25/08/19Raha mikasika ny fakana sary marina sy azo antoka amin'ny fikarohana siantifika, ny kalitaon'ny angonao dia miankina amin'ny famahana na ny haben'ny sensor. Iray amin'ireo metrika manan-danja indrindra—saingy tsy voajery indraindray—dia ny Signal-to-Noise Ratio (SNR). Ao amin'ny rafitra imaging, ny SNR dia mamaritra mazava tsara ny fomba ahafahanao manavaka ny tena famantarana (fampahalalana mahasoa) amin'ny tabataba tsy ilaina.
Amin'ny fampiharana sary siantifika toy ny microscopy, astronomie, ary spectroscopy, ny SNR mahantra dia mety midika ny fahasamihafana misy eo amin'ny fahitana lasibatra manjavozavo sy ny tsy fahampiana azy tanteraka. Ity lahatsoratra ity dia mandinika ny fomba famaritana ny SNR, ny antony maha-zava-dehibe azy, ny fiantraikan'izany amin'ny fifanoherana, ary ny fomba hifidianana sy hanamafisana ny fakan-tsary siantifika mifototra amin'ity metrika mitsikera ity.
Inona no atao hoe tahan'ny signal-to-noise ary ahoana no famaritana azy?
Ny Signal to Noise Ratio (SNR) no fandrefesana manan-danja indrindra amin'ny kalitaon'ny sarintsika, fototra amin'ny fifanoherana sary, ary matetika no tena ilaina indrindra hamaritana raha saro-pady amin'ny fampiharanao ny fakantsary.
Ny ezaka hanatsarana ny fahatsapan'ny fakan-tsary dia mihodinkodina amin'ny fanatsarana ny famantarana voaangona:
● Amin'ny alàlan'ny fanatsarana ny fahombiazan'ny quantum na ny fitomboan'ny haben'ny piksel
● Mampihena ny tabataba miankina amin'ny fakan-tsary
Mitambatra ny loharanon'ny tabataba, saingy miankina amin'ny toe-javatra mety hanjaka, ary tokony hifantoka amin'ny fiezahana hanatsara ny SNR - na amin'ny alàlan'ny fanatsarana ny fandrindrana na ny fanamboarana, na ny fanavaozana ny loharanon-jiro, optika ary fakantsary tsara kokoa.
Fanafohezana mahazatra ny mamaritra ny sary amin'ny lafin'ny taham-pitenenana tokana amin'ny feo, ohatra ny filazana fa manana SNR '15' ny sary iray. Na izany aza, araka ny hita amin'ny anarana, ny tahan'ny signal-to-noise dia miankina amin'ny famantarana, izay mazava ho azy fa tsy mitovy amin'ny pixel tsirairay. Izany no manome antsika ny sarintsika.
Ny SNR amin'ny sary dia matetika manondro ny SNR amin'ny mari-pamantarana ambony indrindra mahaliana ao anatin'ilay sary. Ohatra, ny SNR avy amin'ny sarin'ny sela fluorescent amin'ny fiaviana maizina dia hampiasa ny hamafin'ny mari-pamantarana ambony indrindra avy amin'ny piksela amin'ny rafitra mahaliana ao anatin'ny sela.
Tsy solontena ny maka, ohatra, ny sanda miendrika ho an'ny SNR an'ny sary manontolo. Amin'ny teknika toy ny microscopie fluorescence izay mety ho mahazatra ny fiaviana maizimaizina miaraka amin'ny foton'ny zero, dia manana SNR aotra ireo pixel famantarana aotra ireo. Noho izany, ny salan'isa amin'ny sary iray dia miankina amin'ny isan'ny piksela ambadika hita maso.
Nahoana no zava-dehibe ny SNR amin'ny fakantsary siantifika
Amin'ny sary siantifika, ny SNR dia misy fiantraikany mivantana amin'ny fahafantaranao ny antsipiriany manjavozavo, ny fandrefesana ny angon-drakitra, ary ny famokarana vokatra.
●Fahazavana sary- Ny SNR avo kokoa dia mampihena ny voa ary mahatonga ny rafitra tsara ho hita.
●Data Accuracy- Mampihena ny fahadisoana amin'ny fandrefesana amin'ny andrana mifototra amin'ny hamafin'ny.
●Fampisehoana maivana- Tena ilaina amin'ny microscopie fluorescence, astrophotographie lalina, ary spectroscopy, izay ambany ny isan'ny photon.
Na mampiasa afakan-tsary sCMOSho an'ny sary haingam-pandeha na CCD mangatsiatsiaka ho an'ny fampiharana maharitra, ny fahatakarana ny SNR dia manampy anao handanjalanja ny fifanakalozam-barotra.
Ahoana ny fiantraikan'ny SNR amin'ny fifanoherana sary
Ny fifanoherana dia ny fahasamihafan'ny hamafin'ny faritra mazava sy ny faritra maizina amin'ny sary. Ho an'ny fampiharana maro, ny fifanoherana sary tsara ao anatin'ny faritra mahaliana no tanjona farany.
Betsaka ny anton-javatra ao anatin'ny foto-kevitra momba ny sary, ny rafitra optika ary ny toe-javatra momba ny sary no antony voalohany mamaritra ny fifanoherana sary, toy ny kalitaon'ny family sy ny habetsahan'ny hazavana ambadika.
●SNR avo lenta→ Fisarahana miavaka eo amin'ny faritra mamirapiratra sy maizina; mibaribary ny sisiny; mbola hita ny antsipirian-javatra an-kolaka.
●SNR ambany→ Mihamazava ny faritra maizimaizina noho ny tabataba, mihamazava ny faritra manjelanjelatra, ary mihamasaka ny fifanoherana amin'ny sary.
Ohatra, amin'ny microscopie fluorescence, ny SNR ambany dia afaka mampifangaro santionany fluorescent malemy ao ambadika, ka mahatonga ny famakafakana quantitative tsy azo ianteherana. Amin'ny astronomia, ny kintana manjavozavo na ny vahindanitra dia mety hanjavona tanteraka amin'ny angona mitabataba.
Na izany aza, misy ihany koa ny anton-javatra ao anatin'ny fakantsary - ny antony voalohany dia ny Signal to Noise Ratio. Ankoatr'izay, ary indrindra amin'ny hazavana kely, ny fampitomboana ny hamafin'ny sary, ny fomba fanehoana ny sary eo amin'ny monitor, dia manana anjara toerana lehibe amin'ny fifanoherana hita maso. Miaraka amin'ny tabataba be any amin'ny faritra maizina amin'ny sary, ny algorithm amin'ny fanindrahindrana sary mandeha ho azy dia afaka mametraka ny fetra ambany kokoa amin'ny alàlan'ny pixel mitabataba ambany sanda, raha toa ka mitombo ny tabataba amin'ny pixel famantarana avo. Izany no mahatonga ny endriky ny endrika volondavenona 'voasasa' amin'ny sary SNR ambany. Ny fifanoherana tsara kokoa dia azo atao amin'ny fametrahana ny sisiny ambany amin'ny offset fakantsary.
Antony misy fiantraikany amin'ny SNR amin'ny fakantsary siantifika
Maromaro ny endrika sy ny masontsivana miasa misy fiantraikany amin'ny SNR amin'ny rafitra fakantsary:
Teknolojia sensor
● sCMOS – Manambatra ny tabataba kely mamaky sy ny tahan'ny frame avo, mety tsara amin'ny sary mihetsika.
● CCD – Ara-tantara dia manome tabataba kely amin'ny fampisehoana lava, saingy miadana kokoa noho ny endrika CMOS maoderina.
● EMCCD – Mampiasa fanamafisam-peo amin'ny chip mba hanamafisana ireo famantarana malemy, saingy mety hampiditra tabataba be.
Haben'ny Pixel sy Famenoana
Ny piksel lehibe kokoa dia manangona fotona bebe kokoa, mampitombo ny famantarana ary noho izany ny SNR.
Fahavitan'ny Quantum (QE)
Ny QE ambony kokoa dia midika fa ny photon miditra bebe kokoa dia miova ho elektronika, manatsara ny SNR.
Faharetan'ny fifampikasohana
Ny famirapiratana lava kokoa dia manangona fotona bebe kokoa, mampitombo ny mari-pamantarana, saingy mety hampitombo ny tabataba ankehitriny.
Cooling Systems
Ny fampangatsiahana dia mampihena ny ankehitriny maizina, manatsara be ny SNR ho an'ny fampiratiana lava.
Optika sy Ilumination
Ny lantihy avo lenta sy ny hazavana marin-toerana dia mampitombo ny fisamborana famantarana ary manamaivana ny fiovaovana.
Ohatra amin'ny sandan'ny SNR Peak samihafa
Amin'ny sary, matetika ny PSNR dia manondro ny ambony indrindra amin'ny teorika mifandraika amin'ny saturation pixel. Na dia eo aza ny fahasamihafan'ny lohahevitra momba ny sary, ny fepetra momba ny sary ary ny teknolojia fakan-tsary, ho an'ny fakantsary siantifika mahazatra, ny sary miaraka amin'ny tahan'ny signal-to-noise mitovy dia mety hitovy. Ny haavon'ny 'fahamamy', ny fiovaovan'ny rafitra tsirairay, ary amin'ny lafiny sasany ny fifanoherana, dia mety hitovy avokoa amin'ireo toe-javatra samihafa ireo. Noho izany, azo atao ny mahazo ny fahatakarana ny soatoavin'ny SNR sy ny fepetra samihafa ary ny fanamby ambarany avy amin'ny sary misolo tena, toy ireo aseho eo amin'ny tabilao.
FANAMARIHANA: Ny sanda famantarana ambony indrindra amin'ny photoelectrons ho an'ny laharana tsirairay dia omena amin'ny manga. Ny sary rehetra aseho miaraka amin'ny scaling histogram mandeha ho azy, tsy miraharaha (mahavoky) 0,35% amin'ny pika mazava sy maizina indrindra. Tsanganana sary roa sisa: Sary mifototra amin'ny fakantsary amin'ny kendrena fitsapana sary. Andry efatra havanana: Ascaris nalaina tamin'ny fluorescence miaraka amin'ny tanjona mikraoskaopy 10x. Mba hanehoana ny fiovaovan'ny frame-to-frame amin'ny sandan'ny piksel amin'ny SNR ambany, dia omena sary telo misesy.
Sary mifototra amin'ny family amin'ny kendrena fitsapana, miaraka amin'ny sarin'ny microscopy fluorescence dia samy aseho, miaraka amin'ny fijery zoomed ny sary fluorescent mampiseho ny fiovaovana ao anatin'ny frame 3 misesy. Omena ihany koa ny isa ambony indrindra amin'ny sary-elektronika isaky ny ambaratonga famantarana.
Ity sary manaraka ity dia mampiseho ny dikan-teny feno amin'ireo sary ohatra ireo ho fanondroana.
Sary habe feno ampiasaina amin'ny tabilao ohatra ny tahan'ny signal-to-noise
ANKA: Kinendry andrana maka sary alaina sary miaraka amin'ny family.
TSARA: Santionany amin'ny fizarana kankana Ascaris nematode nojerena tamin'ny microscopy fluorescence amin'ny fampitomboana 10x.
SNR amin'ny Applications
SNR dia mitsikera iraka amin'ny sehatra samihafa:
● Microscopy – Mitaky SNR avo lenta ny fitadiavana fluorescence manjavozavo amin'ny santionany biolojika mba hisorohana ny ratsy diso.
● Astronomia – Ny famantarana ireo vahindanitra na exoplanets lavitra dia mitaky fampirantiana lava miaraka amin'ny tabataba kely.
● Spectroscopy - Ny SNR avo dia miantoka ny fandrefesana ny hamafin'ny tampon'isa marina amin'ny fanadihadiana simika.
● Fanaraha-maso ara-indostrialy - Amin'ny tsipika fivorian'ny hazavana ambany, ny SNR avo dia manampy amin'ny fahitana ny lesoka azo antoka.
Misafidiana fakan-tsary siantifika miaraka amin'ny SNR marina
Rehefa manombana fakantsary siantifika vaovao:
●Jereo ny SNR Specifications- Ampitahao ny sanda dB amin'ny fepetra mitovy amin'ny fampiharanao.
●Afandanja ny metrika hafa- Diniho ny fahombiazan'ny quantum, ny dynamic range ary ny tahan'ny frame.
●Ampifanaraho amin'ny teknolojia ny fampiasana tranga- Ho an'ny seho dynamique haingam-pandeha dia mety tsara ny fakan-tsary sCMOS; ho an'ny taranja static tsy misy hazavana ambany, ny CCD na EMCCD mangatsiaka dia mety hahomby kokoa.
●Fifandraisana ho an'ny fahombiazan'ny workflow- Na dia tsy misy fiantraikany mivantana amin'ny SNR aza, ny endri-javatra toy ny HDMI output dia afaka mamela ny famerenana sary amin'ny fotoana tena izy, manampy anao hanamarina haingana fa mahatratra ny SNR irinao ny firafitry ny fahazoanao.
Famaranana
Signal-to-Noise Ratio (SNR) dia metrika zava-bita lehibe izay misy fiantraikany mivantana amin'ny fahazavana sy ny fahamendrehan'ny sary siantifika. Ny fahatakarana ny fomba hamaritana ny SNR, ny lafin-javatra izay misy fiantraikany amin'izany, ary ny fiantraikan'ny soatoavin'ny SNR samihafa dia ahafahan'ny mpikaroka sy ny mpampiasa ara-teknika hanombantombana amin'ny fomba mahomby kokoa ny rafitra fakana sary. Amin'ny fampiharana izany fahalalana izany—na amin'ny fisafidianana vaovaofakan-tsary siantifikana fanatsarana ny fanamboarana efa misy — azonao atao ny miantoka fa maka angon-drakitra miaraka amin'ny haavon'ny fahitsiana takiana amin'ny fampiharana manokana anao ny rindranasan-tsaryo.
FAQs
Inona no heverina ho SNR "tsara" ho an'ny fakantsary siantifika?
Ny SNR tsara indrindra dia miankina amin'ny fampiharana. Ho an'ny asa be fitakiana be, toy ny microscopy fluorescence na astronomia, dia aroso matetika ny SNR mihoatra ny 40 dB, satria mamokatra sary miaraka amin'ny tabataba kely hita maso ary mitahiry antsipiriany tsara. Ho an'ny fampiasana laboratoara ankapobeny na fisafoana indostrialy, dia mety ho ampy ny 35-40 dB. Ny zavatra rehetra ambanin'ny 30 dB dia matetika mampiseho voa hita maso ary mety hampandefitra ny fahamendrehana, indrindra amin'ny toe-javatra tsy dia misy fifanoherana.
Ahoana ny fiantraikan'ny quantum efficiency (QE) amin'ny SNR?
Ny fahombiazan'ny quantum dia mandrefy ny fahombiazan'ny sensor iray manova ny foton'ny miditra ho elektronika. Ny QE avo kokoa dia midika fa betsaka kokoa ny hazavana azo alaina ho famantarana, mampitombo ny numerator ao amin'ny equation SNR. Zava-dehibe indrindra izany amin'ny toe-javatra misy hazavana ambany, izay misy ny foton'ny tsirairay. Ohatra, ny fakan-tsary sCMOS miaraka amin'ny QE 80% dia hahatratra SNR ambony kokoa amin'ny fepetra mitovy raha oharina amin'ny sensor miaraka amin'ny 50% QE, satria fotsiny dia maka famantarana azo ampiasaina kokoa.
Inona no maha samy hafa ny SNR sy ny Contrast-to-Noise Ratio (CNR)?
Raha mandrefy ny tanjaky ny famantarana ankapobeny amin'ny tabataba ny SNR, ny CNR kosa dia mifantoka amin'ny fahitana ny endri-javatra manokana manoloana ny fiaviany. Amin'ny sary siantifika, samy manan-danja izy roa: SNR dia milaza aminao ny fomba "manadio" ny sary amin'ny ankapobeny, raha ny CNR kosa no mamaritra raha toa ka misongadina tsara ny zavatra mahaliana iray mba hahitana na fandrefesana.
Te hianatra bebe kokoa? Jereo ny lahatsoratra mifandraika:
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
