25/08/12Her çend kamerayên rengîn di bazara kamerayên xerîdar de serdest in jî, kamerayên monokrom di wênekirina zanistî de gelempertir in.
Sensorên kamerayê bi xwezayî nikarin reng, an dirêjahiya pêlê, ya ronahiya ku ew berhev dikin tespît bikin. Bi destxistina wêneyek rengîn hewceyê hejmarek tawîzan di hestiyarî û nimûnegirtina fezayî de dike. Lêbelê, di gelek sepanên wênekirinê de, wekî patolojî, hîstolojî an hin vekolînên pîşesaziyê, agahdariya rengîn girîng e, ji ber vê yekê kamerayên zanistî yên rengîn hîn jî gelemperî ne.
Ev gotar vedikole ka kamerayên zanistî yên rengîn çi ne, ew çawa dixebitin, hêz û kêmasiyên wan, û li ku derê ew di sepanên zanistî de ji hevpîşeyên xwe yên monokrom çêtir performansê nîşan didin.
Kamerayên Zanistî yên Rengîn çi ne?
Kamerayeke zanistî ya rengîn amûreke wênekêşiyê ya taybet e ku agahiyên rengê RGB bi dilsozî, rastbûn û yekrengiyeke bilind digire. Berevajî kamerayên rengîn ên asta xerîdar ku balkêşiya dîtbarî didin pêş, kamerayên rengîn ên zanistî ji bo wênekêşiya hejmarî têne çêkirin ku rastbûna reng, xêzikiya sensorê û rêjeya dînamîk girîng in.
Ev kamera bi berfirehî di sepanên wekî mîkroskopiya qada geş, hîstolojî, analîza materyalan û karên dîtina makîneyê de têne bikar anîn ku şîrovekirina dîtbarî an dabeşkirina li ser bingeha rengan girîng e. Piraniya kamerayên zanistî yên rengîn li ser sensorên CMOS an sCMOS-ê ne, ku ji bo bicîhanîna daxwazên dijwar ên lêkolînên zanistî û pîşesaziyê hatine çêkirin.
Ji bo nihêrînek kûr li ser pergalên wênekirinê yên cûda, hilbijartina me ya performansa bilind bigerinkameraya zanistîModelên ku ji bo serîlêdanên profesyonel hatine çêkirin.
Bidestxistina Reng: Fîltera Bayer
Bi awayekî kevneşopî, tespîtkirina rengan di kamerayan de bi heman rêbazên hilberandina rengan li ser monîtor û ekranan tê bidestxistin: bi rêya tevlihevkirina pîkselên sor, kesk û şîn ên nêzîk di nav 'superpîkselên' rengîn de. Dema ku kanalên R, G û B hemî di nirxa xwe ya herî zêde de ne, pîkselek spî tê dîtin.
Ji ber ku kamerayên silîkonî nikarin dirêjahiya pêlê ya fotonên hatî tespît bikin, veqetandina her kanala dirêjahiya pêlê ya R, G an B divê bi rêya fîlterkirinê were bidestxistin.
Di pîkselên sor de, fîlterek ferdî li ser pîkselê tê danîn da ku hemû dirêjahiya pêlê asteng bike ji bilî yên di beşa sor a spektrumê de, û her weha ji bo şîn û kesk jî. Lêbelê, ji bo bidestxistina tilekirina çargoşeyî di du pîvanan de tevî sê kanalên rengîn, superpîksel ji pîkselek sor, pîkselek şîn û du pîkselên kesk tê çêkirin, wekî ku di wêneyê de tê xuyang kirin.
Nexşeya fîltera Bayer ji bo kamerayên rengîn
NOT: Rêzkirina fîlterên rengîn ên ku li pîkselên takekesî ji bo kamerayên rengîn bi karanîna rêza fîlterê Bayer, bi karanîna yekîneyên çargoşe yên 4-pîksel ên dubarekirî yên pîkselên Kesk, Sor, Şîn, Kesk hatine zêdekirin. Rêzkirina di nav yekîneya 4-pîksel de dikare cûda bibe.
Pîkselên kesk hem ji ber ku piraniya çavkaniyên ronahiyê (ji rojê bigire heya LED-ên spî) şîdeta xwe ya herî zêde di beşa kesk a spektrumê de nîşan didin, û hem jî ji ber ku detektorên ronahiyê (ji sensorên kamerayê yên li ser silîkonê bigire heya çavên me) bi gelemperî hesasiyeta xwe ya herî zêde di nav kesk de digirin pêşiyê.
Lêbelê, dema ku dor tê ser analîzkirin û nîşandana wêneyan, wêne bi gelemperî bi pîkselên ku tenê nirxa xwe ya R, G an B nîşan didin, nayên radestkirin bo bikarhêner. Nirxek RGB ya 3-kanalî ji bo her pîkselê kamerayê tê afirandin, bi rêya interpolasyona nirxên pîkselên nêzîk, di pêvajoyek bi navê 'debayering' de.
Bo nimûne, her pîkselê sor dê nirxek kesk çêbike, an ji navînîya çar pîkselên kesk ên nêzîk, an jî bi rêya hin algorîtmayên din, û bi heman awayî ji bo çar pîkselên şîn ên nêzîk.
Erênî û Neyînîyên Rengê
Erênî
● Hûn dikarin wê bi reng bibînin! Reng agahdariyên hêja vediguhezîne ku şîrovekirina mirovan baştir dike, nemaze dema ku nimûneyên biyolojîkî an materyalî têne analîzkirin.
● Girtina wêneyên rengîn ên RGB li gorî kişandina wêneyên R, G, û B yên li pey hev bi karanîna kamerayek monokrom pir hêsantir e.
Neyînî
● Hestiyariya kamerayên rengîn li gorî hevpîşeyên wan ên monokrom, li gorî dirêjahiya pêlê pir kêm dibe. Di beşa sor û şîn a spektrumê de, ji ber ku tenê yek ji çar fîlterên pîkselan ji van dirêjahiya pêlê derbas dibe, berhevkirina ronahiyê herî zêde %25ê ya kamerayek monokrom a wekhev di van dirêjahiya pêlê de ye. Di kesk de, faktor %50 e. Wekî din, tu fîlter bêkêmasî nîne: veguhestina lûtkeyê dê ji %100 kêmtir be, û dibe ku li gorî dirêjahiya pêlê ya rastîn pir kêmtir be.
● Çareseriya hûrguliyên hûr jî xirabtir dibe, ji ber ku rêjeyên nimûnegirtinê ji hêla heman faktoran ve kêm dibin (ji bo R, B heta %25 û ji bo G heta %50). Di rewşa pîkselên sor de, ji ber ku tenê 1 ji 4 pîkselan ronahiya sor digire, mezinahiya pîkselê ya bi bandor ji bo hesabkirina çareseriyê di her pîvanê de 2 caran mezintir e.
● Kamerayên rengîn her wiha bê guman fîlterek înfrared (IR) jî dihewînin. Ev ji ber şiyana kamerayên silîkonî ye ku hin dirêjahiya pêlên IR yên ku ji çavê mirov nayên dîtin, ji 700nm heta dora 1100nm, tespît bikin. Ger ev ronahiya IR neyê fîlterkirin, ew ê bandorê li balansa spî bike, ku di encamê de hilberîna rengan ne rast be, û wêneya ku tê hilberandin dê bi ya ku bi çav tê dîtin re ne li hev bike. Ji ber vê yekê, divê ev ronahiya IR were fîlterkirin, ev tê vê wateyê ku kamerayên rengîn nikarin ji bo sepanên wênekirinê werin bikar anîn, ku van dirêjahiya pêlên bikar tînin.
Kamerayên Rengîn Çawa Dixebitin?
Nimûneya xêza karîgeriya kûantûmê ya kamerayek rengîn a tîpîk
NOTGirêdayîbûna dirêjahiya pêlê ya karîgeriya kûantûmê ji bo pîkselên bi fîlterên sor, şîn û kesk cuda cuda tê nîşandan. Her wiha karîgeriya kûantûmê ya heman sensorê bêyî fîlterên rengîn jî tê nîşandan. Zêdekirina fîlterên rengîn karîgeriya kûantûmê bi girîngî kêm dike.
Bingeha kamerayek rengîn a zanistî sensora wê ya wêneyê ye, bi gelemperîKamera CMOS or kameraya sCMOS(CMOS-a zanistî), bi fîlterek Bayer ve hatî sazkirin. Herikîna kar ji girtina fotonê heta derana wêneyê çend gavên sereke dihewîne:
1. Tesbîtkirina Fotonê: Ronahî dikeve nav lensê û li sensorê dixe. Her pîksel li gorî fîltera rengîn a ku hildigire, li hember dirêjahiya pêlê ya taybetî hesas e.
2. Veguherîna Barkê: Foton di fotodîoda di bin her pîkselê de barekî elektrîkê çêdikin.
3. Xwendin û Zêdekirin: Bark vediguherin voltajan, rêz bi rêz têne xwendin, û ji hêla veguherînerên analog-ber-dîjîtal ve têne dîjîtal kirin.
4. Ji Nû Ve Avakirina Reng: Prosesorê hundirîn ê kamerayê an nermalava derveyî wêneya tevahî rengîn ji daneyên fîltrekirî bi karanîna algorîtmayên demosaicingê interpol dike.
5. Rastkirina Wêneyê: Gavên piştî-pêvajoyê yên wekî rastkirina qada dûz, balansa spî, û kêmkirina deng têne sepandin da ku derana rast û pêbawer were misoger kirin.
Performansa kamerayek rengîn bi giranî bi teknolojiya sensora wê ve girêdayî ye. Sensorên kameraya CMOS ya nûjen rêjeyên çarçoveyê yên bilez û dengê kêm pêşkêş dikin, di heman demê de sensorên sCMOS ji bo hesasiyeta ronahiya kêm û rêza dînamîk a fireh hatine çêtirkirin, ku ji bo xebata zanistî girîng e. Ev bingeh zemînê ji bo berawirdkirina kamerayên rengîn û monokrom amade dikin.
Kamerayên Rengîn vs. Kamerayên Monochrome: Cûdahiyên Sereke
Berawirdkirina di navbera wêneyên kameraya rengîn û monokrom de ji bo xebata di ronahiya kêm de
NOTWêneya floresan bi belavbûna dirêjahiya pêlê ya sor ku ji hêla kamerayek rengîn (çep) û kamerayek monokrom (rast) ve hatî tesbît kirin, û taybetmendiyên din ên kamerayê wekî xwe mane. Wêneya rengîn rêjeya sînyala-deng û çareseriyek pir kêmtir nîşan dide.
Her çend kamerayên rengîn û monokrom gelek pêkhateyên hevpar hebin jî, cûdahiyên wan di performans û rewşên karanînê de girîng in. Li vir berawirdkirinek bilez heye:
| Taybetî | Kamera Rengîn | Kamera Monokrom |
| Cureyê Sensorê | CMOS/sCMOS-a bi fîltreya Bayer | CMOS/sCMOS bê fîltre |
| Hesasiyeta Ronahîyê | Nizmtir (ji ber ku fîlterên rengîn ronahiyê asteng dikin) | Bilindtir (ronahî ji fîlteran winda nabe) |
| Çareseriya Fezayî | Çareseriya bi bandor a kêmtir (demosaicing) | Çareseriya xwemalî ya tevahî |
| Serlêdanên Îdeal | Mîkroskopiya Brightfield, histolojî, vekolîna materyalan | Flûoresans, wênekirina di ronahiya kêm de, pîvandinên rastbûna bilind |
| Daneyên Rengê | Agahiyên RGB yên tevahî digire | Tenê rengê gewr digire |
Bi kurtasî, kamerayên rengîn çêtirîn in dema ku reng ji bo şîrovekirin an analîzê girîng e, lê kamerayên monokrom ji bo hesasiyet û rastbûnê îdeal in.
Li ku derê Kamerayên Rengîn di Serlêdanên Zanistî de Serkeftî ne
Tevî sînorkirinên xwe, kamerayên rengîn di gelek warên taybetî de ku cudakirina rengan girîng e, performansê çêtir nîşan didin. Li jêr çend mînak hene ku ew li ku derê dileyizin:
Zanistên Jiyanê û Mîkroskopî
Kamerayên rengîn bi gelemperî di mîkroskopiya zeviya geş de, bi taybetî di analîza hîstolojîk de, têne bikar anîn. Teknîkên boyaxkirinê yên wekî H&E an boyaxkirina Gram kontrastên li ser bingeha rengan çêdikin ku tenê bi wênekirina RGB dikare were şîrove kirin. Laboratuarên perwerdehiyê û beşên patolojiyê jî ji bo girtina wêneyên rastîn ên nimûneyên biyolojîkî ji bo karanîna hînkirin an teşhîsê pişta xwe didin kamerayên rengîn.
Zanista Materyalan û Analîza Rûyê
Di lêkolîna materyalan de, wênekirina rengîn ji bo destnîşankirina korozyon, oksîdasyon, pêçan û sînorên materyalan biqîmet e. Kamerayên rengîn dibin alîkar ku guherînên nazik ên di qedandina rûyê de an kêmasiyên ku wênekirina monokrom dibe ku ji nedîtî ve werin werin tespît kirin. Mînakî, nirxandina materyalên kompozît an panelên çerxeya çapkirî pir caran hewceyê temsîliyeta rengîn a rast dike.
Dîtina Makîneyê û Otomasyon
Di pergalên vekolîna otomatîk de, kamerayên rengîn ji bo rêzkirina tiştan, tespîtkirina kêmasiyan û verastkirina etîketkirinê têne bikar anîn. Ew dihêlin ku algorîtmayên dîtina makîneyê parçeyan an hilberan li gorî nîşanên rengîn dabeş bikin, û rastbûna otomasyonê di çêkirinê de zêde bikin.
Perwerde, Belgekirin, û Gihandina Derdorê
Saziyên zanistî pir caran ji bo weşan, pêşniyarên bexşînê û belavkirina agahiyan wêneyên rengîn ên bi kalîte bilind hewce dikin. Wêneyek rengîn nûnertiyek hêsan û balkêştir a daneyên zanistî peyda dike, nemaze ji bo ragihandina navdîsîplînî an jî tevlêbûna giştî.
Ramanên Dawî
Kamerayên zanistî yên rengîn di herikên xebatê yên wênekêşiyê yên nûjen de roleke girîng dilîzin, ku cihêkirina rengan girîng e. Her çend ew di warê hesasiyet an çareseriya xav de ne li gorî kamerayên monokrom bin jî, şiyana wan a radestkirina wêneyên xwezayî û şîrovekirî wan di warên ji zanistên jiyanê bigire heya vekolîna pîşesaziyê de neçar dike.
Dema ku hûn di navbera reng û monokrom de hildibijêrin, armancên xwe yên wênekêşiyê li ber çavan bigirin. Ger serîlêdana we performansa ronahiya kêm, hesasiyeta bilind, an tespîtkirina fluoresansê hewce dike, kamerayek zanistî ya monokrom dibe ku vebijarka weya çêtirîn be. Lê ji bo wênekêşiya qada geş, analîza materyalê, an her karekî ku agahdariya bi kodên rengîn ve girêdayî ye, çareseriyek rengîn dibe ku îdeal be.
Ji bo keşifkirina pergalên wênekirina rengîn ên pêşketî ji bo lêkolînên zanistî, rêza me ya tevahî ya kamerayên CMOS-ê yên performansa bilind û modelên sCMOS-ê yên ku li gorî hewcedariyên we hatine çêkirin bigerin.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Hemû maf parastî ne. Dema îqtibaskirinê, ji kerema xwe çavkaniyê destnîşan bikin:www.tucsen.com
