25/08/12ምንም እንኳን የቀለም ካሜራዎች የሸማቾች የካሜራ ገበያን ቢቆጣጠሩም, ሞኖክሮም ካሜራዎች በሳይንሳዊ ምስሎች ውስጥ በጣም የተለመዱ ናቸው.
የካሜራ ዳሳሾች በተፈጥሯቸው የሚሰበሰቡትን የብርሃን ቀለም ወይም የሞገድ ርዝመት መለየት አይችሉም። የቀለም ምስልን ማግኘት በስሜታዊነት እና በቦታ ናሙና ውስጥ በርካታ ማመቻቸቶችን ይጠይቃል። ነገር ግን፣ እንደ ፓቶሎጂ፣ ሂስቶሎጂ ወይም አንዳንድ የኢንዱስትሪ ፍተሻ ባሉ ብዙ የምስል አፕሊኬሽኖች ውስጥ የቀለም መረጃ አስፈላጊ ነው፣ ስለዚህ የቀለም ሳይንሳዊ ካሜራዎች አሁንም የተለመዱ ናቸው።
ይህ መጣጥፍ ሳይንሳዊ ካሜራዎች ምን አይነት ቀለም እንደሆኑ፣ እንዴት እንደሚሰሩ፣ ጥንካሬዎቻቸው እና ውሱንነቶች እና በሳይንሳዊ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ከሞኖክሮም አቻዎቻቸው የት እንደሚበልጡ ይዳስሳል።
የቀለም ሳይንሳዊ ካሜራዎች ምንድናቸው?
የቀለም ሳይንሳዊ ካሜራ የ RGB ቀለም መረጃን በከፍተኛ ታማኝነት፣ ትክክለኛነት እና ወጥነት የሚይዝ ልዩ የምስል መሳሪያ ነው። ለእይታ ማራኪነት ቅድሚያ ከሚሰጡ የሸማች-ደረጃ ቀለም ካሜራዎች በተለየ ሳይንሳዊ ቀለም ካሜራዎች የቀለም ትክክለኛነት፣ ሴንሰር መስመር እና ተለዋዋጭ ክልል ወሳኝ በሆኑበት ለቁጥር ምስል የተፈጠሩ ናቸው።
እነዚህ ካሜራዎች በምስላዊ ትርጓሜ ወይም በቀለም ላይ የተመሰረተ ምደባ አስፈላጊ በሆነባቸው እንደ ብራይትፊልድ ማይክሮስኮፒ፣ ሂስቶሎጂ፣ የቁሳቁስ ትንተና እና የማሽን እይታ ተግባራት ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ። አብዛኛዎቹ የቀለም ሳይንሳዊ ካሜራዎች በCMOS ወይም sCMOS ሴንሰሮች ላይ የተመሰረቱ ናቸው፣የሳይንሳዊ እና የኢንዱስትሪ ምርምርን ጥብቅ ፍላጎቶች ለማሟላት የተነደፉ ናቸው።
የተለያዩ ኢሜጂንግ ሲስተሞችን በጥልቀት ለማየት፣ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን ምርጫ ያስሱሳይንሳዊ ካሜራለሙያዊ አፕሊኬሽኖች የተገነቡ ሞዴሎች.
ቀለም ማሳካት፡ የቤየር ማጣሪያ
በተለምዶ፣ በካሜራዎች ውስጥ የቀለም መለየት የሚከናወነው በተቆጣጣሪዎች እና ስክሪኖች ላይ እንደ የቀለም እርባታ በተመሳሳይ መንገድ ነው፡- በአቅራቢያ ካሉ ቀይ፣ አረንጓዴ እና ሰማያዊ ፒክስሎች ወደ ባለ ሙሉ ቀለም 'ሱፐርፒክስል'። የ R፣ G እና B ሰርጦች ሁሉም በከፍተኛ እሴታቸው ላይ ሲሆኑ፣ ነጭ ፒክሰል ይታያል።
የሲሊኮን ካሜራዎች የመጪውን ፎቶኖች የሞገድ ርዝመት መለየት ስለማይችሉ የእያንዳንዱን R, G ወይም B የሞገድ ቻናል መለያየት በማጣራት ማሳካት አለበት.
በቀይ ፒክሰሎች፣ ሁሉንም የሞገድ ርዝመቶች ግን በቀይ የስፔክትረም ክፍል ውስጥ ያሉትን እና እንዲሁም ለሰማያዊ እና አረንጓዴ ለማገድ የግለሰብ ማጣሪያ በፒክሰል ላይ ይቀመጣል። ነገር ግን ባለሶስት ባለ ቀለም ቻናሎች ቢኖሩም ባለ አራት ማዕዘን ንጣፍ ንጣፍን ለማሳካት በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው ሱፐርፒክስል ከአንድ ቀይ ፣ ከአንድ ሰማያዊ እና ከሁለት አረንጓዴ ፒክስሎች ይመሰረታል።
ለቀለም ካሜራዎች የቤየር ማጣሪያ አቀማመጥ
ማስታወሻ፦ አረንጓዴ፣ ቀይ፣ ሰማያዊ፣ አረንጓዴ ፒክስሎች ተደጋጋሚ ካሬ ባለ 4-ፒክስል አሃዶችን በመጠቀም የቤየር ማጣሪያ አቀማመጥን በመጠቀም ለቀለም ካሜራዎች ለቀለም ካሜራዎች ወደ ነጠላ ፒክሰሎች የተጨመሩ የቀለም ማጣሪያዎች አቀማመጥ። በ4-ፒክስል አሃድ ውስጥ ማዘዙ ሊለያይ ይችላል።
አረንጓዴ ፒክሰሎች ለሁለቱም ቅድሚያ ተሰጥቷቸዋል ምክንያቱም አብዛኛዎቹ የብርሃን ምንጮች (ከፀሀይ እስከ ነጭ ኤልኢዲዎች) ከፍተኛ ጥንካሬያቸውን በአረንጓዴው ክፍል ውስጥ ስለሚያሳዩ እና የብርሃን መመርመሪያዎች (ከሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ የካሜራ ዳሳሾች እስከ ዓይናችን ድረስ) ብዙውን ጊዜ በአረንጓዴው ውስጥ ከፍተኛ የስሜት መጠን ስለሚያሳዩ ነው።
ወደ ምስል ትንተና እና ማሳያ ስንመጣ ግን ምስሎች አብዛኛውን ጊዜ ለተጠቃሚው አይደርሱም ፒክስሎች እያንዳንዳቸው R፣ G ወይም B እሴታቸውን ብቻ ያሳያሉ። ባለ 3-ቻናል RGB እሴት ለእያንዳንዱ የካሜራ ፒክሴል፣ በአቅራቢያው ያሉትን ፒክሰሎች እሴቶች በመቀላቀል 'ዲባይሪንግ' በሚባል ሂደት ይፈጠራል።
ለምሳሌ፣ እያንዳንዱ ቀይ ፒክሰል አረንጓዴ እሴት ያመነጫል፣ ወይም በአቅራቢያ ካሉት ከአራቱ አረንጓዴ ፒክሰሎች አማካኝ፣ ወይም በሌላ ስልተ-ቀመር እና እንዲሁም በአቅራቢያ ላሉት አራት ሰማያዊ ፒክሰሎች።
የቀለም ጥቅሞች እና ጉዳቶች
ጥቅም
● በቀለም ማየት ትችላለህ! ቀለም የሰውን ትርጓሜ የሚያሻሽል ጠቃሚ መረጃን ያስተላልፋል በተለይም ባዮሎጂካል ወይም ቁሳዊ ናሙናዎችን ሲተነተን።
● የ RGB ቀለም ምስሎችን ለመቅረጽ የበለጠ ቀላል እና ተከታታይ አር፣ጂ እና ቢ ምስሎችን ሞኖክሮም ካሜራ በመጠቀም ማንሳት
Cons
● በቀለማት ያሸበረቁ ካሜራዎች ከሞኖክሮም አቻዎቻቸው ጋር ሲነፃፀሩ እንደ ሞገድ ርዝመት በእጅጉ ይቀንሳል። በቀይ እና በሰማያዊው የስፔክትረም ክፍል፣ ከአራት ፒክስል ማጣሪያዎች ውስጥ አንድ ብቻ እነዚህን የሞገድ ርዝመቶች በማለፉ፣ የብርሃን ክምችት በእነዚህ የሞገድ ርዝመቶች ውስጥ ካለው ተመሳሳይ ሞኖክሮም ካሜራ ቢበዛ 25% ነው። በአረንጓዴ ውስጥ ያለው ሁኔታ 50% ነው. በተጨማሪም, ምንም ማጣሪያ ፍጹም አይደለም: የከፍተኛው ስርጭት ከ 100% ያነሰ ይሆናል, እና እንደ ትክክለኛው የሞገድ ርዝመት በጣም ዝቅተኛ ሊሆን ይችላል.
● የናሙና መጠኑ በነዚሁ ምክንያቶች (ወደ 25% ለ R፣ B እና ወደ 50% ለጂ) ስለሚቀንስ የጥሩ ዝርዝሮች መፍታትም ተባብሷል። በቀይ ፒክሰሎች፣ 1 በ 4 ፒክሰሎች ብቻ ቀይ ብርሃንን በመያዝ፣ ጥራትን ለማስላት ውጤታማው የፒክሰል መጠን በእያንዳንዱ ልኬት 2x ይበልጣል።
● ባለ ቀለም ካሜራዎችም ሁልጊዜ የኢንፍራሬድ (IR) ማጣሪያን ያካትታሉ። ይህ የሆነበት ምክንያት የሲሊኮን ካሜራዎች ከ 700nm እስከ 1100nm አካባቢ ድረስ በሰው ዓይን የማይታዩ አንዳንድ የ IR የሞገድ ርዝመቶችን የመለየት ችሎታ ነው። ይህ የ IR መብራት ካልተጣራ በነጭው ሚዛን ላይ ተጽእኖ ይኖረዋል, ይህም ትክክለኛ ያልሆነ የቀለም ማራባት ያስከትላል, እና የተፈጠረው ምስል በአይን ከሚታየው ጋር አይመሳሰልም. ስለዚህ፣ ይህ የአይአር መብራት ተጣርቶ መውጣት አለበት፣ ይህ ማለት የቀለም ካሜራዎች እነዚህን የሞገድ ርዝመቶች ለሚጠቀሙ ኢሜጂንግ አፕሊኬሽኖች መጠቀም አይችሉም ማለት ነው።
የቀለም ካሜራዎች እንዴት ይሰራሉ?
የተለመደ የቀለም ካሜራ የኳንተም ብቃት ከርቭ ምሳሌ
ማስታወሻቀይ፣ ሰማያዊ እና አረንጓዴ ማጣሪያ ላላቸው ፒክስሎች የኳንተም ቅልጥፍና የሞገድ ርዝመት ጥገኛ። እንዲሁም ያለ ቀለም ማጣሪያዎች የተመሳሳዩ ዳሳሽ የኳንተም ብቃትም ይታያል። የቀለም ማጣሪያዎች መጨመር የኳንተም ቅልጥፍናን በእጅጉ ይቀንሳል.
የሳይንሳዊ ቀለም ካሜራ ዋናው የምስል ዳሳሽ ነው፣ በተለይም ሀCMOS ካሜራ or sCMOS ካሜራ(ሳይንሳዊ CMOS)፣ ከባየር ማጣሪያ ጋር የተገጠመ። ከፎቶን ቀረጻ እስከ ምስል ውፅዓት ያለው የስራ ሂደት በርካታ ቁልፍ ደረጃዎችን ያካትታል፡-
1. Photon Detection፡ ብርሃን ወደ ሌንስ ውስጥ ገብቶ ሴንሰሩን ይመታል። እያንዳንዱ ፒክሰል በተሸከመው የቀለም ማጣሪያ መሰረት ለተወሰነ የሞገድ ርዝመት ስሜታዊ ነው።
2. የቻርጅ ለውጥ፡- ፎቶኖች በእያንዳንዱ ፒክሰል ስር ባለው ፎቶዲዮድ ውስጥ የኤሌክትሪክ ክፍያ ያመነጫሉ።
3. ንባብ እና ማጉላት፡ ክፍያዎች ወደ ቮልቴጅ ይቀየራሉ፣ በረድፍ ይነበባሉ እና በአናሎግ ወደ ዲጂታል መቀየሪያዎች ዲጂታል ይሆናሉ።
4. ቀለም መልሶ ማቋቋም፡ የካሜራው ኦንቦርድ ፕሮሰሰር ወይም ውጫዊ ሶፍትዌር ዲሞሳይሲንግ ስልተ ቀመሮችን በመጠቀም ባለ ሙሉ ቀለም ምስል ከተጣራው መረጃ ጋር ያገናኛል።
5. የምስል ማስተካከያ፡ ከሂደቱ በኋላ እንደ ጠፍጣፋ ሜዳ ማስተካከል፣ የነጭ ሚዛን እና የድምጽ ቅነሳ ትክክለኛ እና አስተማማኝ ውጤት ለማረጋገጥ ይተገበራሉ።
የቀለም ካሜራ አፈጻጸም በአብዛኛው የተመካው በእሱ ዳሳሽ ቴክኖሎጂ ላይ ነው። ዘመናዊ የCMOS ካሜራ ዳሳሾች ፈጣን የፍሬም ፍጥነቶች እና ዝቅተኛ ጫጫታ ያቀርባሉ፣ የ sCMOS ዳሳሾች ለዝቅተኛ ብርሃን ስሜታዊነት እና ሰፊ ተለዋዋጭ ክልል የተመቻቹ ናቸው፣ ለሳይንሳዊ ስራ ወሳኝ። እነዚህ መሰረታዊ ነገሮች ቀለም እና ሞኖክሮም ካሜራዎችን ለማነፃፀር ደረጃ ያዘጋጃሉ.
ባለቀለም ካሜራዎች ከሞኖክሮም ካሜራዎች ጋር፡ ቁልፍ ልዩነቶች
ለዝቅተኛ ብርሃን ሥራ በቀለም እና በሞኖክሮም ካሜራ ምስሎች መካከል ማነፃፀር
ማስታወሻ: የፍሎረሰንት ምስል በቀይ የሞገድ ልቀት በቀለም ካሜራ (በግራ) እና በአንድ ሞኖክሮም ካሜራ (በቀኝ) የተገኘ ሲሆን ሌሎች የካሜራ ዝርዝሮች ተመሳሳይ ይቀራሉ። የቀለም ምስሉ በጣም ዝቅተኛ የምልክት-ወደ-ጫጫታ ጥምርታ እና ጥራት ያሳያል።
ሁለቱም ባለ ቀለም እና ሞኖክሮም ካሜራዎች ብዙ አካላትን ሲጋሩ፣ በአፈጻጸም እና በአጠቃቀም ጉዳዮች ላይ ያላቸው ልዩነት ጉልህ ነው። ፈጣን ንጽጽር እነሆ፡-
| ባህሪ | የቀለም ካሜራ | ሞኖክሮም ካሜራ |
| ዳሳሽ ዓይነት | ባየር-የተጣራ CMOS/sCMOS | ያልተጣራ CMOS/sCMOS |
| የብርሃን ስሜት | ዝቅተኛ (በቀለም ማጣሪያዎች ብርሃንን በመከልከል) | ከፍ ያለ (ለማጣሪያዎች ምንም ብርሃን አልጠፋም) |
| የቦታ ጥራት | ዝቅተኛ ውጤታማ መፍታት (ማሳያ ማድረግ) | ሙሉ ቤተኛ መፍትሄ |
| ተስማሚ መተግበሪያዎች | የብራይትፊልድ ማይክሮስኮፕ ፣ ሂስቶሎጂ ፣ የቁሳቁስ ቁጥጥር | ፍሎረሰንት, ዝቅተኛ-ብርሃን ምስል, ከፍተኛ-ትክክለኛነት መለኪያዎች |
| የቀለም ውሂብ | ሙሉ የRGB መረጃን ይይዛል | የሚይዘው ግራጫ ቀለም ብቻ ነው። |
በአጭር አነጋገር የቀለም ካሜራዎች ለትርጓሜ ወይም ለመተንተን የቀለም ጉዳይ ሲኖር በጣም የተሻሉ ናቸው፣ ሞኖክሮም ካሜራዎች ደግሞ ለስሜታዊነት እና ለትክክለኛነት ተስማሚ ናቸው።
የት የቀለም ካሜራዎች ኤክሴል በሳይንሳዊ መተግበሪያዎች ውስጥ
ምንም እንኳን የአቅም ገደብ ቢኖርም የቀለም ካሜራዎች የቀለም ልዩነት ቁልፍ በሆነባቸው ብዙ ልዩ ቦታዎች ይበልጣሉ። ከዚህ በታች የሚያበሩባቸው ጥቂት ምሳሌዎች አሉ-
የሕይወት ሳይንሶች እና ማይክሮስኮፕ
በቀለማት ያሸበረቁ ካሜራዎች በብሩህ ፊልድ ማይክሮስኮፒ ውስጥ በተለይም በሂስቶሎጂካል ትንታኔ ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ። እንደ H&E ወይም Gram መቀባት ያሉ የማቅለም ቴክኒኮች በ RGB ምስል ብቻ ሊተረጎሙ የሚችሉ ቀለምን መሰረት ያደረገ ንፅፅር ያስገኛሉ። የትምህርት ላብራቶሪዎች እና የፓቶሎጂ ዲፓርትመንቶች ለማስተማር ወይም ለምርመራ ጥቅም ላይ የሚውሉ የባዮሎጂካል ናሙናዎችን እውነተኛ ምስሎችን ለማንሳት በቀለም ካሜራዎች ላይ ይተማመናሉ።
የቁሳቁስ ሳይንስ እና የገጽታ ትንተና
በቁሳቁስ ጥናት ውስጥ, የቀለም ምስል ዝገትን, ኦክሳይድን, ሽፋኖችን እና የቁሳቁስ ድንበሮችን ለመለየት ጠቃሚ ነው. ባለቀለም ካሜራዎች ሞኖክሮም ኢሜጂንግ ሊያመልጣቸው የሚችሉትን የገጽታ አጨራረስ ወይም ጉድለቶችን ለመለየት ይረዳሉ። ለምሳሌ, የተዋሃዱ ቁሳቁሶችን ወይም የታተሙ የወረዳ ሰሌዳዎችን መገምገም ብዙውን ጊዜ ትክክለኛ የቀለም ውክልና ይጠይቃል.
የማሽን እይታ እና አውቶሜሽን
በአውቶሜትድ የፍተሻ ስርዓቶች ውስጥ፣ የቀለም ካሜራዎች ነገሮችን ለመደርደር፣ ጉድለትን ለመለየት እና ለመሰየም ያገለግላሉ። የማሽን ራዕይ ስልተ ቀመሮችን በቀለም ምልክቶች ላይ በመመስረት ክፍሎችን ወይም ምርቶችን እንዲመድቡ ይፈቅዳሉ, ይህም በማምረት ላይ አውቶማቲክ ትክክለኛነትን ያሳድጋል.
ትምህርት፣ ሰነዶች እና ማዳረስ
ሳይንሳዊ ተቋማት ብዙ ጊዜ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የቀለም ምስሎች ለሕትመት፣ ለስጦታ ፕሮፖዛል እና ለማዳረስ ይፈልጋሉ። የቀለም ምስል የሳይንሳዊ መረጃዎችን በተለይም ለኢንተር ዲሲፕሊን ግንኙነት ወይም ህዝባዊ ተሳትፎ የበለጠ የሚታወቅ እና በእይታ አሳታፊ ውክልና ያቀርባል።
የመጨረሻ ሀሳቦች
የቀለም ሳይንሳዊ ካሜራዎች የቀለም ልዩነት አስፈላጊ በሆነበት በዘመናዊ ኢሜጂንግ የስራ ፍሰቶች ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ። ሞኖክሮም ካሜራዎችን በስሜታዊነት ወይም በጥሬው ጥራት ላይያዛምዱ ቢችሉም፣ ተፈጥሯዊ፣ መተርጎም የሚችሉ ምስሎችን የማቅረብ መቻላቸው ከህይወት ሳይንስ እስከ ኢንዱስትሪ ፍተሻ ባሉት መስኮች አስፈላጊ ያደርጋቸዋል።
በቀለም እና በሞኖክሮም መካከል በሚመርጡበት ጊዜ የምስል ግቦችዎን ያስቡ። መተግበሪያዎ ዝቅተኛ-ብርሃን አፈጻጸም፣ ከፍተኛ ትብነት ወይም የፍሎረሰንት መለየትን የሚፈልግ ከሆነ፣ አንድ ባለ ሞኖክሮም ሳይንሳዊ ካሜራ ምርጡ አማራጭ ሊሆን ይችላል። ነገር ግን ለብሩህ ፊልድ ኢሜጂንግ፣ የቁሳቁስ ትንተና ወይም በቀለም ኮድ የተደረገ መረጃን የሚያካትተው ማንኛውም ተግባር የቀለም መፍትሄ ተስማሚ ሊሆን ይችላል።
የላቁ የቀለም ኢሜጂንግ ስርዓቶችን ለሳይንሳዊ ምርምር ለማሰስ፣ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን የCMOS ካሜራዎችን እና ለፍላጎትዎ የተስማሙ የ sCMOS ሞዴሎችን ያስሱ።
ቱሴን ፎኒክስ ኩባንያ፣ ሊሚትድ መብቱ በህግ የተጠበቀ ነው። ሲጠቅሱ፣ እባክዎን ምንጩን እውቅና ይስጡ፡-www.tucsen.com
