生物医学成像:选择机器视觉摄像机规格和如何计算的指南

生物医学成像:选择机器视觉摄像机规格和如何计算的指南

图片来源:FLIR系统

一般来说,研究和诊断生物医学应用需要具有特殊空间分辨率、精确色彩再现、在弱光条件下增强灵敏度的成像设备,在一些情况下,还需要将所有三个因素结合起来以优化数据可靠性。

拥有必要的细胞学/细胞遗传学摄像机、表观荧光摄像机、组织学摄像机、显微镜摄像机等,是在临床应用中提供正确诊断或研究目的可靠数据的关键。那么,如何确定哪种机器视觉摄像机适合你的生物科学应用呢?亚博老虎机网登录

在接下来的章节中,概述了为生物医学和生命科学应用选择机器视觉摄像机时需要考虑的几个方面。亚博老虎机网登录

要考虑的具体应用因素

分辨率和颜色精度

适当的分辨率取决于样品中感兴趣的结构相对于相机像素大小的放大倍数,也就是说,显微镜应用中的高分辨率可以通过200万像素的相机、2500万像素的相机或介于两者之间的某个地方来实现。

它依赖于对应于相机上的像素大小的光学器件在样本中的倍率的倍率结构。为了选择所希望的分辨率的最佳相机选项,需要确定要解决的样本中的最小结构的大小是必要的。

然后,通过光学系统中的镜头放大倍率乘以它。当投射到相机传感器上时,这将产生这些结构的大小。

如果结构的最小尺寸为2.33(奈奎斯特)相机传感器上的像素大小的倍率,则应该可以使用相机解析该结构。例如,如果这些投影结构的大小为〜8um,则具有3.45um像素的相机理论上可以解析这些结构。

当测量分辨率时,有替代的方法(例如,线对),但这是一个直接的计算来决定哪个合适的相机选择来测试。

包括组织学,细胞学和细胞遗传学的成像应用在宽范围的白光(在〜400nm和700nm之间)运行,或者在该范围内(例如,565nm)内的选定波长。

如果这些样本中的样本是活的(或固定的),它们可以暴露在明亮的光线下,而不会杀死样本或褪色。在这些条件下,相机的主要要求是高分辨率和彩色再现。换句话说,低光敏度不是一个关键因素。

要发现高分辨率模型,请使用FLIR机器视觉摄像头选择器对百万像素进行排序和过滤。

灵敏度,量子效率和动态范围

呼吁在实时标本的成像的应用程序得到预防样品过度曝光的挑战。光太多可以杀死样品或漂白荧光分子。这些应用程序通常使用称为ePiforegenc的方法。

表面荧光技术既可用于固定标本,也可用于活标本。获取一些标本可能很昂贵,而另一些则很难找到,而且创建标本的过程在材料和劳动力方面可能很昂贵。亚博网站下载

因此,保护样品质量的系统可以帮助限制这些成像应用程序的重复成本。

为了激发样品,ePiforE消耗利用滤波的高能量波长以发射低能量波长。将低能量波长滤波回相机。

在这些条件下,主要的问题是灵敏度,因为这使得样品使用较弱的、破坏性较小的光。灵敏度高的相机即使在光发射能量低的情况下也能产生高质量的图像。

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为了确定在弱光条件下表现良好的超高灵敏度模型,应该关注三个规格:绝对灵敏度、量子效率和动态范围。

绝对敏感性为获取与传感器记录的噪声等效的信号所需的光子数;数字越低越好。

量子效率是在特定波长转换成电子的光子的百分比——这里;数字越高越好。

动态范围是信号与噪声的比率,包括时间暗噪声(当没有信号时传感器中的噪声)。这里也是更高的,更好。为简单的比较,使用FLIR模型选择器过滤并确定最高值。

通常,单色模型在弱光下表现出比彩色等效物更好的性能。

要查看模型的成像性能细节,请查看FLIR网站上的模型的全面EMVA成像性能文档;这些可通过每个相机系列的“相机资源”链接访问:羚羊资源Blackfly S USB资源Blackfly S GigE资源萤火虫资源

有关EMVA成像性能标准和如何交叉评估模型的灵敏度的进一步信息,请参见如何评估相机的灵敏度

组合的因素

对于使用白光和ePiforeence的应用,请考虑配备索尼新型转换增益功能的相机型号,该模型具有优化传感器的容量,以提高灵敏度或高饱和度能力。

高转换增益在低光环境下是最理想的,因为读噪声最小,这产生了一个低的绝对灵敏度阈值,非常适合识别短曝光的微弱信号。

低转换增益在强光条件下是最好的,因为饱和容量是最大的,产生增强的动态范围。最大动态范围将被12位ADC抑制。

要获得对话收益的模型列表,请参阅机器视觉传感器评论。为您的特定应用程序选择合适的相机,取得联系与FLIR机器视觉专家合作

选择合适的相机

当选择相机时,一个好的起点是选择一个较新的CMOS传感器。更新的传感器往往能提供更好的性能(而且价格可能更低)。

如果有问题的应用需要在几年内购买几个摄像机(即,诊断仪器的连续制造),那么至关重要的是,一个没有在其生命周期结束的摄像机被纳入到这个过程中,否则,与过早地设计更换摄像机相比,将产生额外的成本。

FLIR产生超过200种机器视觉摄像头,宽泛合成三个摄像头家族,利用最先进的CMOS传感器:Blackfly S,Oryx和Firefly。

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Blackfly S系列相机提供了最广泛的传感器、形状因子和接口。每一个型号都可在USB3和GigE变体,这些相机在其多功能性和易于引入到设计阶段。

板级Blackfly S版本是FLIR全功能套装范围的小型化版本,非常适合嵌入式应用或空间有限的应用。多样化的功能,卓越的性能比和分辨率高达24MP,使其成为生物医学和生命科学应用的流行选择。亚博老虎机网登录

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oryx相机家族提供与快速10GigE接口配对的高分辨率传感器,其允许捕获4K分辨率,12位图像超过60fps。Oryx的10GBASE-T接口是广泛部署的经过验证的标准,可在电缆长度上提供可靠的图像传输,超过50米的廉价CAT6a或在CAT5e上超过30米。

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Firefly Camera系列提供紧凑的壳体形状因子,轻质和低功耗和价格。Firefly DL模型还具有运行培训的神经网络的能力,可用于对象检测或分类。

所有FLIR机器视觉彩色相机都配备了自定义颜色复制的能力,由于各种白平衡选项的可用性和使用新的颜色校正矩阵,这在生物医学成像中是至关重要的,在生物医学成像中,颜色准确性可能意味着不同的东西,取决于人类的视觉分析来诊断,而不是机器可读格式的数据准确性。

有关这些功能的更多信息,请参阅使用黑蝇S和Spinnaker的白平衡和使用黑蝇S和Oryx的颜色校正。

此外,FLIR机器视觉Blackfly S、Oryx和Firefly摄像机系列可以使用GenICam3和Spinnaker SDK进行编程和控制,后者是从头开发的,易于未来的设计修改和部署,这使得快速的应用开发和测试成为可能。

为了缩小相机型号的选择范围,FLIR网站有一个机器视觉相机选择器,具有多种过滤标准:

如果您有任何其他问题,Flir的机器视觉专家很乐意帮助您为您的特定需求选择正确的相机:点击此处获取联系。

这些信息已经从FLIR系统提供的材料中获得、审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息,请访问FLIR系统。

引用

请在你的文章、论文或报告中使用下列格式之一来引用这篇文章:

  • 美国心理学协会

    FLIR系统。(2021年3月31日)。生物医学成像:选择机器视觉摄像机规格和如何计算的指南。AZoM。于2021年8月1日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20255检索。

  • MLA

    FLIR系统。生物医学成像:选择机器视觉摄像机规格和如何计算指南”。AZoM。2021年8月1日。< //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20255 >。

  • 芝加哥

    FLIR系统。生物医学成像:选择机器视觉摄像机规格和如何计算指南”。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20255。(2021年8月1日生效)。

  • 哈佛

    FLIR系统》2021。生物医学成像:选择机器视觉摄像机规格和如何计算的指南。Azom,查看了01年8月2021,//www.washintong.com/article.aspx?articled=20255。

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