Lanu Meapueata mo Fa'asaienisi Fa'aoga: Fa'afefea Latou te Galulue ma Le Mea e Sili Ai

taimi25/08/12

E ui lava o meapueata lanu e pulea le maketi o mea pueata tagata faatau, o mea pueata monochrome e sili atu ona taatele i ata faasaienisi.

 

E le mafai e masini pu'eata ona iloa le lanu, po'o le umi o galu, o le malamalama latou te aoina. O le ausiaina o se ata lanu e manaʻomia ai le tele o fetuunaiga i le maaleale ma le faʻataʻitaʻiga faʻafanua. Ae ui i lea, i le tele o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, e pei o le pathology, histology poʻo nisi suʻesuʻega faʻapisinisi, o faʻamatalaga lanu e taua, o lea e masani ai lava mea pueata faasaienisi lanu.

 

O lenei tusiga e su'esu'e ai pe o le a le lanu o mea pu'eata faasaienisi, pe fa'afefea ona fa'agaioi, o latou malosi ma tapula'a, ma le mea e sili atu ai a latou pa'aga monochrome i fa'aoga faasaienisi.

O a Meapue Fa'asaienisi Lanu?

O se meapueata faasaienisi lanu o se masini ata faʻapitoa e puʻeina faʻamatalaga lanu RGB ma le faʻamaoni maualuga, saʻo, ma le tumau. E le pei o meapueata lanu lanu fa'atau e fa'amuamua ai le va'aiga, o meapueata lanu fa'asaienisi e fa'ainisinia mo fa'ata fa'atusa e taua tele ai le sa'o o le lanu, le laina fa'alogo, ma le fa'avavevave.

 

O nei mea pu'eata e fa'aaogaina lautele i fa'aoga e pei o le brightfield microscopy, histology, su'esu'ega o meafaitino, ma galuega va'ai masini e mana'omia ai fa'amatalaga va'aia po'o le fa'avasegaina o lanu. Ole tele o mea pu'eata fa'asaienisi lanu e fa'avae ile CMOS po'o le sCMOS sensors, ua fuafuaina e fa'amalieina mana'oga faigata ole su'esu'ega fa'asaienisi ma fale gaosimea.

 

Mo se va'aiga loloto i faiga fa'atusa eseese, su'esu'e la matou filifiliga o fa'atinoga maualugamea pueata faasaienisifaʻataʻitaʻiga ua fausia mo talosaga faʻapolofesa.

Ausia Lanu: Le Bayer Filter

E masani lava, e maua le su'esu'eina o lanu i meapueata e ala i le toe gaosia o lanu i luga o mata'itū ma mata: e ala i le tu'ufa'atasiga o pika mumu, lanumeamata ma le lanumoana lata ane i 'superpixels' lanu atoa. A o'o uma laina R, G ma B i lo latou tau maualuga, e va'aia se pika pa'epa'e.

 

Talu ai e le mafai e kamela kamela ona iloa le umi o le galu o photons o loʻo oʻo mai, o le vavaeeseina o laina taʻitasi R, G poʻo B e tatau ona ausia e ala i le faʻamamaina.

 

I pixels mumu, e tu'u se faamama ta'ito'atasi i luga o le pika e poloka uma ai galu ae o lo'o i le vaega mumu o le fusi o alaleo, fa'apea fo'i mo le lanumoana ma le lanu meamata. Ae ui i lea, ina ia ausia se sikuea sikuea i itu e lua e ui lava e tolu lanu lanu, o se superpixel e faia mai le tasi lanu mumu, tasi le lanumoana ma le lua lanu meamata, e pei ona faʻaalia i le ata.

Fuafuaga faamama Bayer mo lanu

Fuafuaga faamama Bayer mo meapueata lanu

 

FAAMANATU: Fa'atulagaina o filiga lanu fa'aopoopo i pika ta'itasi mo mea pu'eata lanu e fa'aaoga ai le fa'amama fa'amama ole Bayer, fa'aaoga fa'asolosolo sikuea 4-pixel iunite o Green, Red, Blue, Green pixels. Oka i totonu ole iunite 4-pixel e mafai ona ese.

 

O pika lanumeamata e faʻamuamua uma ona o le tele o faʻapogai malamalama (mai le la i le paʻepaʻe LED) o loʻo faʻaalia le maualuga o le malosi i le vaega lanumeamata o le fusi o alaleo, ma ona o faʻamalama malamalama (mai mea puʻeata e faʻavae i luga o le silicon i o tatou mata) e masani ona maualuga i le maaleale i le lanu meamata.

 

A oʻo mai i le suʻesuʻeina o ata ma faʻaaliga, peitaʻi, e le masani ona tuʻuina atu ata i le tagata faʻaoga ma pixels e faʻaalia naʻo latou R, G poʻo B tau. O le 3-channel RGB value ua faia mo pika uma o le meapueata, e ala i le interpolating o tau o pika lata ane, i se faiga e taʻua o le 'debayering'.

 

Mo se fa'ata'ita'iga, o pika mūmū ta'itasi o le a maua ai se tau lanu meamata, pe mai le averesi o pika lanu meamata lata ane e fa, po'o se isi algorithm, ma fa'apea fo'i mo pika lanumoana lata ane e fa.

Le lelei ma le le lelei o le lanu

Fa'alelei

● E mafai ona e iloa atu i lanu! Lanu e fa'ailoa mai ai fa'amatalaga taua e fa'aleleia atili ai le fa'auigaina o tagata, aemaise lava pe a su'esu'eina fa'ata'ita'iga o mea ola po'o meafaitino.

 

● E sili atu ona faigofie le pueina o ata lanu RGB nai lo le ave faasolosolo ata R, G, ma B e faaaoga ai se meapueata monochrome

Cons

● O le maaleale o mea pueata lanu e matua faʻaitiitia pe a faʻatusatusa ia latou paʻu monochrome, faʻalagolago i le umi o le galu. I le vaega mumu ma le lanumoana o le fusi o alaleo, ona o le na o le tasi i le fa pika pika e pasia nei galu, o le aoina o le malamalama e sili atu i le 25% o se mea pueata monochrome tutusa i nei galu. I le lanumeamata, o le mea taua e 50%. E le gata i lea, e leai se faamama e atoatoa: o le maualuga o le felauaiga o le a itiiti ifo i le 100%, ma atonu e sili atu le maualalo e fuafua i le umi o le galu.

 

● O le fa'ai'uga o fa'amatalaga au'ili'ili e fa'ateteleina fo'i, ona ua fa'aitiitia fua o fa'ata'ita'iga i nei lava mea (i le 25% mo le R, B ma le 50% mo le G). I le tulaga o pika mumu, e na'o le 1 i le 4 pika e pu'eina le moli mumu, o le lelei o le pika pika mo le fa'atulagaina o iugafono e 2x tele i itu ta'itasi.

 

● O meapueata lanu e masani ona iai se faamama infrared (IR). E mafua lenei mea ona o le gafatia o mea pueata silicon e iloa ai nisi o galu IR e le o vaaia e mata o le tagata, mai le 700nm i le 1100nm. Afai e le fa'amama le moli IR lenei, o le a a'afia ai le pa'epa'e pa'epa'e, ma i'u ina le sa'o lanu lanu, ma o le ata na gaosia e le fetaui ma le mea e va'aia e mata. O le mea lea, o lenei moli IR e tatau ona faʻamama ese, o lona uiga e le mafai ona faʻaogaina mea pueata lanu mo ata faʻataʻitaʻiga, lea e faʻaogaina ai nei galu umi.

E Fa'afefea ona Galulue Meapueata Lanu?

Fa'ata'ita'iga o le fa'ata'ita'iga o le fa'asologa o mea pu'eata lanu masani

Fa'ata'ita'iga o le fa'ata'ita'iga o le fa'asologa o mea pu'eata lanu masani

 

FAAMANATU: Fa'alagolago le umi ole galu ole aofa'i fa'apitoa fa'aalia fa'apitoa mo pixels ile mumu, lanumoana ma le lanu meamata. O lo'o fa'aalia fo'i le tele o le fa'aogaina o le masini e tasi e aunoa ma ni filiga lanu. O le fa'aopoopoina o filiga lanu e matua fa'aitiitia ai le fa'atinoina.

 

O le 'autu o se meapueata lanu fa'asaienisi o lona pu'e ata, e masani lava aCMOS meapueata or sCMOS meapueata(CMOS faʻasaienisi), faʻapipiʻiina i se faamama Bayer. O le galuega mai le pu'eina o le photon i le gaosiga o ata e aofia ai ni laasaga autu:

 

1. Photon Detection: E ulu atu le malamalama i le tioata ma taia ai le masini. O pika ta'itasi e ma'ale'ale ile umi ole galu fa'atatau ile faamama lanu o lo'o tauaveina.

 

2. Fa'aliliuga Tau: E fa'atupuina e Photons se tau eletise i le photodiode i lalo ifo o pika ta'itasi.

 

3. Faitauina & Fa'ateleina: O totogi e fa'aliliu i voltage, faitau mai lea laina i lea laina, ma fa'afuainumera e ala i le analog-to-digital converters.

 

4. Toe Fa'aleleia o Lanu: O le mea pu'eata i luga o le laupapa po'o le polokalama mai fafo e feso'ota'i ai le ata lanu atoa mai fa'amaumauga fa'amama e fa'aaoga ai le fa'aogaina o algorithms.

 

5. Fa'asa'oga Ata: Fa'asologa o le fa'agasologa e pei o fa'asa'oga fa'ato'aga, pa'epa'e pa'epa'e, ma le fa'aitiitiga o le pisa o lo'o fa'aogaina e fa'amautinoa ai le sa'o ma le fa'atuatuaina o galuega.

 

O le fa'atinoga o se meapueata lanu e fa'alagolago tele i lona tekinolosi fa'alogo. O masini pu'eata CMOS fa'aonaponei e ofoina atu fua fa'avaa vave ma maualalo le pisapisao, a'o fa'aoga sCMOS e sili ona lelei mo le maualalo o le malamalama ma le lautele o le malosi, e taua mo galuega fa'asaienisi. O nei fa'avae e fa'atulaga ai le tulaga mo le fa'atusatusaina o lanu ma ata monochrome.

 

Meapue Lanu ma Meapue Monochrome: Eseesega Autu

Fa'atusatusaga i le va o ata lanu ma ata o meapueata mo le galuega maualalo

Fa'atusatusaga i le va o ata lanu ma ata monochrome mo galuega maualalo

FAAMANATU: Ata felanulanua'i fa'atasi ai ma fa'avevela mumu mumu e iloa e se meapueata lanu (agavale) ma se meapueata monochrome (taumatau), fa'atasi ai ma isi mea pu'e fa'amatalaga o lo'o tumau pea. O le ata lanu o lo'o fa'aalia ai le maualalo o le fa'asologa o fa'ailo-i-piso ma fa'ai'uga.

E ui ina fefa'asoaa'i le tele o vaega o mea pu'eata lanu ma monochrome, e taua tele a latou eseesega i fa'atinoga ma fa'aoga. O se fa'atusatusaga vave lea:

Fa'aaliga

Lanu meapueata

Meapue Monochrome

Ituaiga Sensori

CMOS/sCMOS ua fa'amama e Bayer

CMOS/sCMOS e le'i filifilia

Malamalama Malamalama

Maulalo (ona o fili lanu e poloka ai le moli)

Maualuga (leai se moli e leiloa i filiga)

I'uga Fa'ava-o-malo

Fa'ai'uga lelei maualalo (fa'asa'i)

Fuafuaga fa'ale-aganuu atoa

Talosaga Lelei

Brightfield microscopy, tala fa'asolopito, su'esu'ega mea

Fluorescence, ata maualalo-malamalama, fua maualuga-saʻo

Fa'amatalaga lanu

Pu'eina atoa fa'amatalaga RGB

Pu'eina na'o le fa'aefuefu

I se faapuupuuga, o mea pueata lanu e sili ona lelei pe a taua le lanu mo faʻamatalaga poʻo auʻiliʻiliga, ae o mea pueata monochrome e lelei mo le faʻalogo ma le saʻo.

O fea Meapueata Lanu Excel i Talosaga Faasaienisi

E ui i o latou tapula'a, o mea pueata lanu e sili atu i le tele o vaega fa'apitoa lea e taua ai le fa'avasegaina o lanu. Lalo o nai faʻataʻitaʻiga o le mea e susulu ai:

Life Sciences ma Microscopy

O mea pu'eata lanu e masani ona fa'aoga ile fa'amalamalamaga fa'amalamalamaga, aemaise ile su'esu'ega fa'asolopito. Fa'ailoga fa'ailoga e pei o le H&E po'o le Gram staining e maua ai le fa'atusatusaga fa'avae lanu e na'o le RGB ata e mafai ona fa'amatalaina. E fa'alagolago fo'i falesu'esu'e a'oa'oga ma matagaluega fa'ama'i i meapueata lanu e pu'e ai ata moni o mea fa'ata'ita'i mo le a'oa'oina po'o le fa'aogaina o su'esu'ega.

Mea Fa'asaienisi ma Su'esu'ega i luga

I su'esu'ega o meafaitino, o ata lanu e taua tele mo le fa'ailoaina o le pala, fa'ama'i, fa'alavalava, ma mea e gata ai. O meapueata lanu e fesoasoani e su'esu'e suiga ma'ale'ale ile fa'ai'uga o luga po'o fa'aletonu e ono misia e ata o le monochrome. Mo se fa'ata'ita'iga, o le iloiloina o mea tu'ufa'atasi po'o laupapa fa'asalalau lolomi e masani ona mana'omia ai le fa'atusaina o lanu sa'o.

Va'aiga Va'aiga ma Fa'autometi

I faiga fa'akomepiuta su'esu'ega, o mea pu'eata lanu e fa'aaogaina mo le fa'avasegaina o mea, su'esu'ega fa'aletonu, ma fa'ailoga fa'ailoga. Latou te faʻatagaina masini vaʻaia algorithms e faʻavasega vaega poʻo oloa e faʻavae i luga o lanu lanu, faʻaleleia le saʻo o masini i le gaosiga.

A'oa'oga, Fa'amaumauga, ma A'oa'oga

E masani ona manaʻomia e faʻalapotopotoga faʻasaienisi ata lanu sili ona lelei mo faʻasalalauga, faʻatagaina talosaga, ma faʻasalalauga. O se ata lanu e maua ai se faʻataʻitaʻiga sili atu ona faʻaogaina ma vaʻaia o faʻamatalaga faʻasaienisi, aemaise lava mo fesoʻotaʻiga vaʻavaʻai poʻo faʻasalalauga lautele.

Mafaufauga Mulimuli

O mea pu'eata fa'asaienisi lanu e iai se sao taua i fa'aonaponei fa'ata'ita'iga galuega fa'aonaponei lea e taua ai le eseesega o lanu. E ui atonu latou te le fetaui ma mea pueata monochrome i le maaleale poʻo le faʻataʻitaʻiga mataʻutia, o lo latou gafatia e tuʻuina atu ata faʻanatura, faʻamatalaina e taua tele ai i matata e amata mai i le faasaienisi o le olaga e oʻo i asiasiga fale gaosi oloa.

 

A filifili i le va o lanu ma monochrome, mafaufau i au sini ata. Afai e mana'omia e lau tusi talosaga le fa'atinoina o le malamalama, maualuga le ma'ale'ale, po'o le su'esu'eina o le fluorescence, atonu o se meapueata fa'asaienisi monochrome e ono avea ma au filifiliga sili. Ae mo faʻataʻitaʻiga susulu, suʻesuʻega o meafaitino, poʻo soʻo se galuega e aofia ai faʻamatalaga lanu lanu, e mafai ona lelei se fofo lanu.

 

Ina ia su'esu'e faiga fa'aata lanu lanu mo su'esu'ega fa'asaienisi, su'esu'e la matou laina atoa o meapueata CMOS maualuga ma fa'ata'ita'iga sCMOS e fa'atatau i ou mana'oga.

 

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Tau ma Filifiliga

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Tau ma Filifiliga