尼康顯微鏡數(shù)碼影像 - 顯微鏡的新機(jī)遇

 在數(shù)碼影像技術(shù)的爆炸性增長正在席卷成像市場。 *新的數(shù)碼相機(jī)結(jié)合了功能**的計(jì)算機(jī)軟件現(xiàn)在提供的是與傳統(tǒng)銀鹽膠片攝影相媲美的圖像質(zhì)量。 此外，數(shù)碼相機(jī)，也更容易使用，并提供用于圖像處理和存儲(chǔ)更大的靈活性。

數(shù)碼影像越來越多地應(yīng)用到圖像采集的顯微鏡 - ，要求高分辨率，色彩保真度和細(xì)致的管理，經(jīng)常，有限的光照條件的區(qū)域。 這些都是具有挑戰(zhàn)性的要求，即使是傳統(tǒng)的基于膠片攝影，所以為什么要考慮數(shù)字成像？ 本文討論數(shù)字成像這些條件和什么樣的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字成像光學(xué)顯微鏡下表現(xiàn)如何。

如圖1中所示的是鼠腸的厚部沾上3的熒光團(tuán)和記錄有耦合到所述立體顯微鏡SMZ1500尼康DXM1200數(shù)字照相機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字圖像。 拍攝圖像，利用熒光和尼康**的斜連貫的對比（OCC）照明技術(shù)的結(jié)合。 一共有四個(gè)結(jié)合被執(zhí)行，并且該圖像在Photoshop組成，以產(chǎn)生在圖中給出的*終版本。

為什么要考慮數(shù)字成像？

需要強(qiáng)調(diào)的是*終圖像的質(zhì)量，無論是數(shù)字或薄膜，是依賴于原始顯微鏡圖像的質(zhì)量是很重要的。 無論是數(shù)字或傳統(tǒng)相機(jī)有多好，它不能從一個(gè)配置不當(dāng)?shù)娘@微鏡產(chǎn)生***的圖像。 此外，電影和數(shù)字成像系統(tǒng)可以揭示缺陷通過顯微鏡目鏡觀察時(shí)不會(huì)立即可見。

在電子通信的一般生長，對于數(shù)字圖像，可以很容易地傳送到用戶的寬數(shù)和實(shí)際的要求。 數(shù)字圖像，例如，可以簡單地通過電子郵件進(jìn)行咨詢和討論，并入其它數(shù)字文件，導(dǎo)出到圖像分析系統(tǒng)或張貼在網(wǎng)站上，因?yàn)樗鼈兒苋菀讖?fù)制，存儲(chǔ)和歸檔。 它們也可以很容易地標(biāo)注了包含在演示文稿或歸檔相應(yīng)的軟件。 雖然攝影圖像可以被掃描到計(jì)算機(jī)中，以產(chǎn)生數(shù)字圖像 - 從一開始的數(shù)字圖像采集省時(shí)省力。

大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)的“指向并點(diǎn)擊”原則 - 很少或沒有攝影的專業(yè)知識是必要的。 傳統(tǒng)的顯微攝影，相反，需要的照相技術(shù)的一些知識。 用戶需要了解不同類型的攝影膠片的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，應(yīng)特別注意他們使用的過濾器，并有鏡頭光圈，快門速度，景深和，彩色顯微攝影，色溫之間的關(guān)系有一定的了解。 結(jié)果可以是可變的，尤其是對于初學(xué)者，因此“包圍”曝光用于關(guān)鍵圖像的重要做法，即把至少三個(gè)單獨(dú)的圖片，以確保圖像中的至少一個(gè)是成功的。 然而，這提高了膜和加工成本。 數(shù)碼影像不會(huì)招致持續(xù)的成本 - 有沒有電影或加工費(fèi)。

數(shù)碼影像幾乎是瞬間完成的。 大多數(shù)相機(jī)都有LCD屏幕，使觀看圖像和圖片可以快速傳送到PC。 的決定，可以立即采取的圖片是否令人滿意。 膜，另一方面，需要開發(fā)和處理，可以看出之前。 到這個(gè)時(shí)候，這個(gè)問題可能不再特別是當(dāng)顯微鏡錄制在活細(xì)胞中的動(dòng)態(tài)事件存在。

如何查找數(shù)碼相機(jī)

相機(jī)可與任一數(shù)字或模擬輸出。 對于模擬輸出有幾種不同的標(biāo)準(zhǔn)，如PAL，NTSC，或RS-170，并發(fā)送該數(shù)據(jù)也有不同的格式，如RGB，S-VHS或復(fù)合材料。 模擬信號必須使用一個(gè)幀抓取它們可以被發(fā)送之前，以一臺計(jì)算機(jī)，而在數(shù)字照相機(jī)的信號給計(jì)算機(jī)是已經(jīng)以數(shù)字格式被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 這樣可以減少噪音，顯然忽略了需要一個(gè)圖像采集卡。 數(shù)字信號可以使用串行或并行端口（慢），USB（更快，但可在幾乎所有的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)）傳輸?shù)诫娔X，火線（比USB更快，但不是很普遍），或通過板卡的PCI總線（*快的，廣泛使用，但需要安裝板）。

數(shù)字成像系統(tǒng)在變化的圖像可以傳送到計(jì)算機(jī)的速度，這是實(shí)驗(yàn)室拍攝大量照片的一個(gè)重要考慮因素。 對于低容量用戶下載的圖片到PC一分鐘的等待可能是可接受的，但對于繁忙的實(shí)驗(yàn)室也可以是嚴(yán)重的速率限制。

示于圖2是Windows界面尼康DXM1200數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng)。 相機(jī)需要專有卡插入電腦主板和輸入/輸出是通過隨附的攝像機(jī)自動(dòng)馴獸師 （ACT）的軟件控制。

實(shí)況圖像流的聚焦和定位重要的 - 一個(gè)攝像頭要么有一個(gè)板上的LCD觀看監(jiān)視器或用戶應(yīng)該能夠查看被現(xiàn)場采取電腦屏幕上的圖像。 液晶顯示器需要足夠大，以查看圖像很好，特別是如果沒有實(shí)時(shí)流至PC。 有些液晶屏幕可以傾斜，以便于查看用戶的方向。 這可能是重要的，尤其是對于顯微鏡。

對于需要使用他們的攝像頭周圍的實(shí)驗(yàn)室各種任務(wù)的用戶，可以很容易地連接和形式的顯微鏡取出相機(jī)將是一個(gè)優(yōu)勢。

分辨率可能是攝像機(jī)的選擇*重要的參數(shù)。 圖片必須是能夠記錄細(xì)節(jié)的放大倍率顯微鏡揭示。 數(shù)字圖像的數(shù)以百萬計(jì)的小方塊稱為圖片元素或像素組成。 這些微小的像素被用來在圖像的分辨率更高的給定區(qū)域中顯示或打印的圖像和像素越多。 如果一個(gè)數(shù)字圖像被放大隨之而來，當(dāng)單個(gè)元素可以被看作是單獨(dú)的點(diǎn)一個(gè)點(diǎn) - 類似木紋在鹵化銀照片和更多個(gè)像素的圖像中包含它可以被放大之前的單獨(dú)的像素開始，以顯示更。 的圖像的尺寸可以通過它的尺寸進(jìn)行說明，例如，尺寸：1500 x 1700像素或由本像素的總數(shù)，在這種情況下，2550000。 分辨率也經(jīng)常被引用為電荷耦合器件（CCD），這是有效地在芯片上的像素?cái)?shù)的大小。 應(yīng)當(dāng)指出，然而，各個(gè)像素的大小而變化在不同類型的CCD。 顯微鏡，6.7微米的像素尺寸（正方形）被認(rèn)為是理想的。

作為光進(jìn)入相機(jī)，它傳遞將像素分為紅色，綠色和藍(lán)******調(diào)的像素的過濾器 - 使用的顏色建立的整體彩色圖像。 光線，然后引導(dǎo)到CCD，它是專用的半導(dǎo)體，將所述光線轉(zhuǎn)換成電荷。的電荷的強(qiáng)度正比于從對象發(fā)出的光的強(qiáng)度。 存儲(chǔ)在數(shù)字圖像值指定每個(gè)像素的亮度和顏色。

高分辨率

有些相機(jī)使用軟件通過一個(gè)額外的外推一步實(shí)現(xiàn)自己的決議“猜測”兩個(gè)像素之間的值。 該值用于在*后的“外推”的形象。 其他相機(jī)獲得三個(gè)獨(dú)立的圖像 - 分別用于紅色，綠色和藍(lán)色，然后將它們合并成一個(gè)全分辨率（非外推）的圖像。 這種方法的缺點(diǎn)是，暴露時(shí)間的三倍。

高的分辨率，也可以通過*近推出的由尼康公司DXM1200數(shù)碼相機(jī)（圖2和3）一種新的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。 被稱為IPS（ 間像素步進(jìn) ）該技術(shù)采用壓電機(jī)制來增加芯片的分辨率由移動(dòng)回來并轉(zhuǎn)發(fā)，例如，在總共9的步驟，由周圍的像素的1/3。 這會(huì)增加，在這種情況下，兩個(gè)由9倍的分辨率和圖像的尺寸。 使用這種方法，幾個(gè)圖像進(jìn)行平均以產(chǎn)生具有更少噪聲更清晰的圖像。 該DXM1200生產(chǎn)高品質(zhì)的圖像與大約1200萬輸出像素。 這大致相當(dāng)于鹵化銀顆粒在一個(gè)普通的35毫米膠卷的數(shù)量。 性能，因此，傳統(tǒng)的對手基于膠片鹵化銀影像，甚至*過他們對擴(kuò)大的目的。 其低噪音設(shè)計(jì)，特別適合拍攝低光圖像，例如，在熒光的研究。 三個(gè)級別的靈敏度可用，高達(dá)170秒的長時(shí)間曝光，確保昏暗標(biāo)本的采集。

軟件

軟件顯然是數(shù)碼相機(jī)的一個(gè)重要特征。 更**的軟件賦予更大的靈活性，用戶卻又軟件功能應(yīng)該是相匹配的實(shí)驗(yàn)室的需要。 對于專業(yè)用戶，與DXM1200提供ACT-1圖像采集軟件提供了*的功能與易用性。

結(jié)論

數(shù)碼影像提供了顯微鏡機(jī)會(huì)的世界，提供一個(gè)簡單易用的圖像采集系統(tǒng)，能夠方便的圖像存儲(chǔ)，操作和管理。

當(dāng)選擇數(shù)碼相機(jī)，分辨率，圖像傳輸速度和色彩保真度都是很好的出發(fā)點(diǎn)，但軟件和操作簡便性也是重要的考慮因素。 因?yàn)閿?shù)碼影像的簡單性，高品質(zhì)的圖像現(xiàn)在在每個(gè)人的范圍。