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尼康显微镜数码影像 - 显微镜的新机遇

2014-02-12  发布者:admin 

 在数码影像技术的爆炸性增长正在席卷成像市场。 最新的数码相机结合了功能强大的计算机软件现在提供的是与传统银盐胶片摄影相媲美的图像质量。 此外,数码相机,也更容易使用,并提供用于图像处理和存储更大的灵活性。

数码影像越来越多地应用到图像采集的显微镜 - ,要求高分辨率,色彩保真度和细致的管理,经常,有限的光照条件的区域。 这些都是具有挑战性的要求,即使是传统的基于胶片摄影,所以为什么要考虑数字成像? 本文讨论数字成像这些条件和什么样的优点是数字成像光学显微镜下表现如何。

如图1中所示的是鼠肠的厚部沾上3的荧光团和记录有耦合到所述立体显微镜SMZ1500尼康DXM1200数字照相机系统的数字图像。 拍摄图像,利用荧光和尼康独有的斜连贯的对比(OCC)照明技术的结合。 一共有四个结合被执行,并且该图像在Photoshop组成,以产生在图中给出的最终版本。

为什么要考虑数字成像?

需要强调的是最终图像的质量,无论是数字或薄膜,是依赖于原始显微镜图像的质量是很重要的。 无论是数字或传统相机有多好,它不能从一个配置不当的显微镜产生卓越的图像。 此外,电影和数字成像系统可以揭示缺陷通过显微镜目镜观察时不会立即可见。

在电子通信的一般生长,对于数字图像,可以很容易地传送到用户的宽数和实际的要求。 数字图像,例如,可以简单地通过电子邮件进行咨询和讨论,并入其它数字文件,导出到图像分析系统或张贴在网站上,因为它们很容易复制,存储和归档。 它们也可以很容易地标注了包含在演示文稿或归档相应的软件。 虽然摄影图像可以被扫描到计算机中,以产生数字图像 - 从一开始的数字图像采集省时省力。

大多数数码相机的“指向并点击”原则 - 很少或没有摄影的专业知识是必要的。 传统的显微摄影,相反,需要的照相技术的一些知识。 用户需要了解不同类型的摄影胶片的优点和缺点,应特别注意他们使用的过滤器,并有镜头光圈,快门速度,景深和,彩色显微摄影,色温之间的关系有一定的了解。 结果可以是可变的,尤其是对于初学者,因此“包围”曝光用于关键图像的重要做法,即把至少三个单独的图片,以确保图像中的至少一个是成功的。 然而,这提高了膜和加工成本。 数码影像不会招致持续的成本 - 有没有电影或加工费。

数码影像几乎是瞬间完成的。 大多数相机都有LCD屏幕,使观看图像和图片可以快速传送到PC。 的决定,可以立即采取的图片是否令人满意。 膜,另一方面,需要开发和处理,可以看出之前。 到这个时候,这个问题可能不再特别是当显微镜录制在活细胞中的动态事件存在。

如何查找数码相机

相机可与任一数字或模拟输出。 对于模拟输出有几种不同的标准,如PAL,NTSC,或RS-170,并发送该数据也有不同的格式,如RGB,S-VHS或复合材料。 模拟信号必须使用一个帧抓取它们可以被发送之前,以一台计算机,而在数字照相机的信号给计算机是已经以数字格式被转换成数字信号。 这样可以减少噪音,显然忽略了需要一个图像采集卡。 数字信号可以使用串行或并行端口(慢),USB(更快,但可在几乎所有的现代计算机)传输到电脑,火线(比USB更快,但不是很普遍),或通过板卡的PCI总线(最快的,广泛使用,但需要安装板)。

数字成像系统在变化的图像可以传送到计算机的速度,这是实验室拍摄大量照片的一个重要考虑因素。 对于低容量用户下载的图片到PC一分钟的等待可能是可接受的,但对于繁忙的实验室也可以是严重的速率限制。

示于图2是Windows界面尼康DXM1200数码相机系统。 相机需要专有卡插入电脑主板和输入/输出是通过随附的摄像机自动驯兽师 (ACT)的软件控制。

实况图像流的聚焦和定位重要的 - 一个摄像头要么有一个板上的LCD观看监视器或用户应该能够查看被现场采取电脑屏幕上的图像。 液晶显示器需要足够大,以查看图像很好,特别是如果没有实时流至PC。 有些液晶屏幕可以倾斜,以便于查看用户的方向。 这可能是重要的,尤其是对于显微镜。

对于需要使用他们的摄像头周围的实验室各种任务的用户,可以很容易地连接和形式的显微镜取出相机将是一个优势。

分辨率可能是摄像机的选择最重要的参数。 图片必须是能够记录细节的放大倍率显微镜揭示。 数字图像的数以百万计的小方块称为图片元素或像素组成。 这些微小的像素被用来在图像的分辨率更高的给定区域中显示或打印的图像和像素越多。 如果一个数字图像被放大随之而来,当单个元素可以被看作是单独的点一个点 - 类似木纹在卤化银照片和更多个像素的图像中包含它可以被放大之前的单独的像素开始,以显示更。 的图像的尺寸可以通过它的尺寸进行说明,例如,尺寸:1500 x 1700像素或由本像素的总数,在这种情况下,2550000。 分辨率也经常被引用为电荷耦合器件(CCD),这是有效地在芯片上的像素数的大小。 应当指出,然而,各个像素的大小而变化在不同类型的CCD。 显微镜,6.7微米的像素尺寸(正方形)被认为是理想的。

作为光进入相机,它传递将像素分为红色,绿色和蓝色色调的像素的过滤器 - 使用的颜色建立的整​​体彩色图像。 光线,然后引导到CCD,它是专用的半导体,将所述光线转换成电荷。的电荷的强度正比于从对象发出的光的强度。 存储在数字图像值指定每个像素的亮度和颜色。

高分辨率

有些相机使用软件通过一个额外的外推一步实现自己的决议“猜测”两个像素之间的值。 该值用于在最后的“外推”的形象。 其他相机获得三个独立的图像 - 分别用于红色,绿色和蓝色,然后将它们合并成一个全分辨率(非外推)的图像。 这种方法的缺点是,暴露时间的三倍。

高的分辨率,也可以通过最近推出的由尼康公司DXM1200数码相机(图2和3)一种新的技术来实现。 被称为IPS( 间像素步进 )该技术采用压电机制来增加芯片的分辨率由移动回来并转发,例如,在总共9的步骤,由周围的像素的1/3。 这会增加,在这种情况下,两个由9倍的分辨率和图像的尺寸。 使用这种方法,几个图像进行平均以产生具有更少噪声更清晰的图像。 该DXM1200生产高品质的图像与大约1200万输出像素。 这大致相当于卤化银颗粒在一个普通的35毫米胶卷的数量。 性能,因此,传统的对手基于胶片卤化银影像,甚至超过他们对扩大的目的。 其低噪音设计,特别适合拍摄低光图像,例如,在荧光的研究。 三个级别的灵敏度可用,高达170秒的长时间曝光,确保昏暗标本的采集。

软件

软件显然是数码相机的一个重要特征。 更强大的软件赋予更大的灵活性,用户却又软件功能应该是相匹配的实验室的需要。 对于专业用户,与DXM1200提供ACT-1图像采集软件提供了先进的功能与易用性。

结论

数码影像提供了显微镜机会的世界,提供一个简单易用的图像采集系统,能够方便的图像存储,操作和管理。

当选择数码相机,分辨率,图像传输速度和色彩保真度都是很好的出发点,但软件和操作简便性也是重要的考虑因素。 因为数码影像的简单性,高品质的图像现在在每个人的范围。