23/10/10టైమ్ డిలే & ఇంటిగ్రేషన్ (TDI) అనేది లైన్ స్కానింగ్ సూత్రంపై నిర్మించబడిన ఇమేజ్ క్యాప్చర్ పద్ధతి, ఇక్కడ నమూనా మోషన్ మరియు ఇమేజ్ స్లైస్ క్యాప్చర్‌ను ట్రిగ్గరింగ్ ద్వారా టైమింగ్ చేయడం ద్వారా ఇమేజ్‌ను రూపొందించడానికి ఒక డైమెన్షనల్ చిత్రాల శ్రేణిని క్యాప్చర్ చేస్తారు. ఈ టెక్నాలజీ దశాబ్దాలుగా ఉన్నప్పటికీ, ఇది సాధారణంగా వెబ్ తనిఖీ వంటి తక్కువ-సున్నితత్వ అనువర్తనాలతో ముడిపడి ఉంది.
కొత్త తరం కెమెరాలు sCMOS యొక్క సున్నితత్వాన్ని TDI వేగంతో కలిపి ఏరియా స్కాన్‌కు సమానమైన నాణ్యతతో ఇమేజ్ క్యాప్చర్‌ను అందిస్తాయి, అయితే వేగవంతమైన థ్రూపుట్‌కు అవకాశం కల్పిస్తాయి. తక్కువ కాంతి పరిస్థితులలో పెద్ద నమూనాల ఇమేజింగ్ అవసరమయ్యే పరిస్థితులలో ఇది ప్రత్యేకంగా కనిపిస్తుంది. ఈ సాంకేతిక గమనికలో, TDI స్కానింగ్ ఎలా పనిచేస్తుందో మేము వివరిస్తాము మరియు ఇమేజ్ క్యాప్చర్ సమయాన్ని పోల్చదగిన పెద్ద ఏరియా స్కానింగ్ టెక్నిక్, టైల్ & స్టిచ్ ఇమేజింగ్‌తో పోల్చాము.
లైన్ స్కానింగ్ నుండి TDI వరకు
లైన్ స్కాన్ ఇమేజింగ్ అనేది ఒక ఇమేజింగ్ టెక్నిక్, ఇది నమూనా కదలికలో ఉన్నప్పుడు చిత్రం యొక్క ఒక భాగాన్ని తీసుకోవడానికి ఒకే లైన్ పిక్సెల్‌లను (కాలమ్ లేదా స్టేజ్ అని పిలుస్తారు) ఉపయోగిస్తుంది. ఎలక్ట్రికల్ ట్రిగ్గరింగ్ మెకానిజమ్‌లను ఉపయోగించి, నమూనా సెన్సార్‌ను దాటినప్పుడు చిత్రం యొక్క ఒకే 'స్లైస్' తీసుకోబడుతుంది. నమూనా కదలికతో దశలవారీగా చిత్రాన్ని సంగ్రహించడానికి కెమెరా ట్రిగ్గర్ రేటును స్కేల్ చేయడం ద్వారా మరియు ఈ చిత్రాలను సంగ్రహించడానికి ఫ్రేమ్ గ్రాబర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా, చిత్రాన్ని పునర్నిర్మించడానికి వాటిని కలిసి కుట్టవచ్చు.
TDI ఇమేజింగ్ ఒక నమూనా యొక్క ఇమేజ్ క్యాప్చర్ సూత్రంపై నిర్మించబడింది, అయితే, సంగ్రహించబడిన ఫోటోఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్యను పెంచడానికి బహుళ దశలను ఉపయోగిస్తుంది. నమూనా ప్రతి దశను దాటినప్పుడు, మరింత సమాచారం సేకరించి మునుపటి దశల ద్వారా సంగ్రహించబడిన ప్రస్తుత ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లకు జోడించబడుతుంది మరియు CCD పరికరాల మాదిరిగానే షఫుల్ చేయబడుతుంది. నమూనా చివరి దశను దాటినప్పుడు, సేకరించిన ఫోటోఎలక్ట్రాన్లు రీడౌట్‌కు పంపబడతాయి మరియు పరిధి అంతటా ఇంటిగ్రేటెడ్ సిగ్నల్ ఇమేజ్ స్లైస్‌ను రూపొందించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. చిత్రం 1లో, ఐదు TDI నిలువు వరుసలు (దశలు) ఉన్న పరికరంలో ఇమేజ్ క్యాప్చర్ చూపబడింది.
చిత్రం 1: TDI టెక్నాలజీని ఉపయోగించి ఇమేజ్ క్యాప్చర్ యొక్క యానిమేటెడ్ ఉదాహరణ. ఒక నమూనా (నీలం T) TDI ఇమేజ్ క్యాప్చర్ పరికరం (5 పిక్సెల్‌ల కాలమ్, 5 TDI దశలు) మీదుగా పంపబడుతుంది మరియు ఫోటోఎలక్ట్రాన్లు ప్రతి దశలో సంగ్రహించబడతాయి మరియు సిగ్నల్ స్థాయికి జోడించబడతాయి. రీడౌట్ దీనిని డిజిటల్ ఇమేజ్‌గా మారుస్తుంది.
1a: చిత్రం (నీలం రంగు T) దశకు పరిచయం చేయబడింది; పరికరంలో చూపిన విధంగా T కదలికలో ఉంది.
1b: T మొదటి దశను దాటినప్పుడు, TDI కెమెరా ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లను అంగీకరించడానికి ప్రేరేపించబడుతుంది, ఇవి TDI సెన్సార్‌లోని మొదటి దశను తాకినప్పుడు పిక్సెల్‌లచే సంగ్రహించబడతాయి. ప్రతి కాలమ్‌లో ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లను ఒక్కొక్కటిగా సంగ్రహించే పిక్సెల్‌ల శ్రేణి ఉంటుంది.
1c: ఈ సంగ్రహించబడిన ఫోటోఎలక్ట్రాన్లు రెండవ దశకు మార్చబడతాయి, ఇక్కడ ప్రతి కాలమ్ దాని సిగ్నల్ స్థాయిని తదుపరి దశకు నెట్టివేస్తుంది.
1d: నమూనా ఒక-పిక్సెల్ దూరం యొక్క కదలికతో పాటు, రెండవ దశలో ఫోటోఎలక్ట్రాన్ల రెండవ సెట్ సంగ్రహించబడుతుంది మరియు గతంలో సంగ్రహించిన వాటికి జోడించబడుతుంది, సిగ్నల్ పెరుగుతుంది. దశ 1లో, ఇమేజ్ క్యాప్చర్ యొక్క తదుపరి స్లైస్‌కు అనుగుణంగా కొత్త ఫోటోఎలక్ట్రాన్ల సెట్ సంగ్రహించబడుతుంది.
1e: చిత్రం సెన్సార్ దాటి కదులుతున్నప్పుడు దశ 1d లో వివరించిన చిత్ర సంగ్రహ ప్రక్రియలు పునరావృతమవుతాయి. ఇది దశల నుండి ఫోటోఎలక్ట్రాన్ల నుండి ఒక సంకేతాన్ని నిర్మిస్తుంది. సిగ్నల్ రీడౌట్‌లోకి పంపబడుతుంది, ఇది ఫోటోఎలక్ట్రాన్ సిగ్నల్‌ను డిజిటల్ రీడౌట్‌గా మారుస్తుంది.
1f: డిజిటల్ రీడౌట్ చిత్రం కాలమ్ వారీగా ప్రదర్శించబడుతుంది. ఇది చిత్రం యొక్క డిజిటల్ పునర్నిర్మాణానికి అనుమతిస్తుంది.
TDI పరికరం ఒకేసారి ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లను ఒక దశ నుండి మరొక దశకు పంపగల సామర్థ్యం కలిగి ఉండటం మరియు నమూనా కదలికలో ఉన్నప్పుడు మొదటి దశ నుండి కొత్త ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లను సంగ్రహించగల సామర్థ్యం కలిగి ఉండటం వలన, చిత్రం సంగ్రహించబడిన వరుసల సంఖ్యలో ప్రభావవంతంగా అనంతంగా ఉంటుంది. ఇమేజ్ క్యాప్చర్ ఎన్నిసార్లు జరుగుతుందో నిర్ణయించే ట్రిగ్గర్ రేట్లు (అంజీర్ 1a) వందల kHz క్రమంలో ఉండవచ్చు.
చిత్రం 2 లోని ఉదాహరణలో, 5 µm పిక్సెల్ TDI కెమెరాను ఉపయోగించి 29 x 17 mm మైక్రోస్కోప్ స్లయిడ్‌ను 10.1 సెకన్లలో సంగ్రహించారు. గణనీయమైన జూమ్ స్థాయిలలో కూడా, బ్లర్ స్థాయి తక్కువగా ఉంటుంది. ఇది ఈ సాంకేతికత యొక్క మునుపటి తరాలపై భారీ పురోగతిని సూచిస్తుంది.
మరిన్ని వివరాల కోసం, టేబుల్ 1 10, 20 మరియు 40 x జూమ్ వద్ద సాధారణ నమూనా పరిమాణాల శ్రేణికి ప్రతినిధి ఇమేజింగ్ సమయాన్ని చూపుతుంది.
చిత్రం 2: టక్సెన్ 9kTDI ఉపయోగించి సంగ్రహించబడిన ఫ్లోరోసెంట్ నమూనా యొక్క చిత్రం. ఎక్స్‌పోజర్ 10 ms, సంగ్రహ సమయం 10.1 సెకన్లు.
పట్టిక 1: 1 & 10 ms ఎక్స్‌పోజర్ సమయానికి 10, 20, మరియు 40 x వద్ద జాబర్ MVR సిరీస్ మోటరైజ్డ్ స్టేజ్‌పై టక్సెన్ 9kTDI కెమెరాను ఉపయోగించి వివిధ నమూనా పరిమాణాల (సెకన్లు) సంగ్రహ సమయ మ్యాట్రిక్స్.
ఏరియా స్కాన్ ఇమేజింగ్
sCMOS కెమెరాలలో ఏరియా స్కాన్ ఇమేజింగ్ అనేది 2-డైమెన్షనల్ పిక్సెల్స్ శ్రేణిని ఉపయోగించి ఒకేసారి మొత్తం చిత్రాన్ని సంగ్రహించడం. ప్రతి పిక్సెల్ కాంతిని సంగ్రహిస్తుంది, దానిని తక్షణ ప్రాసెసింగ్ కోసం విద్యుత్ సంకేతాలుగా మారుస్తుంది మరియు అధిక రిజల్యూషన్ మరియు వేగంతో పూర్తి చిత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఒకే ఎక్స్‌పోజర్‌లో సంగ్రహించగల చిత్రం పరిమాణం పిక్సెల్ పరిమాణం, మాగ్నిఫికేషన్ మరియు శ్రేణిలోని పిక్సెల్‌ల సంఖ్య ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, ప్రతి (1. 1.)
ప్రామాణిక శ్రేణికి, వీక్షణ క్షేత్రం (2)
ఒక నమూనా కెమెరా యొక్క వీక్షణ క్షేత్రానికి చాలా పెద్దదిగా ఉన్న సందర్భాలలో, చిత్రాన్ని వీక్షణ క్షేత్రం యొక్క పరిమాణంలోని చిత్రాల గ్రిడ్‌గా వేరు చేయడం ద్వారా ఒక చిత్రాన్ని నిర్మించవచ్చు. ఈ చిత్రాల సంగ్రహణ ఒక నమూనాను అనుసరిస్తుంది, ఇక్కడ దశ గ్రిడ్‌లోని ఒక స్థానానికి కదులుతుంది, దశ స్థిరపడుతుంది, ఆపై చిత్రం సంగ్రహిస్తుంది. రోలింగ్ షట్టర్ కెమెరాలలో, షట్టర్ తిరుగుతున్నప్పుడు అదనపు వేచి ఉండే సమయం ఉంటుంది. ఈ చిత్రాలను కెమెరా స్థానాన్ని కదిలించి, వాటిని కలిపి కుట్టడం ద్వారా సంగ్రహించవచ్చు. 16 చిన్న చిత్రాలను కలిపి కుట్టడం ద్వారా ఏర్పడిన ఫ్లోరోసెన్స్ మైక్రోస్కోపీ కింద మానవ కణం యొక్క పెద్ద చిత్రాన్ని చిత్రం 3 చూపిస్తుంది.
చిత్రం 3: టైల్ & స్టిచ్ ఇమేజింగ్ ఉపయోగించి ఏరియా స్కాన్ కెమెరా ద్వారా సంగ్రహించబడుతున్న మానవ కణం యొక్క స్లయిడ్.
సాధారణంగా, ఎక్కువ వివరాలను పరిష్కరించాలంటే ఈ విధంగా మరిన్ని చిత్రాలను రూపొందించి, కలిపి కుట్టాల్సి ఉంటుంది. దీనికి ఒక పరిష్కారం ఏమిటంటేపెద్ద ఫార్మాట్ కెమెరా స్కానింగ్, ఇది అధిక పిక్సెల్ కౌంట్‌తో పెద్ద సెన్సార్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ప్రత్యేక ఆప్టిక్స్‌తో కలిసి, ఎక్కువ మొత్తంలో వివరాలను సంగ్రహించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.
TDI మరియు ఏరియా స్కానింగ్ మధ్య పోలిక (టైల్ & స్టిచ్)
నమూనాల పెద్ద-ప్రాంత స్కానింగ్ కోసం, టైల్ & స్టిచ్ మరియు TDI స్కానింగ్ రెండూ సరైన పరిష్కారాలు, అయితే ఉత్తమ పద్ధతిని ఎంచుకోవడం ద్వారా, నమూనాను స్కాన్ చేయడానికి అవసరమైన సమయాన్ని గణనీయంగా తగ్గించడం సాధ్యమవుతుంది. కదిలే నమూనాను సంగ్రహించడానికి TDI స్కానింగ్ సామర్థ్యం ద్వారా ఈ సమయం ఆదా అవుతుంది; టైల్ & స్టిచ్ ఇమేజింగ్‌తో అనుబంధించబడిన స్టేజ్ సెటిల్లింగ్ మరియు రోలింగ్ షట్టర్ టైమింగ్‌తో సంబంధం ఉన్న జాప్యాలను తొలగిస్తుంది.
టైల్ & స్టిచ్ (ఎడమ), మరియు TDI (కుడి) స్కానింగ్ రెండింటిలోనూ మానవ కణం యొక్క చిత్రాన్ని సంగ్రహించడానికి అవసరమైన స్టాప్‌లు (ఆకుపచ్చ) మరియు కదలికలను (నల్ల రేఖలు) చిత్రం 4 పోల్చింది. TDI ఇమేజింగ్‌లో చిత్రాన్ని ఆపివేసి తిరిగి అమర్చాల్సిన అవసరాన్ని తొలగించడం ద్వారా, ఇమేజింగ్ సమయాన్ని గణనీయంగా తగ్గించడం సాధ్యమవుతుంది, ఎక్స్‌పోజర్ సమయం తక్కువగా ఉంటుంది <100 ms.
9k TDI మరియు ప్రామాణిక sCMOS కెమెరా మధ్య స్కానింగ్ యొక్క పనిచేసిన ఉదాహరణను టేబుల్ 2 చూపిస్తుంది.
చిత్రం 4: ఫ్లోరోసెన్స్ కింద మానవ కణాన్ని సంగ్రహించడం యొక్క స్కానింగ్ మోటిఫ్ టైల్ మరియు స్టిచ్ (ఎడమ) మరియు TDI ఇమేజింగ్ (కుడి) చూపిస్తుంది.
టేబుల్ 2: 10x ఆబ్జెక్టివ్ లెన్స్ మరియు 10 ms ఎక్స్‌పోజర్ సమయం కలిగిన 15 x 15 mm నమూనా కోసం ఏరియా స్కాన్ మరియు TDI ఇమేజింగ్ యొక్క పోలిక.
TDI ఇమేజ్ క్యాప్చర్ వేగాన్ని పెంచడానికి అద్భుతమైన సామర్థ్యాన్ని అందిస్తున్నప్పటికీ, ఈ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడంలో కొన్ని సూక్ష్మ నైపుణ్యాలు ఉన్నాయి. అధిక ఎక్స్‌పోజర్ సమయాలకు (>100 ms), ఏరియా స్కాన్ యొక్క తరలింపు మరియు స్థిర అంశాలకు కోల్పోయిన సమయం యొక్క ప్రాముఖ్యత ఎక్స్‌పోజర్ సమయానికి సంబంధించి తగ్గించబడుతుంది. అటువంటి సందర్భాలలో, ఏరియా స్కాన్ కెమెరాలు TDI ఇమేజింగ్‌తో పోలిస్తే తక్కువ స్కాన్ సమయాలను అందించవచ్చు. మీ ప్రస్తుత సెటప్ కంటే TDI టెక్నాలజీ మీకు ప్రయోజనాలను అందించగలదా అని చూడటానికి,మమ్మల్ని సంప్రదించండిపోలిక కాలిక్యులేటర్ కోసం.
ఇతర అనువర్తనాలు
మల్టీఛానల్ లేదా మల్టీఫోకస్ ఇమేజ్ అక్విజిషన్ వంటి అనేక పరిశోధన ప్రశ్నలకు ఒకే చిత్రం కంటే ఎక్కువ సమాచారం అవసరం.
ఏరియా స్కాన్ కెమెరాలో మల్టీఛానల్ ఇమేజింగ్‌లో ఒకేసారి బహుళ తరంగదైర్ఘ్యాలను ఉపయోగించి చిత్రాలను సంగ్రహించడం జరుగుతుంది. ఈ ఛానెల్‌లు సాధారణంగా ఎరుపు, ఆకుపచ్చ మరియు నీలం వంటి వివిధ కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. ప్రతి ఛానెల్ దృశ్యం నుండి నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం లేదా వర్ణపట సమాచారాన్ని సంగ్రహిస్తుంది. కెమెరా ఈ ఛానెల్‌లను కలిపి పూర్తి-రంగు లేదా బహుళ వర్ణపట చిత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, విభిన్న వర్ణపట వివరాలతో దృశ్యం యొక్క మరింత సమగ్ర వీక్షణను అందిస్తుంది. ఏరియా స్కాన్ కెమెరాలలో, ఇది వివిక్త ఎక్స్‌పోజర్‌ల ద్వారా సాధించబడుతుంది, అయితే, TDI ఇమేజింగ్‌తో, సెన్సార్‌ను బహుళ భాగాలుగా వేరు చేయడానికి స్ప్లిటర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. 9kTDI (45 mm)ని 3 x 15.0 mm సెన్సార్‌లుగా విభజించడం ఇప్పటికీ ప్రామాణిక సెన్సార్ (6.5 µm పిక్సెల్ వెడల్పు, 2048 పిక్సెల్‌లు) వెడల్పు 13.3 mm కంటే పెద్దదిగా ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, TDIకి చిత్రీకరించబడుతున్న నమూనా భాగంలో మాత్రమే ప్రకాశం అవసరం కాబట్టి, స్కాన్‌లను మరింత త్వరగా సైకిల్ చేయవచ్చు.
ఇది జరిగే మరో ప్రాంతం మల్టీ-ఫోకస్ ఇమేజింగ్. ఏరియా స్కాన్ కెమెరాలలో మల్టీఫోకస్ ఇమేజింగ్ అంటే వేర్వేరు ఫోకస్ దూరాల వద్ద బహుళ చిత్రాలను సంగ్రహించడం మరియు వాటిని మిళితం చేయడం ద్వారా మొత్తం దృశ్యాన్ని షార్ప్ ఫోకస్‌లో ఉంచి ఒక మిశ్రమ చిత్రాన్ని సృష్టించడం. ఇది ప్రతి చిత్రం నుండి ఇన్-ఫోకస్ ప్రాంతాలను విశ్లేషించడం మరియు కలపడం ద్వారా ఒక దృశ్యంలో వివిధ దూరాలను పరిష్కరిస్తుంది, ఫలితంగా చిత్రం యొక్క మరింత వివరణాత్మక ప్రాతినిధ్యం లభిస్తుంది. మళ్ళీ, ఒకస్ప్లిటర్TDI సెన్సార్‌ను రెండు (22.5 mm), లేదా మూడు (15.0 mm) ముక్కలుగా విభజించడానికి, ఏరియా స్కాన్ సమానమైన దానికంటే త్వరగా మల్టీఫోకస్ ఇమేజ్‌ను పొందడం సాధ్యమవుతుంది. అయితే, హై ఆర్డర్ మల్టీఫోకస్ (6 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ z స్టాక్‌లు) కోసం, ఏరియా స్కాన్ వేగవంతమైన ఇమేజింగ్ టెక్నిక్‌గా మిగిలిపోయే అవకాశం ఉంది.
ముగింపులు
ఈ సాంకేతిక గమనిక పెద్ద-ప్రాంత స్కానింగ్ కోసం ఏరియా స్కానింగ్ మరియు TDI టెక్నాలజీ మధ్య తేడాలను వివరిస్తుంది. లైన్ స్కానింగ్ మరియు sCMOS సెన్సిటివిటీని విలీనం చేయడం ద్వారా, TDI టైల్ & స్టిచ్ వంటి సాంప్రదాయ ఏరియా స్కాన్ పద్ధతులను అధిగమిస్తూ, అంతరాయాలు లేకుండా వేగవంతమైన, అధిక-నాణ్యత ఇమేజింగ్‌ను సాధిస్తుంది. ఈ పత్రంలో వివరించిన వివిధ అంచనాలను పరిగణనలోకి తీసుకుని, మా ఆన్‌లైన్ కాలిక్యులేటర్‌ను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలను అంచనా వేయండి. ప్రామాణిక మరియు అధునాతన ఇమేజింగ్ పద్ధతులలో ఇమేజింగ్ సమయాన్ని తగ్గించడానికి గొప్ప సామర్థ్యంతో సమర్థవంతమైన ఇమేజింగ్ కోసం TDI ఒక శక్తివంతమైన సాధనంగా నిలుస్తుంది.మీ అప్లికేషన్‌కు TDI కెమెరా లేదా ఏరియా స్కాన్ కెమెరా సరిపోతుందో లేదో మరియు మీ క్యాప్చర్ సమయాన్ని మెరుగుపరుస్తుందో లేదో చూడాలనుకుంటే, ఈరోజే మమ్మల్ని సంప్రదించండి.
