尼康顯微鏡成像的空間分辨率
在數(shù)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(shù)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(shù)量的像素。
這種互動式教學探討變化中的數(shù)字圖像的空間分辨率，并且這些值是如何影響圖像的*終外觀。 本教程初始化與成像題為光學影像顯微鏡出現(xiàn)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(diào)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(shù)目被直接呈現(xiàn)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(shù)。
數(shù)字圖像的空間分辨率是關聯(lián)到圖像和用于捕捉圖像的顯微鏡的光學分辨率的空間密度 。包含在每個像素之間的數(shù)字圖像和距離的像素的數(shù)目被稱為采樣間隔 ，這是數(shù)字化設備的精度的函數(shù)。 光學分辨率的顯微鏡的解決存在于原始樣品中的細節(jié)的能力的度量，并且是關系到光學傳感器和電子除了空間密度（像素的數(shù)字圖像的數(shù)量）的質(zhì)量。 在情況下的顯微鏡的光學分辨率優(yōu)于空間密度，然后將得到的數(shù)字圖像的空間分辨率僅受空間密度的限制。
包含在數(shù)字圖像中的所有細節(jié)，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(huán)。 亮度轉換之間的循環(huán)速率是已知的作為圖像的空間頻率 ，以對應于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(xiàn)出的亮度水平的光譜。 的地區(qū)，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(jié)往往表現(xiàn)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(shù)字圖像中的數(shù)值表示平均*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范圍從非常暗到非常亮。 一種數(shù)字照相機系統(tǒng)的準確捕捉所有這些細節(jié)的能力取決于采樣間隔。 看到的，比數(shù)字采樣間隔?。ň哂休^高的空間頻率）的顯微鏡功能將不會在數(shù)字圖像準確地表示。 奈奎斯特準則規(guī)定的采樣間隔等于*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(shù)字圖像。 等效的措施是香農(nóng)的抽樣定理 ，其中指出，在數(shù)字化設備必須使用一個采樣間隔不大于所述光學圖像的*小可分辨特征的二分之一的尺寸更大。 因此，捕捉細節(jié)的*小程度存在于一個樣本，采樣必須發(fā)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(fā)生的速度比通過任一奈奎斯特準則或香農(nóng)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*后的數(shù)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(shù)字轉換器必須能夠取樣在對應于試樣空間到0.11微米或更小的間隔。 該樣品試樣，每行掃描線512分將產(chǎn)生鑒于約56微米（512×0.11微米），*大水平領域的數(shù)字化儀。 如果過少的像素被用于獲得樣本，則所有的包含在試樣中的空間細節(jié)將不存在于*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，并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(shù)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*小可分辨特征的間隔建議。
大多數(shù)數(shù)碼相機連接到現(xiàn)代顯微鏡有一個固定的*大采樣間隔，不能調(diào)整，以符合試樣的空間頻率。 選擇的攝像機和數(shù)字化儀的組合，能夠滿足顯微鏡放大倍數(shù)和標本特征的*小空間分辨率的要求是很重要的。 如果采樣間隔*過所必需的特定樣品，所得到的數(shù)字圖像將包含更多的數(shù)據(jù)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(shù)字圖像的空間頻率被線性地降低。 空間頻率使用范圍為175 X 175像素（30,625總像素）下降到6×6像素（36總像素）到頻域范圍內(nèi)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(shù)字圖像的數(shù)量），試樣細節(jié)進行采樣，在越來越低的空間頻率和圖象細節(jié)被丟失。 在*低空間頻率， 象素發(fā)生阻塞 （通常被稱為像素化 ）和口罩大部分的圖像特征。