২৩/১০/১০টাইম ডিলে অ্যান্ড ইন্টিগ্রেশন (TDI) হল লাইন স্ক্যানিংয়ের নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি ছবি তোলার একটি পদ্ধতি, যেখানে নমুনা গতির সময় নির্ধারণ করে এবং ট্রিগার করে ছবি স্লাইস ক্যাপচার করে একটি ছবি তৈরি করার জন্য এক-মাত্রিক ছবি তোলা হয়। যদিও এই প্রযুক্তি কয়েক দশক ধরে চলে আসছে, এটি সাধারণত ওয়েব পরিদর্শনের মতো কম সংবেদনশীলতা প্রয়োগের সাথে যুক্ত।
নতুন প্রজন্মের ক্যামেরাগুলি sCMOS-এর সংবেদনশীলতাকে TDI-এর গতির সাথে একত্রিত করেছে, যার ফলে এরিয়া স্ক্যানের সমান মানের ছবি তোলা সম্ভব হয়েছে, তবে দ্রুত থ্রুপুট পাওয়ার সম্ভাবনাও রয়েছে। এটি বিশেষ করে সেই পরিস্থিতিতে স্পষ্ট যেখানে কম আলোতে বড় নমুনার ইমেজিং প্রয়োজন। এই প্রযুক্তিগত নোটে, আমরা TDI স্ক্যানিং কীভাবে কাজ করে তা রূপরেখা দিয়েছি এবং ছবি তোলার সময়কে তুলনামূলক বৃহৎ এলাকা স্ক্যানিং কৌশল, টাইল এবং সেলাই ইমেজিংয়ের সাথে তুলনা করেছি।
লাইন স্ক্যানিং থেকে টিডিআই পর্যন্ত
লাইন স্ক্যান ইমেজিং হল একটি ইমেজিং কৌশল যা একটি নমুনা চলমান থাকাকালীন একটি ছবির একটি অংশ নেওয়ার জন্য পিক্সেলের একটি একক লাইন (যাকে একটি কলাম বা স্টেজ বলা হয়) ব্যবহার করে। বৈদ্যুতিক ট্রিগারিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, নমুনা সেন্সরের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় একটি ছবির একটি 'স্লাইস' নেওয়া হয়। নমুনার গতির সাথে ধাপে ধাপে ছবিটি ক্যাপচার করার জন্য ক্যামেরার ট্রিগার রেট স্কেল করে এবং এই ছবিগুলি ক্যাপচার করার জন্য একটি ফ্রেম গ্র্যাবার ব্যবহার করে, এগুলিকে একসাথে সেলাই করে ছবিটি পুনর্গঠন করা যেতে পারে।
TDI ইমেজিং একটি নমুনার ছবি তোলার এই নীতির উপর ভিত্তি করে তৈরি হয়, তবে, ধারণকৃত ফটোইলেকট্রনের সংখ্যা বাড়ানোর জন্য একাধিক ধাপ ব্যবহার করা হয়। নমুনা প্রতিটি ধাপ অতিক্রম করার সাথে সাথে, পূর্ববর্তী ধাপগুলি দ্বারা ধারণকৃত বিদ্যমান ফটোইলেকট্রনে আরও তথ্য সংগ্রহ করা হয় এবং CCD ডিভাইসের অনুরূপ প্রক্রিয়ায় স্থানান্তরিত করা হয়। নমুনাটি চূড়ান্ত ধাপ অতিক্রম করার সাথে সাথে, সংগৃহীত ফটোইলেকট্রনগুলিকে একটি রিডআউটে পাঠানো হয় এবং পরিসর জুড়ে সমন্বিত সংকেত একটি চিত্র স্লাইস তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। চিত্র 1-এ, পাঁচটি TDI কলাম (পর্যায়) সহ একটি ডিভাইসে চিত্র তোলা দেখানো হয়েছে।
চিত্র ১: TDI প্রযুক্তি ব্যবহার করে ছবি তোলার একটি অ্যানিমেটেড উদাহরণ। একটি নমুনা (নীল T) একটি TDI ছবি তোলার যন্ত্রের উপর দিয়ে (৫ পিক্সেলের একটি কলাম, ৫ টি TDI পর্যায়) পাস করা হয়, এবং প্রতিটি পর্যায়ে ফটোইলেক্ট্রন ধারণ করা হয় এবং সংকেত স্তরে যোগ করা হয়। একটি রিডআউট এটিকে একটি ডিজিটাল ছবিতে রূপান্তর করে।
১ক: ছবিটি (একটি নীল T) মঞ্চে প্রবর্তিত হয়েছে; ডিভাইসে দেখানো হিসাবে T গতিশীল।
১বি: যখন T প্রথম পর্যায় অতিক্রম করে, তখন TDI ক্যামেরাটি ফটোইলেকট্রন গ্রহণ করতে ট্রিগার হয় যা TDI সেন্সরের প্রথম পর্যায়ে পৌঁছানোর সাথে সাথে পিক্সেল দ্বারা ক্যাপচার করা হয়। প্রতিটি কলামে পিক্সেলের একটি সিরিজ থাকে যা পৃথকভাবে ফটোইলেকট্রন ক্যাপচার করে।
1c: এই ধারণকৃত আলোক-ইলেকট্রনগুলিকে দ্বিতীয় পর্যায়ে স্থানান্তরিত করা হয়, যেখানে প্রতিটি কলাম তার সংকেত স্তরকে পরবর্তী পর্যায়ে ঠেলে দেয়।
১d: নমুনার এক-পিক্সেল দূরত্বের গতিবিধির সাথে সাথে, দ্বিতীয় পর্যায়ে ফটোইলেকট্রনের একটি দ্বিতীয় সেট ক্যাপচার করা হয় এবং পূর্বে ক্যাপচার করাগুলির সাথে যুক্ত করা হয়, যার ফলে সংকেত বৃদ্ধি পায়। ১ম পর্যায়ে, পরবর্তী চিত্র ক্যাপচারের সাথে সম্পর্কিত একটি নতুন সেট ফটোইলেকট্রন ক্যাপচার করা হয়।
১e: সেন্সরের পাশ দিয়ে ছবি সরানোর সময় ধাপ ১d-এ বর্ণিত ছবি তোলার প্রক্রিয়াগুলি পুনরাবৃত্তি করা হয়। এটি ধাপ থেকে আসা ফটোইলেক্ট্রন থেকে একটি সংকেত তৈরি করে। সংকেতটি একটি রিডআউটে প্রেরণ করা হয়, যা ফটোইলেক্ট্রন সংকেতকে ডিজিটাল রিডআউটে রূপান্তরিত করে।
১f: ডিজিটাল রিডআউটটি একটি চিত্রের কলাম অনুসারে প্রদর্শিত হয়। এটি একটি চিত্রের ডিজিটাল পুনর্গঠনের অনুমতি দেয়।
যেহেতু TDI ডিভাইসটি একই সাথে এক পর্যায় থেকে অন্য পর্যায়ে ফটোইলেকট্রন প্রেরণ করতে এবং নমুনাটি গতিশীল থাকাকালীন প্রথম পর্যায় থেকে নতুন ফটোইলেকট্রন ক্যাপচার করতে সক্ষম, তাই চিত্রটি ক্যাপচার করা সারির সংখ্যায় কার্যকরভাবে অসীম হতে পারে। ট্রিগার রেট, যা চিত্র ক্যাপচারের সংখ্যা নির্ধারণ করে (চিত্র 1a) শত শত kHz এর ক্রম হতে পারে।
চিত্র ২-এর উদাহরণে, ৫ µm পিক্সেল TDI ক্যামেরা ব্যবহার করে ২৯ x ১৭ মিমি মাইক্রোস্কোপ স্লাইডটি ১০.১ সেকেন্ডে ধারণ করা হয়েছে। উল্লেখযোগ্য জুম স্তরেও, অস্পষ্টতার মাত্রা ন্যূনতম। এটি এই প্রযুক্তির পূর্ববর্তী প্রজন্মের তুলনায় একটি বিশাল অগ্রগতির প্রতিনিধিত্ব করে।
আরও বিস্তারিত জানার জন্য, সারণি 1 10, 20, এবং 40 x জুমে সাধারণ নমুনা আকারের একটি সিরিজের জন্য প্রতিনিধিত্বমূলক ইমেজিং সময় দেখায়।
চিত্র ২: টুকসেন ৯kTDI ব্যবহার করে তোলা একটি ফ্লুরোসেন্ট নমুনার ছবি। এক্সপোজার ১০ মিলিসেকেন্ড, ক্যাপচার সময় ১০.১ সেকেন্ড।
সারণী ১: জাবের এমভিআর সিরিজের মোটরচালিত মঞ্চে ১০, ২০ এবং ৪০ x এ ১ এবং ১০ মিলিসেকেন্ড এক্সপোজার সময়ের জন্য একটি টুকসেন ৯kTDI ক্যামেরা ব্যবহার করে বিভিন্ন নমুনা আকারের (সেকেন্ড) ক্যাপচার সময়ের ম্যাট্রিক্স।
এরিয়া স্ক্যান ইমেজিং
sCMOS ক্যামেরায় এরিয়া স্ক্যান ইমেজিংয়ের জন্য দ্বিমাত্রিক পিক্সেল ব্যবহার করে একই সাথে একটি সম্পূর্ণ ছবি তোলা হয়। প্রতিটি পিক্সেল আলো ধারণ করে, তাৎক্ষণিক প্রক্রিয়াকরণের জন্য বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে এবং উচ্চ রেজোলিউশন এবং গতির সাথে একটি সম্পূর্ণ ছবি তৈরি করে। একক এক্সপোজারে ধারণ করা যেতে পারে এমন একটি ছবির আকার পিক্সেলের আকার, বিবর্ধন এবং অ্যারেতে পিক্সেলের সংখ্যা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, প্রতি (১)
একটি স্ট্যান্ডার্ড অ্যারের জন্য, দেখার ক্ষেত্রটি (2)
যেসব ক্ষেত্রে একটি নমুনা ক্যামেরার দৃশ্যক্ষেত্রের জন্য খুব বড়, সেখানে চিত্রটিকে দৃশ্যক্ষেত্রের আকারের চিত্রের একটি গ্রিডে পৃথক করে একটি চিত্র তৈরি করা যেতে পারে। এই চিত্রগুলির ক্যাপচার একটি প্যাটার্ন অনুসরণ করে, যেখানে পর্যায়টি গ্রিডের একটি অবস্থানে চলে যাবে, পর্যায়টি স্থির হবে এবং তারপরে চিত্রটি ক্যাপচার করবে। ঘূর্ণায়মান শাটার ক্যামেরাগুলিতে, শাটারটি ঘোরার সময় অতিরিক্ত অপেক্ষার সময় থাকে। ক্যামেরার অবস্থানটি সরানো এবং সেলাই করে এই চিত্রগুলি ক্যাপচার করা যেতে পারে। চিত্র 3 16 টি ছোট চিত্র একসাথে সেলাই করে তৈরি ফ্লুরোসেন্স মাইক্রোস্কোপির অধীনে একটি মানব কোষের একটি বৃহৎ চিত্র দেখায়।
চিত্র ৩: টাইল এবং সেলাই ইমেজিং ব্যবহার করে এরিয়া স্ক্যান ক্যামেরায় ধারণ করা একটি মানব কোষের স্লাইড।
সাধারণভাবে, বৃহত্তর বিশদ সমাধানের জন্য আরও ছবি তৈরি করতে হবে এবং এইভাবে একসাথে সেলাই করতে হবে। এর একটি সমাধান হল ব্যবহার করাবড় ফরম্যাটের ক্যামেরা স্ক্যানিং, যার মধ্যে উচ্চ পিক্সেল গণনা সহ বৃহৎ সেন্সর রয়েছে, বিশেষায়িত অপটিক্সের সাথে তাল মিলিয়ে, যা আরও বেশি পরিমাণে বিশদ ক্যাপচার করার অনুমতি দেয়।
টিডিআই এবং এরিয়া স্ক্যানিং (টাইল এবং স্টিচ) এর মধ্যে তুলনা
নমুনার বৃহৎ-ক্ষেত্র স্ক্যানিংয়ের জন্য, টাইল এবং স্টিচ এবং টিডিআই স্ক্যানিং উভয়ই উপযুক্ত সমাধান, তবে সর্বোত্তম পদ্ধতি নির্বাচন করে, একটি নমুনা স্ক্যান করার জন্য প্রয়োজনীয় সময় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা সম্ভব। টিডিআই স্ক্যানিংয়ের মাধ্যমে চলমান নমুনা ক্যাপচার করার ক্ষমতার মাধ্যমে এই সময় সাশ্রয় করা হয়; টাইল এবং স্টিচ ইমেজিংয়ের সাথে সম্পর্কিত স্টেজ সেটলিং এবং রোলিং শাটার টাইমিংয়ের সাথে সম্পর্কিত বিলম্ব দূর করে।
চিত্র ৪-এ টাইল এবং স্টিচ (বামে) এবং টিডিআই (ডানে) স্ক্যানিং-এ মানব কোষের ছবি তোলার জন্য প্রয়োজনীয় স্টপ (সবুজ) এবং নড়াচড়া (কালো রেখা) তুলনা করা হয়েছে। টিডিআই ইমেজিং-এ ছবিটি থামিয়ে পুনরায় সারিবদ্ধ করার প্রয়োজনীয়তা দূর করে, ইমেজিং সময় উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা সম্ভব, এক্সপোজার সময় কম <100 মিলিসেকেন্ড প্রদান করে।
সারণি ২ একটি 9k TDI এবং একটি স্ট্যান্ডার্ড sCMOS ক্যামেরার মধ্যে স্ক্যানিংয়ের একটি কার্যকর উদাহরণ দেখায়।
চিত্র ৪: ফ্লুরোসেন্সের অধীনে একটি মানব কোষের ক্যাপচারের একটি স্ক্যানিং মোটিফ যেখানে টাইল এবং সেলাই (বামে) এবং টিডিআই ইমেজিং (ডানে) দেখানো হয়েছে।
সারণী ২: ১০x অবজেক্টিভ লেন্স এবং ১০ মিলিসেকেন্ড এক্সপোজার টাইম সহ ১৫ x ১৫ মিমি নমুনার জন্য এরিয়া স্ক্যান এবং টিডিআই ইমেজিংয়ের তুলনা।
যদিও TDI ছবি তোলার গতি বৃদ্ধির জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনা প্রদান করে, তবুও এই প্রযুক্তির ব্যবহারের কিছু সূক্ষ্মতা রয়েছে। উচ্চ এক্সপোজার সময়ের (>১০০ মিলিসেকেন্ড) জন্য, এরিয়া স্ক্যানের মুভ এবং সেটেলমেন্ট দিকগুলিতে নষ্ট হওয়া সময়ের তাৎপর্য এক্সপোজার সময়ের তুলনায় হ্রাস পায়। এই ধরনের ক্ষেত্রে, এরিয়া স্ক্যান ক্যামেরা TDI ইমেজিংয়ের তুলনায় কম স্ক্যান সময় অফার করতে পারে। TDI প্রযুক্তি আপনার বর্তমান সেটআপের তুলনায় আপনাকে সুবিধা দিতে পারে কিনা তা দেখার জন্য,যোগাযোগ করুনতুলনামূলক ক্যালকুলেটরের জন্য।
অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশন
অনেক গবেষণা প্রশ্নের জন্য একটি একক ছবির চেয়ে বেশি তথ্যের প্রয়োজন হয়, যেমন মাল্টিচ্যানেল বা মাল্টিফোকাস ইমেজ অধিগ্রহণ।
একটি এরিয়া স্ক্যান ক্যামেরায় মাল্টিচ্যানেল ইমেজিংয়ে একসাথে একাধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যবহার করে ছবি তোলা হয়। এই চ্যানেলগুলি সাধারণত লাল, সবুজ এবং নীল রঙের মতো বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। প্রতিটি চ্যানেল দৃশ্য থেকে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা বর্ণালী তথ্য ধারণ করে। ক্যামেরাটি তারপর এই চ্যানেলগুলিকে একত্রিত করে একটি পূর্ণ-রঙিন বা বহুবর্ণালী চিত্র তৈরি করে, যা দৃশ্যের আরও বিস্তৃত দৃশ্য প্রদান করে স্বতন্ত্র বর্ণালী বিবরণ সহ। এরিয়া স্ক্যান ক্যামেরায়, এটি বিচ্ছিন্ন এক্সপোজার দ্বারা অর্জন করা হয়, তবে, TDI ইমেজিংয়ের মাধ্যমে, সেন্সরটিকে একাধিক অংশে পৃথক করার জন্য একটি স্প্লিটার ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি 9kTDI (45 মিমি) কে 3 x 15.0 মিমি সেন্সরে বিভক্ত করা এখনও একটি স্ট্যান্ডার্ড সেন্সর (6.5 µm পিক্সেল প্রস্থ, 2048 পিক্সেল) 13.3 মিমি প্রস্থের চেয়ে বড় হবে। তাছাড়া, যেহেতু TDI-তে শুধুমাত্র চিত্রিত নমুনার অংশে আলোকসজ্জার প্রয়োজন হয়, তাই স্ক্যানগুলি আরও দ্রুত চক্রাকারে করা যেতে পারে।
আরেকটি ক্ষেত্রে যেখানে এটি হতে পারে তা হল মাল্টি-ফোকাস ইমেজিং। এরিয়া স্ক্যান ক্যামেরায় মাল্টিফোকাস ইমেজিং এর মধ্যে রয়েছে বিভিন্ন ফোকাস দূরত্বে একাধিক ছবি তোলা এবং সেগুলিকে মিশ্রিত করে একটি যৌগিক ছবি তৈরি করা যাতে পুরো দৃশ্যটি তীক্ষ্ণ ফোকাসে থাকে। এটি প্রতিটি ছবির ইন-ফোকাস অঞ্চল বিশ্লেষণ এবং একত্রিত করে একটি দৃশ্যের বিভিন্ন দূরত্ব মোকাবেলা করে, যার ফলে একটি ছবির আরও বিশদ উপস্থাপনা পাওয়া যায়। আবার, একটি ব্যবহার করেস্প্লিটারTDI সেন্সরকে দুটি (২২.৫ মিমি) অথবা তিনটি (১৫.০ মিমি) টুকরোতে ভাগ করার জন্য, এরিয়া স্ক্যানের সমতুল্যের চেয়ে দ্রুত মাল্টিফোকাস ইমেজ অর্জন করা সম্ভব হতে পারে। তবে উচ্চতর ক্রম মাল্টিফোকাসের (৬ বা তার বেশি z স্ট্যাক) ক্ষেত্রে, এরিয়া স্ক্যান সম্ভবত দ্রুততম ইমেজিং কৌশল হিসেবে থাকবে।
উপসংহার
এই টেকনিক্যাল নোটে এরিয়া স্ক্যানিং এবং বৃহৎ-এরিয়া স্ক্যানিংয়ের জন্য TDI প্রযুক্তির মধ্যে পার্থক্য তুলে ধরা হয়েছে। লাইন স্ক্যানিং এবং sCMOS সংবেদনশীলতা একত্রিত করে, TDI দ্রুত, উচ্চ-মানের ইমেজিং অর্জন করে, কোনও বাধা ছাড়াই, টাইল এবং সেলাইয়ের মতো ঐতিহ্যবাহী এরিয়া স্ক্যান পদ্ধতিকে ছাড়িয়ে যায়। এই নথিতে বর্ণিত বিভিন্ন অনুমান বিবেচনা করে আমাদের অনলাইন ক্যালকুলেটর ব্যবহারের সুবিধাগুলি মূল্যায়ন করুন। TDI দক্ষ ইমেজিংয়ের জন্য একটি শক্তিশালী হাতিয়ার হিসেবে দাঁড়িয়ে আছে যা স্ট্যান্ডার্ড এবং উন্নত ইমেজিং উভয় কৌশলেই ইমেজিং সময় কমানোর জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনা রয়েছে।যদি আপনি দেখতে চান যে একটি TDI ক্যামেরা বা এরিয়া স্ক্যান ক্যামেরা আপনার অ্যাপ্লিকেশনের সাথে মেলে কিনা এবং আপনার ক্যাপচারের সময় উন্নত করতে পারে কিনা, তাহলে আজই আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন।
