25/08/19A o'o mai i le pu'eina o ata sa'o ma fa'atuatuaina i su'esu'ega fa'asaienisi, o le lelei o au fa'amaumauga e fa'alagolago i le sili atu nai lo na'o le fa'ai'uga po'o le tele o le fa'alogo. O se tasi o mea e sili ona taua-ae o nisi taimi e le amanaʻia-o fua faatatau o le Signal-to-Noise Ratio (SNR). I faiga fa'ata'ita'iga, SNR e fuafua pe fa'apefea ona e iloa le fa'ailoga moni (fa'amatalaga aoga) mai le leo le mana'omia.
I fa'ata'ita'iga fa'asaienisi e pei o microscopy, astronomy, ma spectroscopy, o le leaga o le SNR e mafai ona faauigaina le eseesega i le va o le su'eina o se sini vaivai ma le misi atoa. O lenei tusiga e su'esu'e ai pe fa'apefea ona fa'amatalaina le SNR, pe aisea e taua ai, fa'afefea ona a'afia ai le fa'atusatusaga, ma pe fa'apefea ona filifili ma fa'amalieina se mea pu'eata fa'asaienisi e fa'atatau i lenei fua fa'atatau.
O le a le fua faatatau o le faailo-i le pisapisao ma e fa'apefea ona fa'auigaina?
O le Signal to Noise Ratio (SNR) o le fua pito sili lea ona taua o la tatou ata, faʻavae i le faʻatusatusaina o ata, ma e masani lava o le mea sili ona aoga e iloa ai pe o se mea puʻe e lava le maaleale mo lau talosaga.
O taumafaiga e fa'aleleia le ma'ale'ale o meapueata e fa'ata'amilo i le fa'aleleia atili o le fa'ailoga ua aoina:
● E ala i le faʻaleleia atili o le quantum efficiency poʻo le faʻateleina o le pixel size
● Fa'aitiitia puna fa'alagolago i meapueata o pisa
E fa'aopoopo fa'atasi fa'apogai, ae fa'atatau i tulaga e mafai e se tasi ona fa'atosina, ma e tatau ona taula'i ile taumafai e fa'aleleia le SNR - pe ala i le fa'avasegaina o fa'atulagaga po'o le fa'atūina, po'o le fa'aleleia i puna malamalama sili atu, optics, ma meapueata.
E masani ona fa'apuupuu le fa'amatala o ata i tulaga o se fua fa'ailoga e tasi i le pisa, mo se fa'ata'ita'iga fai mai o se ata e iai le SNR o le '15'. Ae ui i lea, e pei ona manino mai i le igoa, o le fua faatatau o le faailo-i-leo e faalagolago i le faailo, lea o le a eseese mo pika taitasi. O le mea lea e maua ai lo tatou ata.
O le SNR o se ata e masani lava ona faasino i le SNR o le faailo pito i luga o le fiafia i totonu o le ata. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le SNR mai se ata o sela faʻamalama i luga o se ata pogisa o le a faʻaogaina ai le maualuga o faʻailoga malosi mai pika o se fausaga o tului i totonu o le sela.
E le o se sui e ave, mo se faʻataʻitaʻiga, se uiga taua mo le SNR o le ata atoa. I metotia e pei o le fluorescence microscopy lea e mafai ona masani ai se ata pogisa e leai ni photon e iloa, o nei pixels faailo e leai se SNR o le zero. O le mea lea, so'o se averesi i luga o se ata e fa'alagolago i le tele o pika i tua na va'aia.
Aisea e taua ai le SNR mo mea pu'eata fa'asaienisi
I fa'ata'ita'iga fa'asaienisi, e fa'aa'afia sa'o e le SNR le lelei e mafai ai ona e iloa fa'amatalaga vaivai, fua fa'atatau fa'amaumauga, ma toe faia fa'ai'uga.
●Ata manino- O le maualuga o le SNR e faʻaitiitia ai le saito ma faʻaalia lelei fausaga.
●Fa'amatalaga sa'o- Faʻaitiitia mea sese o fua i faʻataʻitaʻiga faʻavae malosi.
●Fa'atinoga Malalo-Malamalama– Mana'omia mo le fa'ata'ita'i fa'amalama, va'aiga va'aiga loloto-lagi, ma fa'ata'oto, lea e masani ona maualalo le aofa'i o photon.
Pe o e fa'aaogaina sesCMOS meapueatamo ata maualuga-saosaoa po'o se CCD malulu mo talosaga umi-fa'aalia, malamalama SNR fesoasoani ia te oe faapaleni fa'atinoga fefa'ataua'iga.
Fa'afefea ona Fa'aaafia e le SNR le Fa'atusatusaga o Ata
O le fa'atusatusaga o le eseesega fa'atatau i le malosi i le va o vaega malamalama ma vaega pogisa o se ata. Mo le tele o talosaga, o le eseesega o ata lelei i totonu o vaega e fiafia i ai o le sini mulimuli lea.
E tele mea taua i totonu o le fa'ata'ita'iga mataupu, opitika faiga ma fa'ata'ita'iga tulaga o mea ia e fa'atatau i le fa'atusatusaina o ata, e pei o le lelei o le tioata ma le tele o le malamalama i tua.
●SNR maualuga→ Vaevaega ese i le va o itulagi susulu ma pogisa; pito e foliga mai e maoti; fa'amatalaga ma'ale'ale e tumau pea ona iloa.
●SNR maualalo→ O vaega pogisa e atili susulu ona o le pisapisao, o vaega susulu e fa'agesegese, ma fa'ato'a fa'avasega ata atoa.
Mo se faʻataʻitaʻiga, i le microscopy fluorescence, maualalo le SNR e mafai ona faʻafefiloi vaivai faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga i tua, ma le faʻatuatuaina le suʻesuʻega faʻatusatusa. I su'esu'ega o fetu, fetu vaivai po'o aniva e mafai ona mou atoa i fa'amatalaga pisapisao.
Ae ui i lea, e iai foʻi mea faʻapitoa i totonu o le meapueata lava ia - o le mea autu o le Signal to Noise Ratio. E le gata i lea, aemaise lava i le maualalo o le malamalama, o le faʻatupuina o le malosi o ata, pe faʻafefea ona faʻaalia le ata i luga o le mataʻituina, e tele sona sao i le vaʻaia o le eseesega o ata. Faatasi ai ma le maualuga o le pisapisao i vaega pogisa o le ata, o le auto image scaling algorithms e mafai ona i ai lo latou pito i lalo e seti maualalo e ala i pika pisapisao maualalo, ae o le maualuga maualuga e faateleina e ala i le pisapisao i pixels faailo maualuga. O le mafua'aga lea o foliga 'efu'efu 'fufulu' foliga o ata maualalo-SNR. E sili atu le eseesega e mafai ona maua e ala i le setiina o le pito i lalo i le meapueata offset.
O Mea e A'afia ai le SNR i Meapueata Fa'asaienisi
Ole tele o mamanu ma fa'atinoga fa'atino e a'afia ai le SNR ole mea pu'eata:
Tekonolosi Sensori
● sCMOS – Fa'atasi le leo faitau maualalo ma fua fa'avaa maualuga, lelei mo ata fa'amalosi.
● CCD - I tala faasolopito e ofoina atu le pisapisao maualalo i faʻaaliga uumi, ae faʻagesegese nai lo mamanu CMOS faʻaonapo nei.
● EMCCD – Fa'aaogā le fa'amalo i luga ole masini e fa'aoso ai fa'ailo vaivai, ae mafai ona fa'atupu le pisa fa'atele.
Tele Pika ma Fa'atumu Fa'atumu
O pika tetele e aoina atili photons, faʻateleina le faailo ma faʻapea le SNR.
Quantum Efficiency (QE)
O le maualuga o le QE o lona uiga o le tele o photons o loʻo sau e liua i le eletise, faʻaleleia le SNR.
Taimi o a'afiaga
O fa'aaliga uumi e maua mai ai le tele o ata, fa'ateleina le fa'ailo, ae mafai fo'i ona fa'atuputeleina le pisa pogisa.
Faiga malulu
O le malulu e faʻaitiitia ai le pogisa, faʻaleleia atili le SNR mo faʻaaliga umi.
Optics ma le fa'amalamalamaga
O tioata sili ona lelei ma le malamalama mautu e fa'ateleina le pu'eina o fa'ailo ma fa'aitiitia ai le fesuisuia'i.
Fa'ata'ita'iga o Tulaga Eseese Peak SNR
I faʻataʻitaʻiga, e masani ona faasino le PSNR i le maualuga maualuga e faʻatatau i le pixel saturation. E ui lava i eseesega i mataupu tau ata, tulaga o ata ma mea pueata, mo meapueata faasaienisi masani, o ata e tutusa le fua o faailoilo i le pisa e mafai ona tutusa. O le tikeri o le 'saito', fesuiaiga mai le faavaa i le faavaa, ma i nisi itu o le eseesega, e mafai ona tutusa uma i nei tulaga eseese. O le mea lea, e mafai ona maua se malamalamaga o tau SNR ma tulaga eseese ma luʻitau latou te faʻaalia mai ata faʻatusa, e pei o loʻo faʻaalia i le laulau.
FAAMANATU: Ole maualuga ole fa'ailoga ile photoelectrons mo laina ta'itasi o lo'o tu'uina atu ile lanumoana. O ata uma o lo'o fa'aalia i le fa'avasegaina o le histogram auto, le amana'ia (tuu) 0.35% o pika sili ona susulu ma sili ona pogisa. Tu'u lua koluma ata: Ata fa'avae tioata o se fa'ata'ita'iga o su'ega ata. Taumatau e fa koluma: Ascaris pu'eina i le fluorescence ma le 10x microscope sini. Ina ia fa'ata'ita'i le fa'avasegaina o le fa'avaa-i-fa'avaa fesuiaiga i tau pika i lalo ifo o le SNR, e tolu fa'avaa fa'asolosolo e tu'uina atu.
O lo'o fa'aalia uma se ata fa'avae tioata o se su'ega fa'ata'ita'iga, fa'atasi ai ma se ata fa'ata'ita'i fa'alelei, fa'atasi ai ma se va'aiga fa'alatalata o le ata fa'amalama e fa'aalia ai le fesuiaiga i totonu o fa'avaa fa'asolosolo e 3. O lo'o tu'uina atu fo'i le numera maualuga o ata-eletise i fa'ailoga ta'itasi.
O le ata o lo'o i lalo o lo'o fa'aalia ai fa'amatalaga atoa o nei fa'ata'ita'iga ata mo fa'amatalaga.
Ata fa'ato'atoa fa'aogaina mo fa'ata'ita'iga fua o fa'ailo i le pisa
Taumatau: O se fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'i na pu'eina ma se tioata.
Tauagavale: O se fa'ata'ita'iga o le vaega o anufe o le Ascaris nematode na va'aia i le fa'ata'ita'iga fa'alelei i le 10x fa'alautele.
SNR i Talosaga
O le SNR e taua tele i le tele o matata eseese:
● Microscopy – O le su'esu'eina o le felafolafoa'i vaivai i meaola fa'ata'ita'iga e mana'omia ai le maualuga o le SNR e aloese ai mai fa'aletonu sese.
● Astronomy – O le fa'ailoaina o aniva mamao po'o le va'aiga mamao e mana'omia ai ni fa'aaliga umi ma sina pisa.
● Spectroscopy - O le SNR maualuga e faʻamautinoa saʻo fua o le malosi maualuga i suʻesuʻega vailaʻau.
● Su'esu'ega Fa'apisinisi - I laina fa'apotopotoga maualalo, SNR maualuga e fesoasoani e su'e fa'aletonu ma le fa'atuatuaina.
Filifilia o se Pueata Fa'asaienisi ma le SNR Sa'o
A'o iloiloina se meapueata faasaienisi fou:
●Siaki SNR Fa'amatalaga– Faatusatusa tau o le dB i lalo o tulaga tutusa ma lau talosaga.
●Paleni Isi Fua– Manatu i le quantum efficiency, dynamic range, and frame rate.
●Fa'afetaui Tekonolosi e Fa'aaoga le Pusa– Mo fa'aaliga fa'anatinati saosaoa, atonu e lelei le mea pu'eata sCMOS; mo mata'upu fa'amaualalo-maualalo-malamalama, o le CCD fa'amalieina po'o le EMCCD e mafai ona sili atu le fa'atinoga.
●Feso'ota'iga mo le Fa'aleleia o Galuega- E ui e le afaina saʻo le SNR, o foliga e pei o le HDMI output e mafai ona mafai ai ona toe iloilo ata taimi moni, fesoasoani ia te oe e vave faʻamaonia o au faʻatauga e ausia le SNR manaʻomia.
Fa'ai'uga
Signal-to-Noise Ratio (SNR) ose metric fa'atinoga autu e fa'aaafia tonu ai le manino ma le fa'amaoni o ata fa'asaienisi. Malamalama pe faʻapefea ona faʻamalamalamaina le SNR, o mea e aʻafia ai, ma aʻafiaga o tau SNR eseese e mafai ai e tagata suʻesuʻe ma tagata faʻaoga faʻapitoa ona iloilo faiga faʻataʻitaʻiga sili atu ona lelei. E ala i le faaaogaina o lenei malamalama—pe i le filifilia o se mea foumea pueata faasaienisipo'o le fa'asilisiliina o se fa'atulagaga o lo'o iai—e mafai ona e fa'amautinoa o lo'o pu'eina e lau fa'ata'ita'iga fa'amaumauga fa'amaumauga ma le tulaga sa'o e mana'omia mo lau fa'aoga patino.
FAQs
O le a le mea e ta'ua o se SNR "lelei" mo mea pu'eata faasaienisi?
Ole SNR lelei e fa'alagolago ile talosaga. Mo galuega sili ona mana'omia, fa'afuainumera-e pei o le fluorescence microscopy po'o le astronomy-o le SNR i luga a'e o le 40 dB e masani ona fautuaina, aua e maua ai ata e itiiti le pa'o ma fa'asaoina auiliiliga lelei. Mo le fa'aogaina lautele o falesu'esu'e po'o asiasiga fa'apisinisi, 35-40 dB e mafai ona lava. So'o se mea i lalo ole 30 dB e masani ona fa'aalia ai saito ma e mafai ona fa'afefeteina le sa'o, ae maise i tulaga e maualalo le fa'atusatusaga.
E fa'afefea ona a'afia le quantum efficiency (QE) i le SNR?
Quantum efficiency e fuaina ai le lelei o le fa'aliliuina o photons o lo'o o'o mai i se eletise. O le maualuga o le QE o lona uiga o le tele o le malamalama avanoa e puʻeina e fai ma faʻailoga, faʻateleina le numera i le SNR equation. E taua tele lenei mea i faʻaaliga maualalo-malamalama, lea e taulia uma photon. Mo se faʻataʻitaʻiga, o se mea puʻeata sCMOS ma le QE o le 80% o le a maua ai le maualuga o le SNR i lalo o tulaga tutusa faʻatusatusa i se masini e iai le 50% QE, ona o le puʻeina o faʻailoga sili atu ona faʻaaogaina.
O le a le ese'esega i le va o le SNR ma le Fa'atusatusaga o le Pisa (CNR)?
A'o fuaina e le SNR le malosi fa'ailo atoa e fa'atatau i le pisa, o lo'o taula'i le CNR i le va'aia o se vaega fa'apitoa e fa'asaga i lona talaaga. I ata fa'asaienisi, e taua uma ia mea: SNR ta'u atu ia te oe le "mama" o le ata atoa, a'o le CNR e fuafua pe o se mea patino e fiafia i ai e tu maualuga mo le suʻeina poʻo le fua.
E fia a'oa'o atili? Va'ai i tala fa'atatau:
Quantum Efficiency in Scientific Cameras: O se Ta'iala mo Amata
Tucsen Photonics Co., Ltd. Ua taofia aia tatau uma. Pe a ta'ua, fa'amolemole fa'ailoa le puna:www.tucsen.com
