25/08/20Rehefa manombatombana fakantsary siantifika, dia mety ho be loatra ny famaritana ara-teknika — haben'ny piksel, fahombiazan'ny quantum, elanelana mavitrika, sy ny maro hafa. Amin'ireo fepetra ireo, ny halalin'ny bitika dia iray amin'ireo zava-dehibe indrindra amin'ny famaritana ny habetsaky ny fampahalalana azon'ny fakantsarinao alaina sy ny fomba hanehoany ny antsipiriany tsara.
Ao amin'ny sary siantifika, izay misy fiovaovana an-kolaka amin'ny famirapiratana dia afaka maneho angona manan-danja, ny fahatakarana ny halalin'ny bitika dia tsy voatery - tena ilaina izany.
Ity lahatsoratra ity dia manazava ny atao hoe halalin'ny bitika, ny fiantraikany amin'ny kalitaon'ny sary, ny anjara asany amin'ny fahamarinan'ny angona, ary ny fomba hifidianana ny halalin'ny bitika mety amin'ny fampiharanao.
Halalin'ny bitika: Ny isa ambony indrindra amin'ny haavon'ny volondavenona amin'ny Pixel sary
Rehefa miasa miaraka amin'ny fakan-tsary siantifika, ny halalin'ny bit dia mamaritra ny isan'ny soatoavina hamafiny miavaka azon'ny piksel tsirairay voarakitra. Tena zava-dehibe izany satria amin'ny sary siantifika, ny sandan'ny piksel tsirairay dia mety mifanandrify mivantana amin'ny habetsahana refesina, toy ny isan'ny photon na ny hamafin'ny fluorescence.
Ny halalin'ny bit dia mampiseho ny isan'ny 'bits' amin'ny angon-drakitra nomerika binary izay ampiasain'ny pixel tsirairay amin'ny fitehirizana ny soatoavina mahery vaika, izay misy bitika 8 mamorona bita iray. Omen'ny:
Haavo volondavenona ambony indrindra = 2^(Halin'ny bit)
Ohatra:
● 8-bit = 256 ambaratonga
● 12-bit = 4,096 ambaratonga
● 16-bit = 65.536 ambaratonga
Ny haavon'ny volondavenona bebe kokoa dia mamela ny famirapiratana tsara kokoa sy ny fanehoana marina kokoa ny fahasamihafana manjavozavo, izay mety ho fanakianana rehefa mandrefy famantarana manjavozavo na manao famakafakana quantitative.
Bitika lalina sy hafainganam-pandeha
Ny fitomboan'ny halalin'ny bitika dia midika fa ny mpanova analogue-to-digital (ADCs) dia tsy maintsy mamoaka bitika bebe kokoa isaky ny fandrefesana. Izany matetika dia mitaky azy ireo hampihena ny fandrefeny isan-tsegondra - izany hoe, hampihenana ny tahan'ny fakantsary.
Noho izany antony izany, marofakan-tsary siantifikamanolotra fomba fahazoana roa:
● Mody halalin'ny bitika avo be – Ity matetika dia manome elanelana mavitrika kokoa. Laharam-pahamehana ny famahana ny tonal sy ny isan-karazany mavitrika ho an'ny fampiharana toy ny microscopy fluorescence na spectroscopy.
● Fomba hafainganam-pandeha ambony – Mampihena ny halalin'ny bitika izany mba hahazoana ny tahan'ny sary haingana kokoa, izay tena ilaina amin'ny hetsika haingana amin'ny sary haingam-pandeha.
Ny fahafantaranao an'io fifampiraharahana io dia manampy anao hisafidy ny fomba mifanaraka amin'ny tanjonao amin'ny fakana sary - ny famahana marina vs.
Ny halalin'ny bit sy ny elanelana mavitrika
Mahazatra ny mampifangaro ny halalin'ny bit sy ny elanelana mavitrika, saingy tsy mitovy izy ireo. Ny halalin'ny bit dia mamaritra ny isan'ny haavon'ny famirapiratana, raha ny elanelana mavitrika kosa dia mamaritra ny tahan'ny famantarana manjavozavo sy mamiratra indrindra.
Ny fifandraisana misy eo amin'izy roa dia miankina amin'ny anton-javatra fanampiny toy ny firafitry ny fahazoana fakan-tsary sy ny tabataba famakiana. Raha ny marina, dia azo aseho amin'ny "bits mahomby", midika izany fa mety hampihena ny isan'ny bits izay mandray anjara amin'ny angon-drakitra sary azo ampiasaina ny fampisehoana tabataba.
Ho an'ny fifantenana fakan-tsary, midika izany fa tokony hiara-mandinika ny halalin'ny bitika sy ny elanelana mavitrika ianao fa tsy mihevitra ny iray hamaritra ny iray.
Ny bita amin'ny fitahirizana angon-drakitra ilaina isaky ny fakan-tsary (tsy misy famoretana) dia azo kajy toy izao:
fitahirizana angona
Fanampin'izany, ny endrika rakitra sasany - toy ny TIFF - dia mitahiry angona 9 ka hatramin'ny 16 bit ao anaty "wrapper" 16 bit. Midika izany fa na dia mampiasa 12 bit fotsiny aza ny sarinao, ny dian-tongotra fitahirizana dia mety mitovy amin'ny sary 16-bit feno.
Ho an'ny laboratoara mitantana angon-drakitra lehibe, dia misy fiantraikany azo ampiharina izany: mitaky habaka kapila bebe kokoa ny sary amin'ny halalin'ny bitika kokoa, ny fotoana fandefasana lava kokoa ary ny herin'ny informatika bebe kokoa amin'ny fanodinana. Ny fampifandanjana ny filàna marina amin'ny fahaiza-mitantana angon-drakitra dia tena ilaina amin'ny fizotran'ny asa mahomby.
Ny fiantraikan'ny halalin'ny bitika amin'ny kalitaon'ny sary
Sary: Ohatra amin'ny halalin'ny bit
FANAMARIHANA: Fanehoan-kevitra momba ny halalin'ny bitika. Ny fampihenana ny halalin'ny bitika dia mampihena ny isan'ny dingan-dava azo ampiasaina hanehoana ny sary.
Misy fiantraikany mivantana amin'ny lafiny maro amin'ny kalitaon'ny sary ao anaty fakantsary siantifika ny halalin'ny bitika.
Kilalao dinamika
Ny halalin'ny bitika avo kokoa dia maka ny haavon'ny famirapiratana bebe kokoa, mitahiry ny antsipiriany ao anaty aloka sy misongadina.
Ohatra, amin'ny microscopie fluorescence, ny endri-javatra manjavozavo dia mety ho zara raha hita amin'ny sary 8-bit fa miavaka kokoa amin'ny fisamborana 16-bit.
Gradations tonal malefaka kokoa
Ny halalin'ny bitro ambony kokoa dia mamela ny fifindrana mora kokoa eo amin'ny haavon'ny famirapiratana, manalavitra ny "band" amin'ny gradient. Zava-dehibe indrindra izany amin'ny famakafakana quantitative, izay mety hanimba ny vokatra ny fitsambikinana tampoka.
Fanehoan'ny Signal-to-Noise Ratio (SNR).
Na dia tsy mampitombo mivantana ny SNR an'ny sensor aza ny halalin'ny bitika, dia ahafahan'ny fakantsary maneho marina kokoa ny fiovaovan'ny famantarana manjavozavo eo ambonin'ny tabataba.
Raha ambany noho ny vahaolana atolotry ny halalin'ny bitika ny SNR an'ny sensor, dia mety tsy handray anjara amin'ny kalitaon'ny sary tena izy ireo bitika fanampiny ireo — zavatra tokony hotadidina.
Ohatra:
●8-bit sary: Mitambatra ny aloka, levona ny endri-javatra manjavozavo, ary very ny fiovana madinidinika.
●Sary 16-bit: Mitohy ny fisondrotana, voatahiry ny rafitra manjavozavo, ary azo antoka kokoa ny fandrefesana fatra.
Ny halalin'ny bit sy ny fahamarinan'ny angona amin'ny sary siantifika
Amin'ny sary siantifika, tsy sary fotsiny ny sary iray fa angona. Ny sandan'ny piksel tsirairay dia mety mifanandrify amin'ny habe azo refesina, toy ny isan'ny photon, ny hamafin'ny fluorescence, na ny herin'ny spectral.
Ny halalin'ny bitika avo kokoa dia mampihena ny hadisoana amin'ny quantization - ny hadisoana famadihana izay mitranga rehefa novaina ho nomerika ny mari-pamantarana analogue iray. Miaraka amin'ny ambaratonga maro kokoa, ny sanda nomerika nomena ny piksela dia mifanandrify kokoa amin'ny famantarana analogue marina.
Nahoana no zava-dehibe izany
● Amin'ny microscopie fluorescence, ny fahasamihafan'ny famirapiratana iray dingana dia mety maneho fiovana manan-danja amin'ny fifantohana proteinina.
● Amin'ny astronomia, mety ho very ny famantarana manjavozavo avy amin'ny kintana na vahindanitra lavitra raha ambany loatra ny halaliny.
● Amin'ny spektroskopika, ny halalin'ny bitro ambony kokoa dia miantoka ny fandrefesana mazava kokoa ny tsipika mitroka na etona.
Ny fakan-tsary sCMOS miaraka amin'ny famoahana 16-bit dia afaka mirakitra fahasamihafan-javatra manjavozavo izay tsy hita maso amin'ny rafi-pahalalana bitika ambany kokoa, ka mahatonga azy io ho ilaina amin'ny rindranasa mitaky ny fahamarinan'ny fatrany.
Ohatrinona ny halalin'ny bit ilainao?
Ny fampiharana maro dia mitaky ambaratonga avo lenta sy haingam-pandeha avo lenta, ka ny halalin'ny bit avo (14-bit, 16-bit na mihoatra) dia mety hahasoa.
Matetika miaraka amin'ny sary maivana maivana, na izany aza, ny halalin'ny bitika azo ampiasaina dia hanome ny hamafin'ny saturation ambony lavitra noho izay ho tratra amin'ny ankamaroan'ny tranga. Indrindra ho an'ny fakan-tsary 16-bit, raha tsy hoe avo loatra ny tombony, dia mahalana no ilaina ny 16-bit feno.
Ny fakan-tsary na ny maodely fakan-tsary dia mety ho 8-bit fotsiny, izay mety ho voafetra kokoa, na dia ny hafainganam-pandeha ambony kokoa azon'ny maodely 8-bit aza dia mahatonga ny varotra ho mendrika. Ny mpanamboatra fakan-tsary dia afaka mampitombo ny fahaizan'ny maody 8-bit mba hiatrehana ny haavon'ny mari-pamantarana mahazatra amin'ny fampiharana sary samihafa amin'ny alàlan'ny fanovana tombony azo ovaina.
Misafidiana ny halalin'ny bitika tsara ho an'ny fampiharanao
Ity misy fanondro haingana hampifanaraka ny halalin'ny bitika amin'ny toe-javatra siantifika mahazatra:
| Fampiharana | Soso-kevitra Bit Depth | antony |
| Microscopy fluorescence | 16-bit | Tadiavo famantarana manjavozavo sy fahasamihafan'ny hamafiny |
| Astronomia sary | 14–16-bit | Alao ny salan'isa mavitrika avo amin'ny toe-java-mazava |
| Fanaraha-maso indostrialy | 12–14-bit | Fantaro ireo lesoka kely amin'ny mazava |
| Taratasy ankapobeny | 8-bit | Ampy ho an'ny tanjona tsy quantitative |
| Spectroscopy | 16-bit | Tehirizo ny fiovaovana tsara amin'ny angona spectral |
varotra-offs:
●Avo kokoa ny halalin'ny bit= fanapahan-kevitra tsara kokoa sy marina tsara kokoa, fa rakitra lehibe kokoa sy fotoana fanodinana lava kokoa.
●Ny halaliny kely ambany= fahazoana haingana kokoa sy rakitra kely kokoa, saingy mety ho very ny antsipiriany manjavozavo.
Bit Depth vs Specs Fakan-tsary hafa
Na dia zava-dehibe aza ny halalin'ny bitika, dia ampahany iray amin'ny piozila ihany izany rehefa misafidy fakantsary siantifika.
Karazana sensor (CCD vs CMOS vs sCMOS)
● Ny rafi-pandrefesana isan-karazany dia manana tabataba mamaky teny, isan-karazany mavitrika ary mahomby amin'ny quantum. Ohatra, ny sensor avo-bit-depth miaraka amin'ny fahombiazan'ny quantum mahantra dia mety mbola miady mafy amin'ny sary ambany hazavana.
Fahavitan'ny Quantum (QE)
● Ny QE dia mamaritra ny fahaizan'ny sensor iray mamadika ny foton ho elektrôna. Ny QE avo dia zava-dehibe amin'ny fakana famantarana malemy, ary rehefa ampiarahina amin'ny halalin'ny kely ampy, dia mampitombo ny fahamarinan'ny angona izany.
Kilalao dinamika
● Ny halaviran'ny fakan-tsary dia mamaritra ny elanelana misy eo amin'ny famantarana manjavozavo sy mamiratra indrindra azon'izy ireo alaina miaraka. Ny halalin'ny dinamika avo kokoa dia mahasoa indrindra rehefa mifanandrify amin'ny halaliny kely afaka maneho ireo haavon'ny famirapiratana ireo.
Fanamarihana:
Ny halalin'ny kely kokoa dia tsy hanatsara ny kalitaon'ny sary raha misy fetran'ny rafitra hafa (toy ny tabataba na optika) no tena bottleneck.
Ohatra, ny fakan-tsary 8-bit miaraka amin'ny feo tena ambany dia mety hihoatra ny rafitra 16-bit mitabataba amin'ny fampiharana sasany.
Famaranana
Ao amin'ny sary siantifika, ny halalin'ny bit dia mihoatra noho ny famaritana ara-teknika - izany no antony fototra amin'ny fakana angona marina sy azo itokisana.
Manomboka amin'ny fitadiavana rafitra manjavozavo amin'ny microscopy ka hatramin'ny fandraketana ny vahindanitra lavitra amin'ny astronomia, ny halalin'ny bitika marina dia miantoka fa ny fakantsarinao siantifika dia mitahiry ny antsipiriany sy ny fandrefesana iankinan'ny fikarohanao.
Rehefa misafidy fakantsary:
1. Ampifanaraho amin'ny filan'ny fampiharanao ny halalin'ny bitika.
2. Hevero miaraka amin'ireo fepetra manan-danja hafa toy ny fahombiazan'ny quantum, ny tabataba, ary ny isan-karazany mavitrika.
3. Tsarovy fa ny halalin'ny bitika ambony no tena sarobidy rehefa afaka manararaotra izany ny rafitrao.
Raha mitady afakantsary CMOS orfakan-tsary sCMOSnatao ho an'ny sary siantifika avo lenta, diniho ny karazana modely natao ho an'ny fahitsiana, azo itokisana ary ny fahamarinan'ny angona.
FAQs
Inona no maha samy hafa ny 12-bit, 14-bit ary 16-bit amin'ny sary siantifika?
Amin'ny teny azo ampiharina, ny hitsambikina avy amin'ny 12-bit (4,096 ambaratonga) mankany 14-bit (16,384 ambaratonga) ary avy eo amin'ny 16-bit (65,536 ambaratonga) dia mamela ny fanavakavahana tsikelikely eo amin'ny sanda famirapiratana.
● 12-bit dia ampy ho an'ny fampiharana indostrialy sy antontan-taratasy maro izay voafehy tsara ny jiro.
● Ny 14-bit dia manome fifandanjana tsara amin'ny fahamendrehana sy ny haben'ny rakitra azo fehezina, mety amin'ny ankamaroan'ny workflows amin'ny laboratoara.
● Ny 16-bit dia tsara indrindra amin'ny toe-javatra misy hazavana ambany, avo lenta avo lenta toy ny microscopie fluorescence na sary astronomika, izay tena zava-dehibe ny fahafahana mirakitra famantarana manjavozavo tsy misy tsipiriany mamirapiratra.
Na izany aza, tadidio fa ny tabataban'ny fakan-tsarimihetsika sy ny elanelana mavitrika dia tokony ho ampy tsara hampiasana ireo dingana fanampiny ireo - raha tsy izany dia mety tsy ho tanteraka ny tombony.
Miteraka sary tsara kokoa ve ny halalin'ny bitika ambony kokoa?
Tsy mandeha ho azy. Ny halalin'ny bit dia mamaritra ny mety ho famahana ny tonal, fa ny kalitaon'ny sary dia miankina amin'ny anton-javatra hafa, ao anatin'izany:
● Fahatsapan'ny sensor (efficiency quantum)
● tabataba mamaky
● kalitaon'ny optika
● fahamarinan-toerana ny fahazavana
Ohatra, ny fakan-tsary CMOS 16-bit misy feo avo dia mety tsy maka antsipiriany mahasoa kokoa noho ny fakan-tsary sCMOS 12-bit mitabataba be amin'ny toe-javatra sasany. Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny halalin'ny bitika avo kokoa dia mahasoa indrindra rehefa ampiarahina amin'ny rafi-tsary tsara indrindra.
Afaka midina santionany amin'ny sary avo lenta ve aho nefa tsy very data manan-danja?
Eny — raha ny marina dia fanao mahazatra izany. Ny fisamborana amin'ny halalin'ny kely kokoa dia manome fahafaham-po anao amin'ny fanodinana aorian'ny fanodinana sy famakafakana quantitative. Azonao atao ny midina santionany amin'ny 8-bit ho an'ny famelabelarana na fitahirizana, mitazona ny valin'ny fanadihadiana nefa tsy mitazona ny angona feno. Ataovy azo antoka fa voatahiry any amin'ny toerana iray ny rakitra avo lenta voalohany raha toa ka ilaina ny famerenana indray.
Inona no anjara asan'ny halalin'ny bitika amin'ny fandrefesana siantifika quantitative?
Ao amin'ny fakan-tsary quantitative, ny halalin'ny bitika dia misy fiantraikany mivantana amin'ny maha-marina ny sandan'ny pixel maneho ny hamafin'ny famantarana tena izy. Tena ilaina ho an'ny:
● Microscopy – Fandrefesana ny fiovan'ny hamafin'ny fluorescence eo amin'ny haavon'ny sela.
● Spectroscopy – Famantarana ny fiovaovan'ny tsikombakomba amin'ny tsipika fitserana/famoahana.
● Astronomia – Fandraketana loharanom-pahazavana manjavozavo mandritra ny fampiratiana maharitra.
Amin'ireny tranga ireny, ny halalin'ny bitika tsy ampy dia mety hiteraka hadisoana amin'ny fihodinana na fametahana famantarana, ka mahatonga ny fandikana angon-drakitra tsy marina.
Te hianatra bebe kokoa? Jereo ny lahatsoratra mifandraika amin'izany:
[Dynamic Range] - Inona no atao hoe Dynamic Range?
Fahombiazan'ny Quantum amin'ny fakan-tsary siantifika: Torolàlana ho an'ny vao manomboka
Tucsen Photonics Co., Ltd. Zo rehetra voatokana. Rehefa mitanisa dia ekeo ny loharano:www.tucsen.com
