25/08/12පාරිභෝගික කැමරා වෙළඳපොළේ වර්ණ කැමරා ආධිපත්‍යය දැරුවත්, විද්‍යාත්මක රූපකරණයේදී ඒකවර්ණ කැමරා බහුලව දක්නට ලැබේ.
කැමරා සංවේදකවලට ඒවා එකතු කරන ආලෝකයේ වර්ණය හෝ තරංග ආයාමය හඳුනා ගැනීමට සහජයෙන්ම හැකියාවක් නැත. වර්ණ රූපයක් ලබා ගැනීම සඳහා සංවේදීතාව සහ අවකාශීය සාම්පල ලබා ගැනීමේදී සම්මුති ගණනාවක් අවශ්‍ය වේ. කෙසේ වෙතත්, ව්‍යාධි විද්‍යාව, හිස්ටොලොජි හෝ සමහර කාර්මික පරීක්ෂණ වැනි බොහෝ රූපකරණ යෙදුම්වල වර්ණ තොරතුරු අත්‍යවශ්‍ය වේ, එබැවින් වර්ණ විද්‍යාත්මක කැමරා තවමත් සුලභ වේ.
මෙම ලිපිය විද්‍යාත්මක කැමරා වල වර්ණය කුමක්ද, ඒවා ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය, ඒවායේ ශක්තීන් සහ සීමාවන් සහ විද්‍යාත්මක යෙදීම් වලදී ඒවා ඒවායේ ඒකවර්ණ සගයන් අභිබවා යන්නේ කොතැනද යන්න ගවේෂණය කරයි.
වර්ණ විද්‍යාත්මක කැමරා යනු මොනවාද?
වර්ණ විද්‍යාත්මක කැමරාවක් යනු ඉහළ විශ්වාසවන්තභාවයකින්, නිරවද්‍යතාවයකින් සහ අනුකූලතාවයකින් RGB වර්ණ තොරතුරු ග්‍රහණය කරන විශේෂිත රූපකරණ උපාංගයකි. දෘශ්‍ය ආකර්ෂණයට ප්‍රමුඛත්වය දෙන පාරිභෝගික ශ්‍රේණියේ වර්ණ කැමරා මෙන් නොව, විද්‍යාත්මක වර්ණ කැමරා ප්‍රමාණාත්මක රූපකරණය සඳහා නිර්මාණය කර ඇති අතර එහිදී වර්ණ නිරවද්‍යතාවය, සංවේදක රේඛීයතාව සහ ගතික පරාසය ඉතා වැදගත් වේ.
මෙම කැමරා දීප්තිමත් ක්ෂේත්‍ර අන්වීක්ෂය, හිස්ටොලොජි, ද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය සහ යන්ත්‍ර දෘෂ්ටි කාර්යයන් වැනි යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වන අතර එහිදී දෘශ්‍ය අර්ථ නිරූපණය හෝ වර්ණ පාදක වර්ගීකරණය අත්‍යවශ්‍ය වේ. බොහෝ වර්ණ විද්‍යාත්මක කැමරා CMOS හෝ sCMOS සංවේදක මත පදනම් වන අතර ඒවා විද්‍යාත්මක හා කාර්මික පර්යේෂණවල දැඩි ඉල්ලීම් සපුරාලීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත.
විවිධ රූපකරණ පද්ධති පිළිබඳ ගැඹුරු බැල්මක් සඳහා, අපගේ ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත රූපකරණ තෝරාගැනීම ගවේෂණය කරන්න.විද්‍යාත්මක කැමරාවවෘත්තීය යෙදුම් සඳහා නිර්මාණය කර ඇති ආකෘති.
වර්ණය ලබා ගැනීම: බේයර් පෙරහන
සාම්ප්‍රදායිකව, කැමරාවල වර්ණ හඳුනාගැනීම මොනිටර සහ තිරවල වර්ණ ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කරන ආකාරයටම සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ: අසල ඇති රතු, කොළ සහ නිල් පික්සලවල සංයෝජන හරහා පූර්ණ වර්ණ 'සුපිරි පික්සල' බවට පත් කිරීමෙනි. R, G සහ B නාලිකා සියල්ලම ඒවායේ උපරිම අගයේ ඇති විට, සුදු පික්සලයක් දිස්වේ.
සිලිකන් කැමරාවලට එන ෆෝටෝනවල තරංග ආයාමය හඳුනාගත නොහැකි බැවින්, එක් එක් R, G හෝ B තරංග ආයාම නාලිකාව වෙන් කිරීම පෙරීම හරහා ලබා ගත යුතුය.
රතු පික්සල වලදී, වර්ණාවලියේ රතු කොටසේ ඇති තරංග ආයාමයන් හැර අනෙකුත් සියලුම තරංග ආයාම අවහිර කිරීම සඳහා පික්සලය මත තනි පෙරහනක් තබා ඇති අතර, නිල් සහ කොළ සඳහාද එසේමය. කෙසේ වෙතත්, වර්ණ නාලිකා තුනක් තිබියදීත්, ද්විමාන වලින් හතරැස් ටයිල් කිරීමක් ලබා ගැනීම සඳහා, රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, එක් රතු, එක් නිල් සහ කොළ පික්සල දෙකකින් සුපිරි පික්සලයක් සෑදී ඇත.
වර්ණ කැමරා සඳහා බේයර් පෙරහන් පිරිසැලසුම
සටහන: බේයර් පෙරහන් පිරිසැලසුම භාවිතයෙන් වර්ණ කැමරා සඳහා තනි පික්සලවලට එකතු කරන ලද වර්ණ පෙරහන් පිරිසැලසුම, කොළ, රතු, නිල්, කොළ පික්සලවල නැවත නැවතත් වර්ග 4-පික්සල ඒකක භාවිතා කරයි. 4-පික්සල ඒකකය තුළ අනුපිළිවෙල වෙනස් විය හැකිය.
හරිත පික්සල දෙකටම ප්‍රමුඛත්වය දෙනු ලබන්නේ බොහෝ ආලෝක ප්‍රභවයන් (සූර්යයාගේ සිට සුදු LED දක්වා) වර්ණාවලියේ හරිත කොටසේ උපරිම තීව්‍රතාවය පෙන්නුම් කරන නිසාත්, ආලෝක අනාවරක (සිලිකන් පාදක කැමරා සංවේදකවල සිට අපගේ ඇස් දක්වා) සාමාන්‍යයෙන් හරිත පැහැයෙන් උපරිම සංවේදීතාවයක් පෙන්නුම් කරන නිසාත් ය.
කෙසේ වෙතත්, රූප විශ්ලේෂණය සහ සංදර්ශකය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, සාමාන්‍යයෙන් පික්සල එකක R, G හෝ B අගය පමණක් පෙන්වන පරිදි රූප පරිශීලකයාට ලබා නොදේ. කැමරාවේ සෑම පික්සලයක් සඳහාම 3-නාලිකා RGB අගයක් නිර්මාණය කරනු ලබන්නේ, 'debayering' නම් ක්‍රියාවලියක් තුළ, අසල ඇති පික්සලවල අගයන් අන්තර් පොලඹවා ගැනීමෙනි.
උදාහරණයක් ලෙස, සෑම රතු පික්සලයක්ම, අසල ඇති කොළ පැහැති පික්සල හතරේ සාමාන්‍යයෙන් හෝ වෙනත් ඇල්ගොරිතමයක් හරහා සහ ඒ ආකාරයෙන්ම අසල ඇති නිල් පික්සල හතර සඳහා ද හරිත අගයක් ජනනය කරනු ඇත.
වර්ණයේ වාසි සහ අවාසි
වාසි
● ඔබට එය වර්ණයෙන් දැකිය හැකිය! වර්ණ මගින් මානව අර්ථ නිරූපණය වැඩි දියුණු කරන වටිනා තොරතුරු ලබා දෙයි, විශේෂයෙන් ජීව විද්‍යාත්මක හෝ ද්‍රව්‍ය සාම්පල විශ්ලේෂණය කිරීමේදී.
● ඒකවර්ණ කැමරාවක් භාවිතයෙන් අනුක්‍රමික R, G, සහ B රූප ලබා ගැනීමට වඩා RGB වර්ණ රූප ග්‍රහණය කිරීම බොහෝ සරලයි.
අවාසි
● වර්ණ කැමරාවල සංවේදීතාව තරංග ආයාමය මත පදනම්ව ඒවායේ ඒකවර්ණ සගයන්ට සාපේක්ෂව විශාල ලෙස අඩු වේ. වර්ණාවලියේ රතු සහ නිල් කොටසෙහි, මෙම තරංග ආයාමයන් පසු කරන පික්සල් පෙරහන් හතරෙන් එකක් පමණක් නිසා, ආලෝක එකතුව මෙම තරංග ආයාමයන්හි සමාන ඒකවර්ණ කැමරාවක ආලෝක එකතුවට වඩා 25% ක් පමණ වේ. කොළ පැහැයෙන්, සාධකය 50% කි. ඊට අමතරව, කිසිදු පෙරහනක් පරිපූර්ණ නොවේ: උච්ච සම්ප්‍රේෂණය 100% ට වඩා අඩු වනු ඇති අතර, නිශ්චිත තරංග ආයාමය අනුව එය බෙහෙවින් අඩු විය හැකිය.
● සියුම් විස්තරවල විභේදනය ද නරක අතට හැරේ, මන්ද මෙම සාධක මගින්ම සාම්පල අනුපාත අඩු වන බැවිනි (R, B සඳහා 25% දක්වා සහ G සඳහා 50% දක්වා). රතු පික්සල සම්බන්ධයෙන්, පික්සල 4 න් 1 ක් පමණක් රතු ආලෝකය ග්‍රහණය කර ගන්නා අතර, විභේදනය ගණනය කිරීම සඳහා ඵලදායී පික්සල ප්‍රමාණය සෑම මානයකම 2x විශාල වේ.
● වර්ණ කැමරාවලට අධෝරක්ත (IR) පෙරහනක් ද නිරන්තරයෙන් ඇතුළත් වේ. මෙයට හේතුව මිනිස් ඇසට නොපෙනෙන IR තරංග ආයාමයන් 700nm සිට 1100nm පමණ දක්වා හඳුනා ගැනීමට සිලිකන් කැමරාවලට ඇති හැකියාවයි. මෙම IR ආලෝකය පෙරහන් නොකළහොත්, එය සුදු සමබරතාවයට බලපාන අතර, සාවද්‍ය වර්ණ ප්‍රතිනිෂ්පාදනයකට හේතු වන අතර, නිපදවන ලද රූපය ඇසට පෙනෙන දේට නොගැලපේ. එබැවින්, මෙම IR ආලෝකය පෙරහන් කළ යුතුය, එනම් මෙම තරංග ආයාමයන් භාවිතා කරන රූපකරණ යෙදුම් සඳහා වර්ණ කැමරා භාවිතා කළ නොහැකි බවයි.
වර්ණ කැමරා ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද?
සාමාන්‍ය වර්ණ කැමරා ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතා වක්‍රයක උදාහරණයක්
සටහන: රතු, නිල් සහ කොළ පෙරහනක් සහිත පික්සල සඳහා වෙන වෙනම පෙන්වා ඇති ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාවයේ තරංග ආයාම යැපීම. වර්ණ පෙරහන් නොමැතිව එකම සංවේදකයේ ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාව ද පෙන්වා ඇත. වර්ණ පෙරහන් එකතු කිරීම ක්වොන්ටම් කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.
විද්‍යාත්මක වර්ණ කැමරාවක හරය වන්නේ එහි රූප සංවේදකයයි, සාමාන්‍යයෙන්CMOS කැමරාව or sCMOS කැමරාව(විද්‍යාත්මක CMOS), බේයර් පෙරහනකින් සමන්විතයි. ෆෝටෝන ග්‍රහණයේ සිට රූප ප්‍රතිදානය දක්වා වැඩ ප්‍රවාහයට ප්‍රධාන පියවර කිහිපයක් ඇතුළත් වේ:
1. ෆෝටෝන හඳුනාගැනීම: ආලෝකය කාචයට ඇතුළු වී සංවේදකයට පහර දෙයි. සෑම පික්සලයක්ම එය රැගෙන යන වර්ණ පෙරහන මත පදනම්ව නිශ්චිත තරංග ආයාමයකට සංවේදී වේ.
2. ආරෝපණ පරිවර්තනය: ෆෝටෝන එක් එක් පික්සලයට යටින් ඇති ෆොටෝ ඩයෝඩයේ විද්‍යුත් ආරෝපණයක් ජනනය කරයි.
3. කියවීම සහ විස්තාරණය: ආරෝපණ වෝල්ටීයතා බවට පරිවර්තනය කරනු ලැබේ, පේළියෙන් පේළිය කියවනු ලැබේ, සහ ඇනලොග්-ඩිජිටල් පරිවර්තක මගින් ඩිජිටල්කරණය කරනු ලැබේ.
4. වර්ණ ප්‍රතිනිර්මාණය: කැමරාවේ අභ්‍යන්තර සකසනය හෝ බාහිර මෘදුකාංගය, පෙරහන් කළ දත්ත වලින් සම්පූර්ණ වර්ණ රූපය ඩිමෝසයිසින් ඇල්ගොරිතම භාවිතයෙන් අන්තර්ග්‍රහණය කරයි.
5. රූප නිවැරදි කිරීම: නිවැරදි, විශ්වාසදායක ප්‍රතිදානය සහතික කිරීම සඳහා පැතලි ක්ෂේත්‍ර නිවැරදි කිරීම, සුදු සමබරතාවය සහ ශබ්දය අඩු කිරීම වැනි පසු සැකසුම් පියවර යොදනු ලැබේ.
වර්ණ කැමරාවක ක්‍රියාකාරිත්වය එහි සංවේදක තාක්ෂණය මත බෙහෙවින් රඳා පවතී. නවීන CMOS කැමරා සංවේදක වේගවත් රාමු අනුපාත සහ අඩු ශබ්දයක් ලබා දෙන අතර, sCMOS සංවේදක අඩු ආලෝක සංවේදීතාව සහ පුළුල් ගතික පරාසයක් සඳහා ප්‍රශස්තිකරණය කර ඇති අතර එය විද්‍යාත්මක කටයුතු සඳහා ඉතා වැදගත් වේ. මෙම මූලික කරුණු වර්ණ සහ ඒකවර්ණ කැමරා සංසන්දනය කිරීම සඳහා වේදිකාව සකසයි.
වර්ණ කැමරා එදිරිව ඒකවර්ණ කැමරා: ප්‍රධාන වෙනස්කම්
අඩු ආලෝක කාර්යයන් සඳහා වර්ණ සහ ඒකවර්ණ කැමරා රූප අතර සංසන්දනය
සටහන: වර්ණ කැමරාවක් (වමේ) සහ ඒකවර්ණ කැමරාවක් (දකුණේ) මගින් අනාවරණය කරගත් රතු තරංග ආයාම විමෝචනයක් සහිත ප්‍රතිදීප්ත රූපය, අනෙකුත් කැමරා පිරිවිතරයන් එලෙසම පවතී. වර්ණ රූපය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය සහ විභේදනය පෙන්වයි.
වර්ණ සහ ඒකවර්ණ කැමරා දෙකෙහිම බොහෝ සංරචක බෙදා ගන්නා අතර, ඒවායේ ක්‍රියාකාරිත්වයේ සහ භාවිත අවස්ථා වල වෙනස්කම් සැලකිය යුතු ය. මෙන්න ඉක්මන් සංසන්දනයක්:
| විශේෂාංගය | වර්ණ කැමරාව | ඒකවර්ණ කැමරාව |
| සංවේදක වර්ගය | බේයර්-පෙරහන් කළ CMOS/sCMOS | පෙරහන් නොකළ CMOS/sCMOS |
| ආලෝක සංවේදීතාව | පහළ (වර්ණ පෙරහන් ආලෝකය අවහිර කිරීම නිසා) | ඉහළ (පෙරහන් වලට ආලෝකය අහිමි නොවේ) |
| අවකාශීය විභේදනය | අඩු ඵලදායී විභේදනය (ඩිමෝසයිසින්) | සම්පූර්ණ ස්වදේශීය විභේදනය |
| කදිම යෙදුම් | දීප්තිමත් ක්ෂේත්‍ර අන්වීක්ෂය, පටක විද්‍යාව, ද්‍රව්‍ය පරීක්ෂාව | ප්‍රතිදීප්තතාව, අඩු ආලෝක ප්‍රතිබිම්බනය, ඉහළ නිරවද්‍යතා මිනුම් |
| වර්ණ දත්ත | සම්පූර්ණ RGB තොරතුරු ග්‍රහණය කරයි | අළු පරිමාණය පමණක් ග්‍රහණය කරයි |
කෙටියෙන් කිවහොත්, අර්ථ නිරූපණය හෝ විශ්ලේෂණය සඳහා වර්ණ වැදගත් වන විට වර්ණ කැමරා වඩාත් සුදුසු වන අතර, ඒකවර්ණ කැමරා සංවේදීතාව සහ නිරවද්‍යතාවය සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.
විද්‍යාත්මක යෙදීම්වලදී වර්ණ කැමරා විශිෂ්ටත්වයට පත්වන තැන
ඒවායේ සීමාවන් තිබියදීත්, වර්ණ වෙනස වැදගත් වන බොහෝ විශේෂිත ක්ෂේත්‍රවල වර්ණ කැමරා අභිබවා යයි. ඒවා බැබළෙන ස්ථාන පිළිබඳ උදාහරණ කිහිපයක් පහත දැක්වේ:
ජීව විද්‍යාව සහ අන්වීක්ෂය
දීප්තිමත් ක්ෂේත්‍ර අන්වීක්ෂයේ දී, විශේෂයෙන් හිස්ටෝලා විශ්ලේෂණයේ දී වර්ණ කැමරා බහුලව භාවිතා වේ. H&E හෝ ග්‍රෑම් පැල්ලම් කිරීම වැනි පැල්ලම් කිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රම මඟින් වර්ණ පාදක වෙනස නිපදවන අතර එය RGB ප්‍රතිබිම්බකරණයෙන් පමණක් අර්ථ නිරූපණය කළ හැකිය. ඉගැන්වීම හෝ රෝග විනිශ්චය භාවිතය සඳහා ජීව විද්‍යාත්මක නිදර්ශකවල යථාර්ථවාදී රූප ග්‍රහණය කර ගැනීම සඳහා අධ්‍යාපනික රසායනාගාර සහ ව්‍යාධි විද්‍යා දෙපාර්තමේන්තු ද වර්ණ කැමරා මත විශ්වාසය තබයි.
ද්‍රව්‍ය විද්‍යාව සහ මතුපිට විශ්ලේෂණය
ද්‍රව්‍ය පර්යේෂණයේදී, විඛාදනය, ඔක්සිකරණය, ආලේපන සහ ද්‍රව්‍ය මායිම් හඳුනා ගැනීම සඳහා වර්ණ ප්‍රතිබිම්බකරණය වටිනා වේ. මතුපිට නිමාවේ සියුම් වෙනස්කම් හෝ ඒකවර්ණ ප්‍රතිබිම්බකරණය මඟ හැරිය හැකි දෝෂ හඳුනා ගැනීමට වර්ණ කැමරා උපකාරී වේ. උදාහරණයක් ලෙස, සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය හෝ මුද්‍රිත පරිපථ පුවරු ඇගයීමට බොහෝ විට නිවැරදි වර්ණ නිරූපණය අවශ්‍ය වේ.
යන්ත්‍ර දැක්ම සහ ස්වයංක්‍රීයකරණය
ස්වයංක්‍රීය පරීක්ෂණ පද්ධතිවල, වස්තු වර්ග කිරීම, දෝෂ හඳුනාගැනීම සහ ලේබල් කිරීමේ සත්‍යාපනය සඳහා වර්ණ කැමරා භාවිතා කරයි. ඒවා යන්ත්‍ර දෘෂ්ටි ඇල්ගොරිතම මඟින් වර්ණ ඉඟි මත පදනම්ව කොටස් හෝ නිෂ්පාදන වර්ගීකරණය කිරීමට ඉඩ සලසයි, නිෂ්පාදනයේ ස්වයංක්‍රීය නිරවද්‍යතාවය වැඩි දියුණු කරයි.
අධ්‍යාපනය, ලේඛනගත කිරීම සහ ප්‍රජා සත්කාර
විද්‍යාත්මක ආයතන බොහෝ විට ප්‍රකාශන, ප්‍රදාන යෝජනා සහ ප්‍රජා සම්බන්ධතා සඳහා උසස් තත්ත්වයේ වර්ණ රූප අවශ්‍ය කරයි. වර්ණ රූපයක් මගින් විද්‍යාත්මක දත්ත වඩාත් අවබෝධාත්මක සහ දෘශ්‍යමය වශයෙන් ආකර්ශනීය නිරූපණයක් සපයයි, විශේෂයෙන් අන්තර් විෂය සන්නිවේදනය හෝ මහජන සහභාගීත්වය සඳහා.
අවසාන සිතුවිලි
වර්ණ අවකලනය වැදගත් වන නවීන රූපකරණ වැඩ ප්‍රවාහයන්හි වර්ණ විද්‍යාත්මක කැමරා අත්‍යවශ්‍ය කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. සංවේදීතාවයෙන් හෝ අමු විභේදනයෙන් ඒකවර්ණ කැමරාවලට නොගැලපෙන නමුත්, ස්වාභාවික, අර්ථ නිරූපණය කළ හැකි රූප ලබා දීමේ හැකියාව ජීව විද්‍යාවේ සිට කාර්මික පරීක්ෂාව දක්වා ක්ෂේත්‍රවල ඒවා අත්‍යවශ්‍ය වේ.
වර්ණය සහ ඒකවර්ණ අතර තෝරාගැනීමේදී, ඔබේ රූපකරණ ඉලක්ක සලකා බලන්න. ඔබේ යෙදුමට අඩු ආලෝක ක්‍රියාකාරිත්වය, ඉහළ සංවේදීතාව හෝ ප්‍රතිදීප්ත අනාවරණය අවශ්‍ය නම්, ඒකවර්ණ විද්‍යාත්මක කැමරාවක් ඔබේ හොඳම විකල්පය විය හැකිය. නමුත් දීප්තිමත් ක්ෂේත්‍ර රූපකරණය, ද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය හෝ වර්ණ කේතනය කළ තොරතුරු සම්බන්ධ ඕනෑම කාර්යයක් සඳහා, වර්ණ විසඳුමක් කදිම විය හැකිය.
විද්‍යාත්මක පර්යේෂණ සඳහා උසස් වර්ණ රූපකරණ පද්ධති ගවේෂණය කිරීමට, ඔබේ අවශ්‍යතාවලට ගැලපෙන පරිදි සකස් කරන ලද ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත CMOS කැමරා සහ sCMOS මාදිලිවල අපගේ සම්පූර්ණ පෙළගැස්ම පිරික්සන්න.
ටක්සන් ෆොටෝනික්ස් සමාගම, සීමාසහිත. සියලුම හිමිකම් ඇවිරිණි. උපුටා දක්වන විට, කරුණාකර මූලාශ්‍රය පිළිගන්න:www.ටක්සන්.කොම්
