۲۵/۰۸/۱۹کله چې په ساینسي څیړنو کې د دقیقو او باوري انځورونو اخیستلو خبره راځي، ستاسو د معلوماتو کیفیت یوازې د ریزولوشن یا سینسر اندازې څخه ډیر پورې اړه لري. یو له خورا مهم - مګر ځینې وختونه له پامه غورځول شوي - میټریکونو څخه د سیګنال څخه شور تناسب (SNR) دی. په عکس اخیستنې سیسټمونو کې، SNR دا ټاکي چې تاسو څومره په روښانه توګه کولی شئ اصلي سیګنال (ګټور معلومات) د ناغوښتل شوي شور څخه توپیر کړئ.
په ساینسي امیجنگ غوښتنلیکونو لکه مایکروسکوپي، ستورپوهنه، او سپیکٹروسکوپي کې، ضعیف SNR کولی شي د یو ضعیف هدف کشف کولو او په بشپړ ډول د ورکیدو ترمنځ توپیر معنی ولري. دا مقاله څیړي چې SNR څنګه تعریف شوی، ولې دا مهم دی، دا څنګه برعکس اغیزه کوي، او څنګه د دې مهم میټریک پراساس ساینسي کیمره غوره او غوره کړي.
د سیګنال او شور تناسب څه شی دی او دا څنګه تعریف شوی؟
د شور تناسب ته د سیګنال (SNR) زموږ د عکس کیفیت ترټولو مهم اندازه ده، د عکس برعکس کې بنسټیز، او ډیری وختونه ترټولو ګټور ټاکونکی فاکتور دی چې ایا کیمره ستاسو د غوښتنلیک لپاره کافي حساسه ده.
د کیمرې حساسیت ښه کولو هڅې د راټول شوي سیګنال ښه کولو دواړو شاوخوا ګرځي:
● د کوانټم موثریت کې د ښه والي یا د پکسل اندازې زیاتوالي له لارې
● د کمرې پورې تړلو شور سرچینو کمول
د شور سرچینې یوځای کیږي، مګر د شرایطو پورې اړه لري چې یو څوک غالب کیدی شي، او باید د SNR د ښه کولو هڅه کولو پر مهال تمرکز وشي - یا د ترتیباتو اصلاح کولو یا تنظیم کولو له لارې، یا د غوره رڼا سرچینو، آپټیکس، او کیمرونو ته د لوړولو له لارې.
دا یو عام لنډیز دی چې انځورونه د یو واحد سیګنال او شور تناسب له مخې تشریح کړئ، د مثال په توګه ادعا کول چې یو انځور د '15' SNR لري. په هرصورت، لکه څنګه چې له نوم څخه څرګندیږي، د سیګنال او شور تناسب په سیګنال پورې اړه لري، کوم چې البته د هر پکسل لپاره به توپیر ولري. دا هغه څه دي چې موږ ته زموږ انځور راکوي.
د یو انځور SNR معمولا د انځور دننه د ګټو د لوړ سیګنال SNR ته اشاره کوي. د مثال په توګه، په تیاره پس منظر کې د فلوروسینټ حجرو د عکس څخه SNR به د حجرو دننه د ګټو د جوړښت د پکسلونو څخه د لوړ سیګنال شدت وکاروي.
د مثال په توګه، د ټول انځور د SNR لپاره د اوسط ارزښت اخیستل استازیتوب نه کوي. د فلوروسینس مایکروسکوپي په څیر تخنیکونو کې چیرې چې د صفر کشف شوي فوټونونو سره تیاره شالید عام کیدی شي، دا صفر سیګنال پکسلونه د صفر SNR لري. له همدې امله، د انځور په اوږدو کې هر اوسط به پدې پورې اړه ولري چې څومره شالید پکسلونه په لید کې وو.
ولې SNR د ساینسي کیمرې لپاره مهم دی؟
په ساینسي انځورګرۍ کې، SNR په مستقیم ډول تاثیر کوي چې تاسو څومره ښه کولی شئ ضعیف توضیحات وپیژنئ، کمیتي معلومات اندازه کړئ، او پایلې بیا تولید کړئ.
●د انځور وضاحت– لوړ SNR دانه دارۍ کموي او ښه جوړښتونه ښکاره کوي.
●د معلوماتو دقت- د شدت پر بنسټ تجربو کې د اندازه کولو غلطۍ کموي.
●د ټیټ رڼا فعالیت- د فلوروسینس مایکروسکوپي، ژور اسمان ستورپوهنې، او سپیکٹروسکوپي لپاره اړین دی، چیرې چې د فوټون شمیر په طبیعي ډول ټیټ وي.
که تاسو یو کاروئد sCMOS کیمرهد لوړ سرعت امیجنگ لپاره یا د اوږدې مودې افشا کولو غوښتنلیکونو لپاره یخ شوی CCD، د SNR پوهیدل تاسو سره د فعالیت سوداګرۍ توازن کې مرسته کوي.
څنګه SNR د عکس برعکس اغیزه کوي
برعکس د انځور د رڼا ساحو او تیاره ساحو ترمنځ د شدت نسبي توپیر دی. د ډیری غوښتنلیکونو لپاره، د ګټو په ساحو کې د انځور ښه برعکس وروستۍ موخه ده.
د انځور اخیستنې موضوع، نظري سیسټم او د انځور اخیستنې شرایطو کې ډیری عوامل شتون لري چې د انځور برعکس لومړني ټاکونکي عوامل دي، لکه د لینز کیفیت او د شالید رڼا اندازه.
●لوړ SNR→ د روښانه او تیاره سیمو ترمنځ جلا والی؛ څنډې روښانه ښکاري؛ نازک جزئیات لیدل کیږي.
●ټیټ SNR→ تیاره سیمې د شور له امله روښانه کیږي، روښانه سیمې تیاره کیږي، او د انځور ټولیز برعکس کمیږي.
د مثال په توګه، په فلوروسینس مایکروسکوپي کې، ټیټ SNR کولی شي د کمزوري فلوروسینس نمونې شالید کې مخلوط کړي، چې کمیتي تحلیل بې اعتباره کوي. په ستورپوهنه کې، کمزوري ستوري یا کهکشانونه کولی شي په شورماشور معلوماتو کې په بشپړ ډول ورک شي.
په هرصورت، په کیمره کې هم عوامل شتون لري - لومړنی فکتور د سیګنال څخه د شور تناسب دی. سربیره پردې، او په ځانګړي توګه په ټیټ رڼا کې، د عکس شدت اندازه کول، څنګه عکس په مانیټر کې ښودل کیږي، د درک شوي عکس برعکس کې لوی رول لوبوي. د عکس په تیاره سیمو کې د لوړ شور سره، د اتومات عکس اندازه کولو الګوریتمونه کولی شي د ټیټ ارزښت شور پکسلونو لخوا د دوی ټیټ حد ډیر ټیټ تنظیم کړي، پداسې حال کې چې لوړ حد د لوړ سیګنال پکسلونو کې د شور لخوا زیاتیږي. دا د ټیټ SNR عکسونو د ځانګړتیا 'مینځل شوي' خړ ظاهري لامل دی. د کیمرې آفسیټ ته د ټیټ حد تنظیم کولو سره غوره برعکس ترلاسه کیدی شي.
هغه عوامل چې په ساینسي کیمرونو کې SNR اغیزه کوي
د کیمرې سیسټم په SNR باندې څو ډیزاین او عملیاتي پیرامیټرې اغیزه کوي:
د سینسر ټیکنالوژي
● sCMOS – د ټیټ لوستلو شور او لوړ فریم نرخونه سره یوځای کوي، د متحرک عکس اخیستلو لپاره مثالی.
● CCD - په تاریخي ډول د اوږدې مودې لپاره ټیټ شور وړاندې کوي، مګر د عصري CMOS ډیزاینونو په پرتله ورو.
● EMCCD – د کمزورو سیګنالونو د لوړولو لپاره د چپ پر مخ امپلیفیکیشن کاروي، مګر کولی شي ضرباتي شور معرفي کړي.
د پکسل اندازه او ډکولو فکتور
لوی پکسلونه ډیر فوټونونه راټولوي، سیګنال زیاتوي او په دې توګه SNR.
د کوانټم موثریت (QE)
لوړ QE پدې معنی دی چې ډیر راتلونکي فوټونونه په الکترونونو بدلیږي، چې SNR ښه کوي.
په معرض کې د راتلو وخت
د اوږدې مودې لپاره تماسونه ډیر فوټونونه راټولوي، سیګنال زیاتوي، مګر ممکن د تیاره جریان شور هم زیات کړي.
د یخولو سیسټمونه
یخ کول تیاره جریان کموي، د اوږدې مودې لپاره د SNR د پام وړ ښه والی راولي.
اپټیکس او روښانتیا
د لوړ کیفیت لینزونه او مستحکم روښانتیا د سیګنال نیول اعظمي کوي او تغیر کموي.
د مختلفو لوړ SNR ارزښتونو مثالونه
په انځورګرۍ کې، PSNR ډیری وختونه د پکسل سنتریت په پرتله نظري اعظمي حد ته اشاره کوي. د انځورګرۍ په موضوعاتو، د انځورګرۍ شرایطو او د کیمرې ټیکنالوژۍ کې د توپیرونو سره سره، د دودیزو ساینسي کیمرونو لپاره، د ورته سیګنال څخه تر شور تناسب سره عکسونه کولی شي ورته والی ولري. د 'ګریننس' درجه، له چوکاټ څخه تر چوکاټ پورې توپیر، او تر یوې اندازې پورې برعکس، ټول کولی شي په دې مختلفو شرایطو کې ورته وي. له همدې امله، دا ممکنه ده چې د SNR ارزښتونو او د مختلفو شرایطو او ننګونو پوهه ترلاسه کړئ چې دوی یې د استازو انځورونو څخه معنی لري، لکه هغه چې په جدول کې ښودل شوي.
یادښت: د هرې قطار لپاره د فوتو الیکټرونونو کې د لوړ سیګنال ارزښتونه په نیلي رنګ کې ورکړل شوي دي. ټول انځورونه د اتوماتیک هسټوګرام سکیلینګ سره ښودل شوي، د روښانه او تیاره پکسلونو 0.35٪ له پامه غورځول (سنترول). دوه د انځور ستنې چپ: د عکس اخیستلو ازموینې هدف د لینز پر بنسټ امیجنگ. ښي څلور ستنې: اسکاریس د 10x مایکروسکوپ هدف سره په فلوروسینس کې نیول شوی. د ټیټ SNR کې د پکسل ارزښتونو کې د چوکاټ څخه تر چوکاټ پورې توپیرونو روښانه کولو لپاره، درې پرله پسې چوکاټونه چمتو شوي.
د ازموینې هدف د لینز پر بنسټ انځور، د فلوروسینس مایکروسکوپي انځور سره یوځای ښودل شوي، د فلوروسینس انځور زوم شوی لید سره چې د 3 پرله پسې چوکاټونو دننه توپیر ښیې. د هر سیګنال په کچه د فوټو-الیکټرون لوړ شمیر هم ورکړل شوی.
لاندې انځور د حوالې لپاره د دې مثال انځورونو بشپړ نسخې ښیې.
د سیګنال او شور تناسب مثالونو جدول لپاره کارول شوي بشپړ اندازې انځورونه
چپ: د عکس اخیستلو ازموینې هدف چې د لینز سره عکس اخیستل شوی.
سمه ده: د اسکاریس نیماتود چینجي برخې یوه نمونه چې د فلوروسینس مایکروسکوپي سره د 10x لویوالي سره لیدل کیږي.
په غوښتنلیکونو کې SNR
SNR په مختلفو برخو کې ماموریت خورا مهم دی:
● مایکروسکوپي - په بیولوژیکي نمونو کې د کمزوري فلوروسینس کشف کول د غلط منفي پایلو څخه د مخنیوي لپاره لوړ SNR ته اړتیا لري.
● ستورپوهنه - د لرې کهکشانونو یا بهرنی سیارو پیژندلو لپاره د لږترلږه شور سره اوږد تماس ته اړتیا ده.
● سپیکٹروسکوپي - لوړ SNR په کیمیاوي تحلیل کې د لوړ شدت دقیق اندازه کول ډاډمن کوي.
● صنعتي تفتیش - په ټیټ رڼا کې د اسمبلۍ لینونو کې، لوړ SNR د نیمګړتیاوو په باوري ډول کشفولو کې مرسته کوي.
د سم SNR سره د ساینسي کیمرې غوره کول
کله چې د نوي ساینسي کیمرې ارزونه کوئ:
●د SNR مشخصات وګورئ- ستاسو د غوښتنلیک سره ورته شرایطو لاندې د dB ارزښتونه پرتله کړئ.
●د توازن نور میټریکونه- د کوانټم موثریت، متحرک حد، او د چوکاټ کچه په پام کې ونیسئ.
●د قضیې کارولو لپاره ټیکنالوژي سره سمون ورکړئ- د لوړ سرعت متحرک صحنو لپاره، د sCMOS کیمره ممکن غوره وي؛ د الټرا ټیټ رڼا جامد موضوعاتو لپاره، یو یخ شوی CCD یا EMCCD ممکن غوره فعالیت وکړي.
●د کاري جریان موثریت لپاره ارتباط- که څه هم په مستقیم ډول SNR اغیزه نه کوي، د HDMI آوټ پټ په څیر ځانګړتیاوې کولی شي د ریښتیني وخت عکس بیاکتنه فعاله کړي، تاسو سره مرسته کوي چې په چټکۍ سره تایید کړئ چې ستاسو د استملاک ترتیبات مطلوب SNR ترلاسه کوي.
پایله
د سیګنال څخه تر شور پورې تناسب (SNR) د فعالیت یو مهم معیار دی چې مستقیم د ساینسي عکسونو روڼتیا او اعتبار اغیزه کوي. د SNR تعریف کولو څرنګوالی، هغه عوامل چې دا اغیزه کوي، او د مختلفو SNR ارزښتونو اغیزې څیړونکو او تخنیکي کاروونکو ته اجازه ورکوي چې د عکس اخیستنې سیسټمونه په ډیر مؤثره توګه ارزونه وکړي. د دې پوهې په پلي کولو سره - ایا د نوي انتخاب په برخه کېساینسي کیمرهیا د موجوده تنظیم اصلاح کول - تاسو کولی شئ ډاډ ترلاسه کړئ چې ستاسو د عکس اخیستنې کاري فلو ستاسو د ځانګړي غوښتنلیک لپاره اړین دقت کچې سره معلومات راټولوي.
پوښتنې او ځوابونه
د ساینسي کیمرې لپاره "ښه" SNR څه شی ګڼل کیږي؟
مثالی SNR د استعمال پورې اړه لري. د ډیر تقاضا لرونکي، کمیتي کار لپاره - لکه فلوروسینس مایکروسکوپي یا ستورپوهنه - عموما د 40 dB څخه پورته SNR سپارښتنه کیږي، ځکه چې دا د لږترلږه لیدلو وړ شور سره عکسونه تولیدوي او ښه توضیحات ساتي. د عمومي لابراتوار کارونې یا صنعتي تفتیش لپاره، 35-40 dB کافي کیدی شي. هر څه چې د 30 dB څخه کم وي معمولا به لیدل کیدونکی غله وښيي او کولی شي دقت سره موافقت وکړي، په ځانګړي توګه په ټیټ برعکس حالتونو کې.
د کوانټم موثریت (QE) څنګه SNR اغیزه کوي؟
د کوانټم موثریت اندازه کوي چې سینسر څومره په مؤثره توګه راتلونکي فوټونونه په الکترونونو بدلوي. لوړ QE پدې معنی دی چې د شته رڼا ډیره برخه د سیګنال په توګه نیول کیږي، چې د SNR معادلې کې د عدد زیاتوالی راولي. دا په ځانګړي ډول د ټیټ رڼا سناریوګانو کې مهم دی، چیرې چې هر فوټون شمیرل کیږي. د مثال په توګه، د sCMOS کیمره چې د 80٪ QE سره وي به د 50٪ QE سره د سینسر په پرتله په ورته شرایطو کې لوړ SNR ترلاسه کړي، یوازې ځکه چې دا ډیر د کارولو وړ سیګنال نیسي.
د SNR او د شور تناسب (CNR) ترمنځ څه توپیر دی؟
پداسې حال کې چې SNR د شور په پرتله د سیګنال ټولیز ځواک اندازه کوي، CNR د هغې د شالید په وړاندې د یو ځانګړي ځانګړتیا لید باندې تمرکز کوي. په ساینسي عکس اخیستنه کې، دواړه مهم دي: SNR تاسو ته وایي چې انځور په ټولیز ډول څومره "پاک" دی، پداسې حال کې چې CNR دا ټاکي چې ایا د علاقې وړ یو ځانګړی شی د کشف یا اندازه کولو لپاره کافي څرګند دی.
غواړئ نور معلومات ترلاسه کړئ؟ اړوندو مقالو ته یو نظر وګورئ:
په ساینسي کیمرونو کې د کوانټم موثریت: د پیل کونکي لارښود
د ټوسن فوټونیکس شرکت، لمیټډ ټول حقونه خوندي دي. د حوالې ورکولو پرمهال، مهرباني وکړئ سرچینه ومنئ:www.tucsen.com
