25/08/12Ngakhale makamera amitundu amalamulira msika wamakamera ogula, makamera a monochrome ndiofala kwambiri pazithunzi zasayansi.
Masensa a kamera satha kuzindikira mtundu, kapena kutalika kwa kuwala komwe amasonkhanitsa. Kukwaniritsa chithunzi chamtundu kumafuna kusagwirizana pang'ono pakukhudzidwa ndi kutengera malo. Komabe, muzojambula zambiri, monga matenda, histology kapena kuwunika kwa mafakitale, chidziwitso chamitundu ndi chofunikira, kotero makamera asayansi amitundu akadali ofala.
Nkhaniyi ikuwunika makamera asayansi amtundu wanji, momwe amagwirira ntchito, mphamvu zawo ndi zolephera zawo, komanso komwe amaposa anzawo amtundu wa monochrome pakugwiritsa ntchito sayansi.
Kodi Makamera Asayansi Amtundu Ndi Chiyani?
Kamera yasayansi yamitundu ndi chipangizo chapadera chojambula chomwe chimajambula zambiri zamtundu wa RGB mokhulupirika kwambiri, mwatsatanetsatane, komanso mosasinthasintha. Mosiyana ndi makamera amtundu wa ogula omwe amaika patsogolo kukopa kowoneka bwino, makamera amitundu yasayansi amapangidwa kuti azitha kujambula mochuluka momwe kulondola kwamitundu, mzere wa sensa, ndi kusinthasintha kwamphamvu ndikofunikira.
Makamerawa amagwiritsidwa ntchito kwambiri pazinthu monga brightfield microscopy, histology, kusanthula kwazinthu, ndi ntchito zowonera makina komwe kutanthauzira kowoneka kapena kuyika mitundu ndikofunikira. Makamera ambiri asayansi amitundu amachokera ku masensa a CMOS kapena sCMOS, opangidwa kuti akwaniritse zofunikira pakufufuza kwasayansi ndi mafakitale.
Kuti muwone mwatsatanetsatane pamakina ojambulira osiyanasiyana, yang'anani zomwe tasankha pakuchita bwino kwambirikamera ya sayansizitsanzo zopangidwira ntchito zamaluso.
Kukwaniritsa Mtundu: Sefa ya Bayer
Mwachizoloŵezi, kuzindikira mitundu mumakamera kumatheka pogwiritsa ntchito njira zofananira ndi kupanga mitundu pa zowunikira ndi zowonera: kudzera pakuphatikizika kwa ma pixel ofiira, obiriwira ndi abuluu apafupi kukhala 'ma superpixels' amitundu yonse. Pamene njira za R, G ndi B zonse zili pamtengo wake wapamwamba, pixel yoyera imawoneka.
Popeza makamera a silicon sangathe kuzindikira kutalika kwa ma photon omwe akubwera, kulekanitsa kwa R, G kapena B wavelength channel iliyonse kuyenera kutheka kupyolera mu kusefa.
Mu ma pixel ofiira, fyuluta imodzi imayikidwa pamwamba pa pixel kuti itseke mafunde onse koma omwe ali mu gawo lofiira la sipekitiramu, momwemonso buluu ndi zobiriwira. Komabe, kuti mukwaniritse masikweya matayala m'miyeso iwiri ngakhale muli ndi njira zitatu zamitundu, superpixel imapangidwa kuchokera ku pixel imodzi yofiyira, yabuluu ndi iwiri yobiriwira, monga momwe tawonetsera pachithunzichi.
Zosefera za Bayer pamakamera amitundu
ZINDIKIRANI: Kapangidwe ka zosefera zamitundu zomwe zawonjezeredwa ku mapixels amodzi a makamera amitundu pogwiritsa ntchito mawonekedwe a fyuluta ya Bayer, pogwiritsa ntchito mayunitsi a ma pixel 4 obwerezabwereza a Green, Red, Blue, Green pixels. Kuyitanitsa mkati mwa 4-pixel unit kumatha kusiyana.
Ma pixel obiriwira amayikidwa patsogolo chifukwa magwero ambiri (kuchokera kudzuwa kupita ku ma LED oyera) amawonetsa kuchulukira kwawo mu gawo lobiriwira la sipekitiramu, komanso chifukwa zowunikira zowunikira (kuchokera ku masensa a kamera opangidwa ndi silicon kupita m'maso mwathu) nthawi zambiri zimakhala zobiriwira.
Zikafika pakusanthula ndikuwonetsa zithunzi, komabe, zithunzi sizimaperekedwa kwa wogwiritsa ntchito ndi ma pixel omwe amangowonetsa mtengo wake wa R, G kapena B. Mtengo wa 3-channel RGB umapangidwa pa pixel iliyonse ya kamera, kupyolera mu kumasulira ma pixel oyandikana nawo, munjira yotchedwa 'debayering'.
Mwachitsanzo, pixel iliyonse yofiyira imapanga mtengo wobiriwira, mwina kuchokera pa avareji ya ma pixel obiriwira apafupi, kapena kudzera mu algorithm ina, komanso momwemonso ma pixel anayi abuluu omwe ali pafupi.
Ubwino ndi kuipa kwa Mtundu
Ubwino
● Mutha kuziwona mwamitundu! Utoto umapereka chidziwitso chofunikira chomwe chimakulitsa kutanthauzira kwaumunthu, makamaka posanthula zitsanzo zachilengedwe kapena zakuthupi.
● Chosavuta kujambula zithunzi zamtundu wa RGB kuyerekeza ndi kujambula motsatizana ndi R, G, ndi B pogwiritsa ntchito kamera ya monochrome.
kuipa
● Kukhudzika kwa makamera amitundu kumachepetsedwa kwambiri poyerekeza ndi mawonekedwe awo a monochrome, malingana ndi kutalika kwa mawonekedwe. Mu gawo lofiira ndi labuluu la sipekitiramu, chifukwa cha zosefera za pixel imodzi yokha mwa zinayi zomwe zimadutsa mafundewa, kusonkhanitsa kuwala kumakhala pafupifupi 25% ya kamera yofananira ya monochrome mumayendedwe awa. Mu zobiriwira, chinthucho ndi 50%. Kuphatikiza apo, palibe fyuluta yomwe ili yabwino: kufalikira kwapamwamba kudzakhala kochepa kuposa 100%, ndipo kungakhale kotsika kwambiri kutengera kutalika kwake.
● Kutsimikiza kwa mfundo zabwino kumaipiraipiranso, popeza mitengo ya zitsanzo imachepetsedwa ndi zinthu zomwezi (kufikira 25% ya R, B ndi 50% ya G). Pankhani ya ma pixel ofiira, okhala ndi pixel 1 mwa 4 okha omwe amajambula kuwala kofiyira, kukula kwake kwa pixel kothandiza powerengera kusamvana ndi 2x kukulirapo mugawo lililonse.
● Makamera amtundu amakhalanso ndi fyuluta ya infrared (IR). Izi zili choncho chifukwa cha kuthekera kwa makamera a silicon kuti azindikire kutalika kwa mafunde a IR osawoneka ndi maso a munthu, kuyambira 700nm mpaka 1100nm. Ngati kuwala kwa IR kumeneku sikunasefedwe, kungakhudze kuyera koyera, zomwe zimapangitsa kuti mtundu ukhale wolakwika, ndipo chithunzi chopangidwa sichingafanane ndi zomwe zimawonedwa ndi maso. Chifukwa chake, kuwala kwa IR uku kuyenera kusefedwa, kutanthauza kuti makamera amtundu sangathe kugwiritsidwa ntchito pojambula zithunzi, zomwe zimagwiritsa ntchito mafundewa.
Kodi Makamera Amtundu Amagwira Ntchito Motani?
Chitsanzo cha mawonekedwe amtundu wa kamera yamtundu wa quantum curve
ZINDIKIRANI: Kudalira kwa kutalika kwa kuchuluka kwa kuchuluka komwe kumawonetsedwa padera pama pixel okhala ndi fyuluta yofiyira, yabuluu ndi yobiriwira. Zomwe zikuwonetsedwa ndikuchulukira kwa sensor yomweyi popanda zosefera zamitundu. Kuphatikiza kwa zosefera zamitundu kumachepetsa kwambiri magwiridwe antchito a quantum.
Pakatikati pa kamera yamtundu wasayansi ndi sensa yake yazithunzi, nthawi zambiri aKamera ya CMOS or sCMOS kamera(scientific CMOS), yokhala ndi fyuluta ya Bayer. Kayendetsedwe ka ntchito kuchokera ku kujambula kwa photon kupita ku chithunzi kumaphatikizapo njira zingapo zofunika:
1. Kuzindikira kwa Photon: Kuwala kumalowa mu lens ndikugunda sensor. Pixel iliyonse imakhudzidwa ndi kutalika kwake komwe kumatengera mtundu wa fyuluta yomwe imanyamula.
2. Kusintha kwa Charge: Zithunzi zimapanga magetsi mu photodiode pansi pa pixel iliyonse.
3. Readout & Amplification: Malipiro amasinthidwa kukhala ma voltages, kuwerengedwa mzere ndi mzere, ndi kusinthidwa ndi ma analogi-to-digital converters.
4. Kupanganso Mitundu: Purosesa ya kamera yapaboard kapena pulogalamu yakunja imasinthira chithunzi chamitundu yonse kuchokera pa data yosefedwa pogwiritsa ntchito ma algorithms a demosaicing.
5. Kuwongolera Zithunzi: Masitepe okonza pambuyo pake monga kuwongolera pabalaza, kusanja koyera, ndi kuchepetsa phokoso kumagwiritsidwa ntchito kuti zitsimikizire zolondola, zotuluka zodalirika.
Kuchita kwa kamera yamtundu kumadalira kwambiri ukadaulo wake wa sensor. Makamera amakono a CMOS amapereka mitengo yothamanga komanso phokoso lotsika, pomwe masensa a sCMOS amakonzedwa kuti azitha kumva kuwala kocheperako komanso kusiyanasiyana kosiyanasiyana, kofunikira pantchito yasayansi. Mfundo zazikuluzikuluzi zimayika maziko ofananiza makamera amtundu ndi monochrome.
Makamera amtundu vs. Makamera a Monochrome: Kusiyanitsa Kwakukulu
Kuyerekeza pakati pa mitundu ndi zithunzi za kamera ya monochrome pa ntchito yocheperako
ZINDIKIRANI: Chithunzi cha fluorescent chokhala ndi mawonekedwe ofiira a kutalika kwa mawonekedwe owoneka ndi kamera yamtundu (kumanzere) ndi kamera ya monochrome (kumanja), ndi mawonekedwe ena a kamera otsalirabe. Chithunzi chamtundu chikuwonetsa chiwongolero chochepa cha ma signal-to-noise ndi kusamvana.
Ngakhale makamera onse amtundu ndi monochrome amagawana zinthu zambiri, kusiyana kwawo pamachitidwe ndi machitidwe ogwiritsira ntchito ndikofunikira. Nachi kufananitsa mwachangu:
| Mbali | Kamera yamtundu | Kamera ya monochrome |
| Mtundu wa Sensor | CMOS/sCMOS yosefedwa ndi Bayer | CMOS/sCMOS yosasefedwa |
| Kumva Kuwala | Pansi (chifukwa cha zosefera zamitundu kutsekereza kuwala) | Chapamwamba (palibe kuwala kotayika ku zosefera) |
| Kusintha kwa Malo | Kutsitsa kothandiza (kuchotsa) | Full mbadwa kusamvana |
| Mapulogalamu abwino | Brightfield microscopy, histology, kuyendera zida | Fluorescence, kuyerekezera kocheperako, miyeso yolondola kwambiri |
| Mtundu wa Data | Imajambula zambiri za RGB | Imagwira motuwa kokha |
Mwachidule, makamera amitundu ndi abwino kwambiri ngati mitundu ikufunika kutanthauzira kapena kusanthula, pomwe makamera a monochrome ndi abwino kukhudzika komanso kulondola.
Kumene Makamera amtundu wa Excel mu Mapulogalamu a Sayansi
Ngakhale kuti ali ndi malire, makamera amitundu amapambana m'madera ambiri apadera kumene kusiyanitsa mitundu ndikofunikira. Pansipa pali zitsanzo zingapo za komwe amawala:
Life Sciences ndi Microscopy
Makamera amtundu amagwiritsidwa ntchito kwambiri mu microscope ya brightfield, makamaka pakuwunika kwa histological. Njira zodetsa ngati H&E kapena Gram staining zimapanga kusiyana kwamitundu komwe kumatha kutanthauziridwa ndi kujambula kwa RGB. Ma laboratories a maphunziro ndi ma dipatimenti a zachipatala amadaliranso makamera amitundu kuti ajambule zithunzi zenizeni za zitsanzo zazachilengedwe pophunzitsa kapena kugwiritsa ntchito matenda.
Sayansi Yazinthu ndi Kusanthula Pamwamba
Pakufufuza kwazinthu, kujambula kwamitundu ndikofunikira pakuzindikira dzimbiri, makutidwe ndi okosijeni, zokutira, ndi malire azinthu. Makamera amitundu amathandizira kuzindikira kusiyanasiyana kwapakatikati kapena zolakwika zomwe kujambula kwa monochrome kungaphonye. Mwachitsanzo, kuyesa zida zophatikizika kapena ma board ozungulira osindikizidwa nthawi zambiri kumafuna mawonekedwe olondola amtundu.
Kuwona kwa Makina ndi Zodzichitira
M'makina oyendera okha, makamera amitundu amagwiritsidwa ntchito posankha zinthu, kuzindikira zolakwika, ndi kutsimikizira zilembo. Amalola ma aligorivimu a masomphenya a makina kuti azigawa magawo kapena zinthu kutengera mtundu, kupititsa patsogolo kulondola kwa makina pakupanga.
Maphunziro, Zolemba, ndi Kufikira
Mabungwe asayansi nthawi zambiri amafunikira zithunzi zamtundu wapamwamba kwambiri kuti zisindikizidwe, malingaliro a zopereka, ndi kufalitsa. Chithunzi chamtundu chimapereka chithunzithunzi chowoneka bwino komanso chowoneka bwino cha data yasayansi, makamaka pakulankhulana kwamagulu osiyanasiyana kapena kulumikizana ndi anthu.
Malingaliro Omaliza
Makamera asayansi amitundu amagwira ntchito yofunika kwambiri pakujambula kwamakono komwe kusiyanitsa mitundu ndikofunikira. Ngakhale kuti mwina sangafanane ndi makamera a monochrome pakukhudzidwa kapena kusanja kosasinthika, kuthekera kwawo kopereka zithunzi zachilengedwe, zomasulira zimawapangitsa kukhala ofunikira kwambiri m'magawo kuyambira sayansi ya moyo mpaka kuwunika kwa mafakitale.
Posankha pakati pa mtundu ndi monochrome, ganizirani zolinga zanu zojambula. Ngati pulogalamu yanu ikufunika kuwala kocheperako, kukhudzika kwambiri, kapena kuzindikira kwa fluorescence, kamera yasayansi ya monochrome ikhoza kukhala njira yanu yabwino kwambiri. Koma pamaganizidwe owoneka bwino, kusanthula zinthu, kapena ntchito iliyonse yokhudzana ndi chidziwitso chamitundu, yankho lamtundu lingakhale labwino.
Kuti mufufuze makina ojambulira amitundu apamwamba pa kafukufuku wasayansi, sakatulani mndandanda wathu wonse wamakamera a CMOS ochita bwino kwambiri ndi mitundu ya sCMOS yogwirizana ndi zosowa zanu.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Ufulu wonse ndi wotetezedwa. Potchulapo, chonde vomerezani gwero:www.tucsen.com
