的選擇取決于用戶(hù)自己的判斷和需要。但是經(jīng)驗表明，某些顏色查找表是為特定的應用中特別有用。例如CLUT的“綠色”通常用于記錄被標記與Alexa 488，FITC，或其他類(lèi)似的熒光染料，其發(fā)出綠色光譜范圍內的標本。另一方面，給CLUT“紅色”用于與TRITC，Texas Red，Cy3，或其他類(lèi)似的熒光染料染色的樣品中，紅色光譜范圍內發(fā)光。

“CMYK”是一種特殊的顏色查找表來(lái)處理CMYK顏色空間，一般用于打印機系統顏色輸出。

色彩空間（RGB，CMY，CMYK）

在每一個(gè)成像系統（即顯示器，打印輸出）任何顏色描述是基于單一的基本顏色的組合。 成像方法是通過(guò)添加劑和減色混合區分。例如，一個(gè)黑色的監視器屏幕上，有必要發(fā)出某種類(lèi)型的光，以產(chǎn)生一個(gè)給定的顏色。在這種情況下，光的類(lèi)型是基于R編，G穎或b略（RGB）。

如果所有三種顏色點(diǎn)亮，將創(chuàng )建白色。如果所有三種顏色都關(guān)掉，則創(chuàng )建黑色。人的眼睛，以及數字攝像機和監視器適于RGB模型。

另一方面，打印機使用減色混合，因為像紙材料的表面上，光必須從一個(gè)白基底（紙）的反射。其結果是，一臺打印機需要計算其油墨被添加，以產(chǎn)生一個(gè)給定的顏色組合與白色基底。在這種情況c炎，男agenta和yellow（CMY）的組合-紅色，綠色和藍色的互補色-是在光譜中的所有其他顏色的基礎。在此模型中，除了所有三種顏色的結果以黑色，而沒(méi)有在白色所有三種顏色的結果。

注意：在實(shí)踐中的黑色印刷作為一個(gè)單獨的墨水，以避免在彼此的頂部使用太多的顏色，并得到更鮮明的黑色印象。由于這個(gè)原因，顏色空間也被稱(chēng)為CMYK，其中K表示鑰匙板，一個(gè)特殊的黑色打印裝置。

對比

的圖像的對比度依賴(lài)于從它的背景所描述的對象的顏色和強度的差別。數學(xué)式表示，對比度（C）的可被描述為強度（I）的比例（％）。

作為證明的，更顯著(zhù)的差檢體和背景強度之間，更好的對比度會(huì )。

參照鏡，以產(chǎn)生對比試樣具有與光相互作用的，例如通過(guò)吸收，反射，衍射或熒光。

去卷積

去卷積是通過(guò)應用數學(xué)算法重新分配外的焦點(diǎn)信息，以它的原點(diǎn)在一顯微鏡圖像的技術(shù)。通過(guò)這樣做，用戶(hù)可以實(shí)現特定焦點(diǎn)水平和他們感興趣的結構的更逼真的3D展示更清晰的圖片。

滯留時(shí)間

在共聚焦顯微鏡中，激光束被允許掃描某一區域（在相當于圖像的一個(gè)像素的尺寸）對于一個(gè)給定的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間稱(chēng)為滯留時(shí)間。振振有詞，延長(cháng)停留時(shí)間鼓勵光漂白和壓力標本。

動(dòng)態(tài)范圍

動(dòng)態(tài)范圍的顯微鏡攝像機給出的最低和最高強度信號a的信息的傳感器可以同時(shí)記錄。具有低動(dòng)態(tài)范圍的傳感器，大量信號可以飽和傳感器，而弱信號成為在所述傳感器噪聲丟失。一個(gè)大的動(dòng)態(tài)范圍為熒光成像尤其重要。

曝光時(shí)間

一個(gè)數字照相機的曝光時(shí)間決定相機芯片被暴露于光從樣本的持續時(shí)間。 根據光的強度，這個(gè)時(shí)間通�？蓴岛撩牒蛶酌胫�間，用于大多數成像應用。

增益

數碼相機光子數據轉換成數字數據。在此過(guò)程中，電子從通過(guò)前置放大器運行傳感器到來(lái)。增益是由圖像傳感器施加到信號的放大。應當指出，不僅信號，而且噪音被升壓。

伽馬（校正）

人眼的光感是非線(xiàn)性的。我們的眼睛不會(huì )察覺(jué)兩個(gè)光子的兩倍亮為一體; 我們只認識到它們是分數超過(guò)一亮。與此相反的人眼，數字照相機的光感是線(xiàn)性的。兩個(gè)光子誘導信號的兩倍為一體。伽馬可以被認為是人眼和數碼相機之間的聯(lián)系。

這可以在以下術(shù)語(yǔ)，其中Vout是輸出（檢測）的亮度值和V中被表達為輸入（實(shí)際）亮度值：

Vout = Vingamma

通過(guò)改變γ - 做伽馬校正 - 這是可能適應與線(xiàn)性記錄照相機的幫助下對人眼的非線(xiàn)性感知拍攝的數字圖像。 這種校正可以通過(guò)大多數相機芯片來(lái)完成。 此外，數字成像軟件通常有它自己的伽馬校正選項。

強度

強度是一個(gè)能源分類(lèi)。在光學(xué)領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)輻射強度用于描述的每時(shí)間和區域中的對象發(fā)出的光的能量的數量。

噪聲

噪聲是所有測量固有的不良特性。這是科學(xué)的圖像的一個(gè)主要問(wèn)題，因為它可能會(huì )影響您量化感興趣的信號的能力。最重要的參數時(shí)要考慮成像是信噪比是圖像相對于你想收集的信號量的噪聲之比。噪聲可以分為幾類(lèi)：

光學(xué)噪聲：不需要的光信號經(jīng)常被高背景染色造成的，導致樣品制備不良或高采樣自動(dòng)熒光。

暗噪聲：在傳感器電子的熱遷移和成正比一體化的長(cháng)度。暗噪聲可以通過(guò)冷卻想象傳感器或減少曝光時(shí)間來(lái)克服。

讀出噪聲：由于電荷從照相機傳感器讀出引入到信號的電噪聲源。讀噪聲可以通過(guò)降低傳感器的讀出速率，從而降低最大可達到的幀速率，或切換到更高級的減小的傳感器類(lèi)型，即EMCCD和SCMOS傳感器。

光子散粒噪聲：引起的光子撞擊傳感器的隨機性質(zhì)的任何光學(xué)信號噪聲所固有的。這是唯一的關(guān)注非常低光的應用。收集更多的信號減小散粒噪聲的圖像中產(chǎn)生的影響。

改善的信噪比的最簡(jiǎn)單的方式是通過(guò)集成更長(cháng)或提高照度以收集更多的信號。這些方法并不總是在這一點(diǎn)，需要更低的噪聲攝像機可行的。

奈奎斯特定理

攝像顯微鏡意味著(zhù)采樣過(guò)程 - 從樣本信號以一個(gè)數字圖像。奈奎斯特定理描述了采樣過(guò)程的一個(gè)重要規則。

原則上，再現的準確度具有更高的采樣頻率增大。

奈奎斯特定理描述了采樣頻率必須大于兩倍的輸入信號的帶寬重新從采樣數據的原始輸入。在數字相機的情況下，這表現主要在像素大小。為獲得最佳效果，像素應該總是比要解決，或者，換句話(huà)說(shuō)，每解析部3的像素的最小數目是優(yōu)選的最小結構小三倍。

像素

在攝像機A的像素是其傳感器的基本光敏單元。這適用于所有的二維陣列傳感器包括CCD，EMCCD，CMOS和SCMOS顯微鏡照相機。在傳感器像素數是一個(gè)經(jīng)常引用的單元，即500萬(wàn)像素的攝像頭有500萬(wàn)像素。像素的數目通常與傳感器的分辨率混淆個(gè)別像素可在不同類(lèi)型的傳感器大小顯著(zhù)變化。

量子效率（QE）

一個(gè)傳感器的量子效率為您提供一個(gè)指示它是如何敏感。量子效率描述光子撞擊傳感器，用于一個(gè)給定波長(cháng)，將被轉換成電子的百分比。 傳感器的量子效率曲線(xiàn)以不同的波長(cháng)而變化。

RGB /灰度直方圖

圖像的每個(gè)像素具有一定灰度值�；叶戎档姆秶鷱募兒谏�（0）到純白色的范圍（255 8位色彩深度，4095在12位色彩深度等）。

直方圖顯示灰度值的感興趣區域（ROI）的區域的區域內的分布情況，即判定為每個(gè)灰度值的像素的數量，其結果被示為曲線(xiàn)。

與直方圖的幫助下，多樣的設置，如照相機的曝光時(shí)間可以被優(yōu)化�；叶戎担▁軸）的順利發(fā)行表示相機的動(dòng)態(tài)范圍的最佳利用。

線(xiàn)路簡(jiǎn)介

這個(gè)工具測量沿感興趣區域（ROI）的線(xiàn)性區域灰度值，以圖形方式顯示他們作為一個(gè)曲線(xiàn)，并對其進(jìn)行統計處理。

疊加剖面

這個(gè)工具措施意味著(zhù)使用感興趣區域（ROI）的區域的區域灰度值，以圖形方式顯示他們作為一個(gè)曲線(xiàn)，并對其進(jìn)行統計處理。

飽和

一個(gè)數字照相機的基本工作原理意味著(zhù)光子撞擊光電二極管誘導其收集電子，移動(dòng)，并最終轉換成數字信號。關(guān)于電子的轉移，有兩個(gè)瓶頸（在CCD照相機）：

• 個(gè)別光電二極管的電荷容量（全井容量）

• 攝像機芯片的最大電荷轉移能力

如果超過(guò)任一，附加信息可以不被相機導致數字圖像（例如暈染）在人工制品來(lái)處理。

注意：查找表中的LAS X軟件輝光（O＆U）可以幫助控制飽和。

傳感器類(lèi)型顯微鏡攝像機（CCD，EMCCD，CMOS，SCMOS）

CCD顯微相機：基于電荷耦合器件（Charged Coupled Device:簡(jiǎn)稱(chēng)CCD）顯微鏡相機傳感器，主要發(fā)現在明和基本熒光成像技術(shù)的應用。像中任何其它數字相機傳感器，其單個(gè)像素生成與光照射時(shí)的電荷，其被變換成在端的數字信號。相比于CMOS型傳感器中，只有一個(gè)輸出節點(diǎn)在CCD傳感器用于數據收集。

EMCCD顯微相機：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，EMCCD（Electron Multiplying Charged Coupled Device中文：電子倍增電荷耦合器件）傳感器是一種具有特殊的EM增益登記加入的CCD傳感器，它被放置的傳感器和讀出電子設備之間。這個(gè)登記放大信號。此外，EMCCD傳感器可以背照式具有典型的峰值量子效率超過(guò)90%。特別是極端的低光應用受益EMCCD相機的利用。

CMOS顯微相機：互補金屬氧化物半導體為基礎的（Complementary Metal Oxide Semiconductor簡(jiǎn)稱(chēng)：CMOS）相機最初是用于手機和低端相機。由于技術(shù)的進(jìn)步，CMOS顯微鏡攝像頭成為一個(gè)主要的成像裝置標準明場(chǎng)顯微鏡。相反，CCD，CMOS攝像頭像素內電子的特征。他們的讀數原理與讀數數千個(gè)節點(diǎn)可以節省時(shí)間，因為傳統的CCD傳感器只使用一個(gè)單一的讀出節點(diǎn)。

sCMOS顯微相機：科學(xué)的CMOS攝像頭–SCMOS相機或–CMOS顯微鏡相機發(fā)展。特別適合于科學(xué)化的要求，這種類(lèi)型的傳感器是不常見(jiàn)的缺點(diǎn)是噪聲大、均勻性差、CMOS傳感器可能遭受。其快速的幀速率，高動(dòng)態(tài)范圍，低噪音，完美地支持高端熒光成像應用。

傳感器類(lèi)型：CCD（左），EMCCD（中），SCMOS（右）

信噪比

信噪比（SNR）測量的圖像的整體質(zhì)量。該信噪比越高，圖像越好。信號是指從由傳感器收集并轉換成電信號感興趣對象產(chǎn)生的光子的數量，同時(shí)噪聲指引入由探測器本身或來(lái)源于背景光信號的圖像的不需要的信號。