數位成像系統的幾個基本概念

數位影像：
數位影像就是利用相機之類的影像捕捉設備，將外界影像的顏色和亮度信息轉變為電子信號，再記錄到儲存介質。
相機：
相機是機器視覺系統中的一個關鍵組件，其最本質的功能就是將光信號轉變成為有序的電子信號。選擇合適的相機也是機器視覺系統設計中的重要環節，相機不僅是直接決定所拍攝到的影像分辨率、影像質量等，同時也與整個系統的運行模式直接相關。
分辨率(Resolution)：
相機每次採集圖像的畫素點數(Pixels)，對於數位相機一般是直接與光電傳感器的像元數對應的，對於模擬相機則是取決於影像制式，PAL制為768*576，NTSC制為640* 480。
畫素深度(Pixel Depth)：
即每畫素數據的位數，一般常用的是8Bit，對於數位相機一般還會有10Bit、12Bit等。
最大幀率(Frame Rate)/行頻(Line Rate)：
相機採集傳輸影像的速率，對於面陣相機一般為每秒採集的幀數(Frames/Sec.)，對於線陣相機為每秒採集的行數(Hz)。
曝光方式(Exposure)和快門速度(Shutter)：
對於線陣相機都是逐行曝光的方式，可以選擇固定行頻和外觸發同步的採集方式，曝光時間可以與行週期一致，也可以設定一個固定的時間；面陣相機有幀曝光、場曝光和滾動行曝光等幾種常見方式，數位相機機一般都提供外觸發採圖的功能。快門速度一般可到10微秒，高速攝影機還可以更快。
像元尺寸(Pixel Size)：
像元大小和像元數(分辨率)共同決定了相機靶面的大小。目前數位相機像元尺寸一般為3μm-10μm。
光譜響應特性(Spectral Range)：
是指該像元傳感器對不同光波的敏感特性，一般響應範圍是350nm－1000nm，一些相機在靶面前加了一個濾鏡，濾除紅外光線，如果系統需要對紅外感光時可去掉該濾鏡。
靶面尺寸：
指相機感光芯片大小，分別有1英寸，2/3英寸，1/2英寸，1/3英寸，1/4英寸等等，英寸數越小，所照的視場範圍越小。

談談顯微數位成像裝置的噪點

顯微數位成像裝置(也就是顯微鏡攝像頭 )的噪點（noise）也稱為噪聲、噪音，主要是指CCD（CMOS）將光線作為接收信號接收並輸出的過程中所產生的圖像中的粗糙部分，也指圖像中不該出現的外來像素，通常由電子干擾產生。看起來就像圖像被弄髒了，佈滿一些細小的糙點。我們平時所拍攝的數位照片如果用個人電腦將拍攝到的高畫質圖像縮小以後再看的話，也許就注意不到。不過，如果將原圖像放大，那麼就會出現本來沒有的顏色（假色），這種假色就是圖像噪音。
ISO越高，則產生的噪點越多
除了 ​​噪點外，還有一種現像很容易噪點相混淆，這就是壞點。在數碼相機同一設置條件下，如果所拍的圖像中雜點總是出現在同一個位置，就說明這台數位相機存在壞點，一般廠家對壞點的數量有規定，如果壞點數量超過了規定的數量，可以向經銷商和廠家更換相機。假如雜點並不是出現在相同的位置，則說明這些雜點是由於使用時形成的噪點。

不同ISO下的噪點水平
噪點產生的原因：
1、長時間曝光產生的圖像噪音
這種現像主要大部分出現在拍攝夜景，在圖像的黑暗的夜空中，出線了一些孤立的亮點。可以說其原因是由於CCD無法處理較慢的快門速度所帶來的巨大的工作量，致使一些特定的像素失去控製而造成的。為了防止產生這種圖像噪音，部分數位相機中配備了被稱為"降噪"的功能。
 如果使用降噪功能，在記錄圖像之前就會利用數字處理方法來消除圖像噪音，因此在保存完畢以前就需要花費一點額外的時間。
2、用JPEG格式對圖像壓縮而產生的圖像噪音
由於JPEG格式的圖像在縮小圖像尺寸後圖像仍顯得很自然，因此就可以利用特殊的方法來減小圖像數據。此時，它就會以上下左右8×8個像素為一個單位進行處理。因此尤其是在8×8個像素邊緣的位置就會與下一個8×8個像素單位發生不自然的結合。
由JPEG格式壓縮而產生的圖像噪音也被稱為馬賽克噪音（Block Noise），壓縮率越高，圖像噪音就越明顯。
雖然把圖像縮小後這種噪音也會變得看不出來，但放大列印後，一進行色彩補償就表現得非常明顯。這種圖像噪音可以通過利用盡可能高的畫質或者利用JPEG格式以外的方法來記錄圖像而得以解決。
3、模糊過濾造成的圖像噪音
模糊過濾造成的圖像噪音和JPEG一樣，在對圖像進行處理時造成的圖像噪音。有時是在數位相機內部處理過程中產生的，有時是利用圖像潤色軟件進行處理時產生的。對於尺寸較小的圖像，為了使圖像顯得更清晰而強調其色彩邊緣時就會產生圖像噪音。
所謂的清晰處理就是指數位相機具有的強調圖像色彩邊緣的功能和圖像編輯軟件的“模糊過濾（Unsharp Mask）”功能。在不同款式的數位相機中也有一些相機會對整個圖像進行色彩邊緣的強調。而處理以後就會在原來的邊緣外側出現其他顏色的色線。
如果將圖像尺寸縮小以後用於因特網的話，圖像不是總覺得會變得模糊不清嗎？此時如果利用“模糊過濾”功能對圖像進行清晰處理，圖像看起來效果就會好一些。不過由於產生了圖像噪音，在進行第二次或第三次處理時，這種圖像噪音就顯得很麻煩。切忌不要因為處理過度而使圖像顯得過於粗糙。

數位解剖顯微鏡的應用領域

數位解剖顯微鏡是將傳統的光學顯微鏡與數位成像系統通過光電轉換器有機地結合在一起，不僅可以通過目鏡作顯微觀察，還能在電腦幕上觀察即時動態圖像，並能將所需要的圖片進行編輯、保存和列印。
數位解剖顯微鏡是一種具有立體感的顯微鏡。主要用途如下：
1.動物學、植物學、昆蟲學、組織學、礦物學、考古學、地質學和皮膚病學等的研究。
2.可以在紡織工業中原料及棉毛織物的檢驗。
3.電子工業中，作晶體管點焊、檢查等操作工具。
4.各種材料的裂縫構成，氣孔形狀腐蝕情況等表面現象的檢查。
5.在製造小型精密零件時作機床工具的裝置、工作過程的觀察、精密零件的檢查以及裝配工具。
6.透鏡、棱鏡或其它透明物質的表面質量，以及精密刻度的質量檢查。
7.數位解剖顯微鏡作文書紙幣的真假判辨。
8.廣泛應用於紡織製品、化工化學、塑料製品、電子製造、機械製造、醫藥製造、食品加工、印刷業、高等院校、考古研究等眾多領域。

CCD購買須知

如果說顯微鏡的購買費勁的話，CCD的購買更是讓人頭疼，希望這篇文章對大家有幫助！隨著科研對顯微成像的要求，CCD成像設備越來越受到科研學者的關注，可有些網友面對眾多品牌型號卻苦於不知如何選擇。大家普遍在購買CCD時把注意力集中在CCD的像素數量上，除了分辨率，其實CCD的其他性能指標更值得消費者關注，如芯片尺寸、像素點大小等。一、了解CCD 一）CCD是英文Charge Coupled Device的縮寫，意為電荷耦合器，它是一種基於金屬-氧化物-半導體(MOS)技術的光敏元件，上面佈滿很多感光元件，每個感光元件我們稱為一個像素。ＣＣＤ在相機裡是一個極其重要的部件，它起到將光線轉換成電信號的作用，類似於人的眼睛，因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。目前CCD已具有光譜響應範圍寬、檢出限低、動態範圍寬、暗電流和讀出噪聲低以及具有積分信號、多道同時檢測信號和實時監測等能力的優點。二）CCD的構成第一層是“微型鏡頭” 第二層是“分色濾色片” 第三層“感光層” CCD就像傳統相機的底片一樣，是感應光線的電路裝置，你可以將它想像成一顆顆微小的感應粒子，鋪滿在光學鏡頭後方，當光線與圖像從鏡頭透過、投射到CCD表面時，CCD就會產生電流，將感應到的內容轉換成數碼資料儲存起來。二、決定CCD成像品質的主要因素物理分辨率芯片尺寸像素點大小信噪比灰度值物理分辨率：CCD自身的分辨率。像素是數碼影像最基本的單位，每個像素就是一個小點，而不同顏色的點(像素)聚集起來就變成一幅動人的照片，CCD經常以像素作為等級分類依據，相同芯片尺寸下，像素越多分辨率越高。芯片尺寸：數碼相機主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸等。CCD尺寸越大，感光面積越大，成像效果越好。例如2/3英寸的300萬像素相機效果通常好於1/1.8英寸的400萬像素相機(後者的感光面積只有前者的70%)。如果在增加CCD像素的同時想維持現有的圖像質量，就必須在至少維持單個像素面積不減小的基礎上增大CCD的總面積。越專業的數碼相機，CCD尺寸也越大。目前更大尺寸的CCD加工製造比較困難，成本也非常高。像素點：構成CCD感光層的基本單元。直徑數量級為微米。CCD單位面積上像素點越多，構成的圖像越細緻，分辨率越高。相同尺寸的CCD像素增加固然是件好事，但過多則會導致單個像素的感光面積縮小，產生曝光不足，並且各個像素點之間容易產生光信號的互相干擾，反而影響圖像清晰度。信噪比是相機CCD產生的正常光信號與異常信號（噪音）的比值。信噪比越高，說明異常信號產生少，圖像質量更真實、更清晰。灰度值的單位是Bit（位)：計算機圖像中的術語，用來描述生成的圖像所能包含的顏色數。“深度是8位”意味著圖像只含有28也就是256種顏色。灰度值越高，則相機可以分辨的灰階越多，顏色越更豐富。三、買相機的準備步驟第一步：明確購買CCD的用途和目的確定購買CCD的用途與目的是非常重要的，只有了解自己的需求，我們才能有的放矢地選擇併購買到自己真正需要的機器。不盲目追求高像素高分辨率，例如用於熒光拍攝的黑白CCD，一般像素在100多萬就可滿足，像素點少，感光強，正符合熒光弱的特點。第二步：心理價位依照科研經費的多少決定一個可以承受的心理價位，比如3萬-5萬等。這樣可以幫助我們節約不少時間，可以在選擇的時候更有目的性。第三步：不一定從顯微鏡廠家買大家喜歡在買顯微鏡時一塊把CCD買了，這樣固然好，可以保證系統性，但有時卻不是省錢的辦法，一般顯微鏡廠家的CCD都是OEM其他家的，也就是說自己不生產，還是買的別人的。這樣就不如找一款性價比更高的CCD了，首先保證和顯微鏡配套使用了，然後也省錢了，何樂不為呢？第四步：試用是王道只看資料，我們只能有感性的認識，只有實際去用用機器才能有理性的認識。這時可以讓廠家演示一番，有時候1000萬像素的CCD不一定比500萬的拍的清楚，所以最好試用一下，防止被忽悠!