25/08/19Marka ay timaado qabashada sawiro sax ah oo lagu kalsoonaan karo oo ku jira cilmi baarista sayniska, tayada xogtaadu waxay ku xiran tahay wax ka badan xallinta ama cabbirka dareenka. Mid ka mid ah kuwa ugu muhiimsan-laakiin mararka qaarkood la iska indho-tiro-metrics waa Saamiga-To-Baylada (SNR). Nidaamyada sawir-qaadista, SNR waxay go'aamisaa sida cad ee aad u kala saari karto calaamadda dhabta ah (macluumaad waxtar leh) iyo qaylada aan loo baahnayn.
Codsiyada sawirka sayniska sida mikroskoobyada, astronomy, iyo spectroscopy, SNR liidata waxay ka dhigan tahay farqiga u dhexeeya ogaanshaha bartilmaameed daciif ah oo gebi ahaanba maqan. Maqaalkani waxa uu sahamiyaa sida SNR loo qeexay, sababta ay muhiim u tahay, sida ay u saamayso isbarbardhigga, iyo sida loo doorto oo loo hagaajiyo kamarad cilmiyeed oo ku salaysan cabbirkan muhiimka ah.
Waa maxay Saamiga Calaamadaha-To-Bay iyo Sidee loo Qeexay?
Saxeexa Sawaxanka (SNR) waa cabirka ugu muhiimsan ee tayada sawirkeena, asal ahaan ka duwanaanshaha sawirka, iyo inta badan qodobka go'aaminta ugu faa'iidada badan in kamaradu xasaasi ugu tahay codsigaaga.
Isku dayada lagu hagaajinayo dareenka kamarada waxay ku wareegsan yihiin labadaba hagaajinta calaamadda la ururiyey:
● Iyadoo la horumarinayo waxtarka tirada ama korodhka cabbirka pixel
● Yaraynta ilaha qaylada ee ku xidhan kamarada
Ilaha qaylada ayaa isu geynaya, laakiin waxay kuxirantahay duruufaha qofku awood u yeelan karo, waana in diirada la saaraa marka la isku dayayo in la hagaajiyo SNR - iyada oo loo marayo hagaajinta goobaha ama dejinta, ama kor u qaadida ilaha iftiinka, muraayadaha, iyo kamaradaha.
Waa gacan gaaban oo caadi ah in lagu qeexo sawirada marka la eego halbeegga calaamad-ilaa-sanqa, tusaale ahaan sheegashada sawirku wuxuu leeyahay SNR '15' ah. Si kastaba ha ahaatee, sida ka muuqata magaca, saamiga signal-ilaa-sanqadu waxay ku xidhan tahay calaamada, taas oo dabcan ka duwanaan doonta pixel kasta. Tani waa waxa na siinaya muuqaalkeena.
SNR ee sawirka caadi ahaan waxa loola jeedaa SNR ee calaamada ugu sarreysa ee xiisaha sawirka dhexdiisa. Tusaale ahaan, SNR ee sawirka unugyada fluorescent ee asalka mugdiga ah waxay isticmaali doonaan xoogga calaamada ugu sarreysa ee pixels ee qaab dhismeedka xiisaha gudaha unugyada.
Maaha wakiil in la qaato, tusaale ahaan, celceliska qiimaha SNR ee sawirka oo dhan. Farsamooyinka sida mikroskoobyada fluorescence halkaasoo asalka mugdiga ah ee eber la ogaado uu noqon karo mid caadi ah, pixel-yadan eber waxay leeyihiin SNR eber ah. Sidaa darteed, celceliska guud ahaan sawirka wuxuu ku xirnaan doonaa inta pixels ee gadaal laga eegayo.
Waa maxay sababta SNR ay muhiim ugu tahay kamaradaha sayniska
Sawirka sayniska, SNR waxay si toos ah u saamaysaa sida wanaagsan ee aad u aqoonsan karto faahfaahinta daciifka ah, cabbirka xogta, iyo soo saarista natiijooyinka.
●Cadaynta Sawirka- SNR sare waxay yaraynaysaa hadhuudhka waxayna ka dhigtaa dhismayaal fiican oo muuqda.
●Xaqiijinta Xogta- Waxay yaraysaa khaladaadka cabbirka ee tijaabooyinka xoojinta ku salaysan.
●Waxqabadka Iftiin-hooseeya- Waxay lagama maarmaan u tahay microscopy fluorescence, astrophotography qoto dheer, iyo spectroscopy, halkaas oo tirooyinka photon ay si dabiici ah u hooseeyaan.
Haddii aad isticmaalayso akamarad sCMOSsawir-qaadista xawaaraha-sare ama CCD la qaboojiyey ee codsiyada daah-furnaanta dheer, fahamka SNR wuxuu kaa caawinayaa inaad dheellitirto wax-is-dhaafsiga waxqabadka.
Sidee SNR u saamaysaa isbarbardhigga sawirka
Isbarbardhigga waa farqiga u dhexeeya xoogga u dhexeeya meelaha iftiinka iyo meelaha mugdiga ah ee sawirka. Codsiyo badan, kala duwanaanshaha sawirka wanaagsan ee meelaha xiisaha ayaa ah yoolka ugu dambeeya.
Waxaa jira arrimo badan oo ku dhex jira mawduuca sawirka, nidaamka indhaha iyo xaaladaha sawirka kuwaas oo ah qodobada aasaasiga ah ee lagu go'aamiyo isbarbardhigga sawirka, sida tayada muraayadda iyo qadarka iftiinka asalka.
●Qiimaha ugu sarreeya saamiyada SNR→ Kala fogaansho gaar ah oo u dhaxaysa gobollada dhalaalaya iyo kuwa madow; geesuhu waxay u muuqdaan kuwo qallafsan; tafaasiil qarsoon ayaa weli muuqda.
●SNR hoose→ Meelaha mugdiga ah ayaa sii ifaya buuqa dartiis, meelaha ifayana way sii yaraanayaan, guud ahaan muuqaalkuna wuu siman yahay.
Tusaale ahaan, mikroskoobyada fluorescence, SNR hoose waxay samayn kartaa muunad fluorescent daciif ah oo isku darka gadaasha, taasoo ka dhigaysa falanqaynta tiro aan la isku halayn karin. Cilmiga xiddigiska, xiddigaha daciifka ah ama galaxies-yada ayaa gabi ahaanba ku waaya xogta buuqa badan.
Si kastaba ha ahaatee, waxaa sidoo kale jira arrimo ku dhex jira kamarada lafteeda - qodobka koowaad waa Signal to Ratio. Dheeraad ah, iyo gaar ahaan iftiinka hooseeya, cabbirka xoojinta sawirka, sida sawirka loogu muujiyay kormeeraha, ayaa door weyn ka ciyaara isbarbardhigga sawirka la dareemay. Sawaxanka sare ee meelaha mugdiga ah ee sawirka, algorithms-yada sawirka sawirka tooska ah waxay yeelan karaan xidhiddooda hoose oo aad hoos ugu dhigaysa pixels qaylo-hoosaad ah, halka xadka sare uu ku kordhinayo qaylada pixels signal sare. Tani waa sababta sifada 'la dhaqay' muuqaalka cawlan ee sawirada SNR hoose. Kala duwanaansho ka wanaagsan ayaa lagu heli karaa iyada oo la dejiyo xadka hoose ee kaamirada.
Waxyaalaha saameeya SNR ee kamaradaha Sayniska ah
Naqshad dhowr ah iyo qiyaaso hawleed ayaa saameeya SNR ee nidaamka kamarada:
Tignoolajiyada Dareemaha
sCMOS – Wuxuu isku daraa qaylada akhriska hoose iyo heerar sare, oo ku habboon sawir-qaadista firfircoon.
● CCD – Taariikh ahaan waxay soo bandhigtaa dhawaq hoose oo soo-gaadhis dheer ah, balse ka gaabiya naqshadaha casriga ah ee CMOS.
● EMCCD – Waxay isticmaashaa cod-weyneysiinta-chip-ka si uu kor ugu qaado calaamadaha daciifka ah, laakiin wuxuu soo bandhigi karaa dhawaaq isku-dhufasho ah.
Cabbirka Pixel iyo Cunsurka Buuxinta
pixels ka waaweyn waxay ururiyaan sawiro badan, kordhinta signalka iyo sidaas SNR.
Waxtarka Quantum (QE)
QE sare waxay ka dhigan tahay sawir-qaadayaal badan oo soo gala ayaa loo beddelaa elektarooniga, hagaajinta SNR.
Waqtiga u nuglaanshaha
Soo-gaadhista dheer waxay soo ururinaysaa sawiro badan, taasoo kordhinaysa calaamada, laakiin waxay sidoo kale kordhin kartaa dhawaaqa mugdiga hadda jira.
Nidaamyada qaboojinta
Qaboojintu waxay yaraynaysaa mugdiga hadda socda, waxayna si wayn u hagaajinaysaa SNR soo-gaadhista dheer.
Optics iyo Iftiin
Muraayadaha tayada sare leh iyo iftiiminta deggan waxay kordhiyaan qabashada calaamadda waxayna yareeyaan kala duwanaanshiyaha.
Tusaalooyinka Qiimaha ugu sarreeya ee SNR ee kala duwan
Sawir-qaadista, PSNR waxay inta badan tixraacdaa aragtida ugu badan ee la xiriirta saturation pixel. In kasta oo ay ku kala duwan yihiin maadooyinka sawir-qaadista, xaaladaha sawirka iyo tignoolajiyada kamaradaha, kamaradaha sayniska ee caadiga ah, sawirada leh saamiga calaamadaha iyo dhawaaqa isku midka ah ayaa yeelan kara isku mid. Heerarka 'graininess', kala duwanaanshaha jir ilaa xayndaab, iyo ilaa xad isbarbardhigga, dhammaan waxay la mid noqon karaan xaaladahan kala duwan. Sidaa darteed, waxaa suurtagal ah in la helo fahamka qiyamka SNR iyo xaaladaha kala duwan iyo caqabadaha ay ka muujinayaan sawirada matalayaasha, sida kuwa lagu muujiyay shaxda.
FIIRO GAAR AH: Qiimaha calaamadda ugu sarreysa ee sawir-qaadayaasha ee saf kasta waxaa lagu bixiyaa buluug. Dhammaan sawirada lagu soo bandhigay iskoorka istoogaraamka otomaatiga ah, iyaga oo iska indhatiraya (saturating) 0.35% pixels-yada ugu dhalaalaya uguna mugdisan. Bidix labada tiir ee sawirka: Sawirka lens-ku-salaysan ee bartilmaameedka tijaabada sawirka. Afarta tiir ee midig: Ascaris ayaa lagu qabtay fluorescence oo leh ujeedo 10x mikroskoob ah. Si loo qeexo kala duwanaanshaha jir-ilaa-qaab ee qiyamka pixel-ka ee SNR hoose, saddex xidhmo oo xidhiidhsan ayaa la bixiyay.
Sawirka lenska ku salaysan ee bartilmaameedka tijaabada, oo ay weheliso sawirka florescence microscopy ayaa labadaba la muujiyay, oo ay weheliso muuqaal la soo koobay ee sawirka fluorescent oo muujinaya kala duwanaanshiyaha gudaha 3 xaraf oo xidhiidhsan. Tirada ugu sarreysa ee sawirka-elektarooniga ah ee heer kasta oo calaamad ah ayaa sidoo kale la bixiyaa.
Jaantuska soo socdaa waxa uu tusinayaa noocyada buuxa ee sawiradan tusaale ahaan tixraac ahaan.
Sawirro cabbir buuxa ah oo loo isticmaalo shaxda tusaalaha saamiga signal-ilaa-sanqa
Bidix: Bartilmaameedka tijaabada sawirka oo lagu sawiray muraayad.
SaxMuunad ka mid ah qaybta dirxiga nematode ee Ascaris oo lagu arkay microscopy florescence ah oo weyneyn 10x.
SNR gudaha Codsiyada
SNR waa hadaf-muhiim u ah dhinacyada kala duwan:
● Mikroskoobyo – Ogaanshaha fluorescence daciif ah ee shaybaarada bayoolojiga waxay u baahan tahay SNR sare si looga fogaado xumaanta beenta ah.
● Astronomy - Aqoonsiga galaxyada fog ama meerayaasha durugsan waxay u baahan tahay soo-gaadhsiin dheer oo leh buuq yar.
● Spectroscopy - SNR sare waxay hubisaa cabbirada xoogga ugu sarreeya ee saxda ah ee falanqaynta kiimikada.
● Kormeerka Wershadaha - Khadadka isu imaatinka iftiinka hooseeya, SNR sare wuxuu caawiyaa in si la isku halleyn karo loo ogaado cilladaha.
Doorashada kamarad Saynis ah oo leh SNR-ta saxda ah
Markaad qiimaynayso kamarad cilmiyeed cusub:
●Hubi Tilmaamaha SNR- Is barbar dhig qiyamka dB ee shuruudaha la midka ah codsigaaga.
●Isku dheelli tirka cabbirada kale- Tixgeli hufnaanta tirada, baaxadda firfircoon, iyo heerka jir.
●Isbarbardhiga Tignoolajiyada Lagu Isticmaalo Kiiska- Muuqaallada firfircoon ee xawaaraha sarreeya, kamarad sCMOS ayaa laga yaabaa inay ku habboon tahay; maaddooyinka taagan ee aadka u hooseeya, CCD ama EMCCD la qaboojiyey ayaa laga yaabaa inay si fiican u qabato.
●Isku xidhka Waxtarka Socodka Shaqada- Iyadoo aan si toos ah u saameynaynin SNR, sifooyinka sida soo saarista HDMI waxay awood u siin kartaa dib u eegista sawirka waqtiga-dhabta ah, kaa caawinaysa inaad si dhakhso ah u xaqiijiso in goobaha iibkaagu ay ku guuleysteen SNR-da la doonayo.
Gabagabo
Saxeexa-ilaa-Buuqa (SNR) waa cabbir hawleedka muhiimka ah oo si toos ah u saameeya caddaynta iyo isku halaynta sawirrada sayniska. Fahamka sida SNR loo qeexay, qodobbada saameeya, iyo saameynta qiyamka SNR ee kala duwan ayaa u oggolaanaya cilmi-baarayaasha iyo isticmaalayaasha farsamada inay si wax ku ool ah u qiimeeyaan nidaamyada sawirka. Adigoo adeegsanaya aqoontan - haddii aad dooranayso mid cusubkamarad cilmiyaysanama hagaajinta habaynta jirta - waxaad xaqiijin kartaa in socodka sawirkaaga sawirku uu qabto xogta heerka saxda ah ee looga baahan yahay codsigaaga gaarka ah.
FAQs
Maxaa loo arkaa "wanaagsan" SNR ee kamaradaha sayniska?
SNR ku habboon waxay kuxirantahay codsiga. Shaqooyinka aadka loo baahan yahay, sida mikroskoobiga fluorescence ama astronomy - SNR ka sarreeya 40 dB ayaa guud ahaan lagula talinayaa, maadaama ay soo saarto sawirro leh dhawaaq yar oo muuqda oo ay ilaaliso tafaasiisha wanaagsan. Isticmaalka shaybaadhka guud ama kormeerka warshadaha, 35-40 dB ayaa ku filnaan kara. Wax kasta oo ka hooseeya 30 dB waxay sida caadiga ah muujin doonaan hadhuudh muuqda waxayna wax u dhimi karaan saxnaanta, gaar ahaan xaaladaha isbarbardhigga hooseeya.
Sidee buu waxtarka tirada (QE) u saameeyaa SNR?
Hufnaanta Quantum waxay cabbirtaa sida ugu waxtarka leh ee dareemaha ugu beddelo sawir-qaadayaasha soo socda ee elektarooniga ah. QE sare waxay ka dhigan tahay in badan oo ka mid ah iftiinka la heli karo ayaa loo qabtaa calaamad ahaan, taasoo kor u qaadaysa nambarada isla'egta SNR. Tani waxay si gaar ah muhiim ugu tahay xaaladaha iftiinka hooseeya, halkaas oo sawir kasta lagu tiriyo. Tusaale ahaan, kamarada sCMOS ee leh QE ee 80% waxay gaari doontaa SNR sare iyadoo la adeegsanayo xaalado isku mid ah marka la barbar dhigo dareeraha leh 50% QE, sababtoo ah waxay qabtaa calaamado badan oo la isticmaali karo.
Waa maxay faraqa u dhexeeya SNR iyo Is-barbardhigga Sawaxanka (CNR)?
Iyadoo SNR ay cabbirayso xoogga calaamada guud marka loo eego qaylada, CNR waxay diiradda saartaa muuqaalka muuqaal gaar ah oo ka soo horjeeda asalkiisa. Sawirka sayniska, labaduba waa muhiim: SNR waxay kuu sheegaysaa sida "nadiif" sawirku u yahay guud ahaan, halka CNR ay go'aamiso in shay gaar ah oo xiiso leh uu u taagan yahay ku filan si loo ogaado ama loo cabbiro.
Ma rabtaa inaad wax badan barato? Bal u fiirso maqaallada la xidhiidha:
Waxtarka Quantum-ka ee kamaradaha Sayniska ah: Hagaha bilowga
Tucsen Photonics Co., Ltd. Dhammaan xuquuqaha way xifdisan yihiin. Markaad xiganayso, fadlan qir isha:www.tucsen.com
