設為首頁 | 添加收藏 |sitemap |百度地圖 |
貨真價實 坦誠無欺
新聞資訊

尼康顯微鏡成像的空間分辨率

2014-04-05  發布者:admin 

 在數字圖像而言,空間分辨率指的是在構造該圖像的使用的像素的數目。 具有更高的空間分辨率的圖像是由具有比低空間分辨率的較大數量的像素。

這種互動式教學探討變化中的數字圖像的空間分辨率,並且這些值是如何影響圖像的最終外觀。 本教程初始化與成像題為光學影像顯微鏡出現在左側窗口中隨機抽取樣本。 相鄰的光學圖像窗口是空間分辨率的窗口,在不同的分辨率是可調的像素尺寸滑塊顯示拍攝的圖像。 操作教程,從選擇A試片下拉菜單中選擇一個圖像,而有所不同的像素尺寸(和空間分辨率)的像素尺寸滑塊。 在圖像的水平和垂直軸使用的像素的數目被直接呈現在滑塊的下方,為的是在整個圖像組合物中使用的像素的總數。

數字圖像的空間分辨率是關聯到圖像和用於捕捉圖像的顯微鏡光學分辨率空間密度 。包含在每個像素之間的數字圖像和距離的像素的數目被稱為采樣間隔 ,這是數字化設備的精度的函數。 光學分辨率的顯微鏡的解決存在於原始樣品中的細節的能力的度量,並且是關係到光學傳感器和電子除了空間密度(像素的數字圖像的數量)的質量。 在情況下的顯微鏡的光學分辨率優於空間密度,然後將得到的數字圖像的空間分辨率僅受空間密度的限製。

包含在數字圖像中的所有細節,從非常粗到極其精細,是由亮度轉換,不同層次光明與黑暗之間的循環。 亮度轉換之間的循環速率是已知的作為圖像的空間頻率 ,以對應於較高的空間頻率更高的速率。 亮度在通過顯微鏡觀察標本不同水平是常見的,與背景通常包括一個均勻的強度和樣品表現出的亮度水平的光譜。 的地區,該強度是相對恒定的(如背景),空間頻率僅略有變化橫跨視場。 另外,許多標本的細節往往表現出光明與黑暗與強度的之間的廣色域的極端。

每個像素的數字圖像中的數值表示平均超過采樣間隔的光學圖象的強度。 因此,背景強度將包括像素的相對均勻的混合物,而試樣通常會包含像素值範圍從非常暗到非常亮。 一種數字照相機係統的準確捕捉所有這些細節的能力取決於采樣間隔。 看到的,比數字采樣間隔小(具有較高的空間頻率)的顯微鏡功能將不會在數字圖像準確地表示。 奈奎斯特準則規定的采樣間隔等於最高樣本空間頻率的兩倍,以精確地保持空間分辨率在所得到的數字圖像。 等效的措施是香農的抽樣定理 ,其中指出,在數字化設備必須使用一個采樣間隔不大於所述光學圖像的最小可分辨特征的二分之一的尺寸更大。 因此,捕捉細節的最小程度存在於一個樣本,采樣必須發生的速率足夠快,以使得至少兩個樣本被收集的每個特征,保證空間周期的光亮和黑暗的部分由聚集成像裝置。

如果發生的速度比通過任一奈奎斯特準則或香農定理需要較慢的試樣的取樣,具有高空間頻率的信息將不會被精確地表示在最後的數字圖像。 在光學顯微鏡下,對光學圖像的分辨率的阿貝極限是0.22微米,這意味著一個數字轉換器必須能夠取樣在對應於試樣空間到0.11微米或更小的間隔。 該樣品試樣,每行掃描線512分將產生鑒於約56微米(512×0.11微米),最大水平領域的數字化儀。 如果過少的像素被用於獲得樣本,則所有的包含在試樣中的空間細節將不存在於最終的圖像。 相反,如果過多的像素是由所述成像裝置(通常為過量的光學倍率的結果)聚集,不需要額外的空間信息被得到,並且該圖像被認為是已被過采樣 。 額外的像素不理論上向空間分辨率,但往往可以幫助改善從數字圖像拍攝功能的測量的準確度。 為了確保有足夠的采樣高分辨率成像,2.5〜3個樣品的最小可分辨特征的間隔建議。

大多數數碼相機連接到現代顯微鏡有一個固定的最大采樣間隔,不能調整,以符合試樣的空間頻率。 選擇的攝像機和數字化儀的組合,能夠滿足顯微鏡放大倍數和標本特征的最小空間分辨率的要求是很重要的。 如果采樣間隔超過所必需的特定樣品,所得到的數字圖像將包含更多的數據比是必要的,但沒有空間信息將會丟失。

在該教程中,作為像素尺寸滑塊被移動到右側時,數字圖像的空間頻率被線性地降低。 空間頻率使用範圍為175 X 175像素(30,625總像素)下降到6×6像素(36總像素)到頻域範圍內提供可能的解決方案具有廣泛的自由度。 當滑塊被移動到右側(減少像素的數字圖像的數量),試樣細節進行采樣,在越來越低的空間頻率和圖象細節被丟失。 在最低空間頻率, 象素發生阻塞 (通常被稱為像素化 )和口罩大部分的圖像特征。



滬公網安備 31011202003519號