显微镜数码相机和图像分析的基本技术术语

大多数显微镜今天用照相机操作。相机的特点往往决定收购图像是否会揭示出研究人员希望看到的。但是，当潜入相机术语，技术术语可以是压倒性的。我们已经编制了重要的术语用简明的解释提供方向。他们按字母顺序排列。

混合模式

混合模式是提高摄像头的帧率和动态范围，同时通过牺牲分辨率降低噪音的技术。它经常被用于高速荧光的时间推移的实验。而不是读出每一个人的数据像素，相邻像素的数据被组合并一起读出作为一超级象素。经常使用的2x2和8x8之间混合模式值。它是进口要注意，2x2融合产生的像素是原始像素的尺寸的4倍。

效果混合模式具有依赖于相机中使用的传感器类型，如下表所示。

像素深度

像素深度相机传感器的描述其从传来的模拟信号转换能力的像素阵列转换成数字信号，其特征是灰度级或灰度值。它是AD转换器的一个特色。大像素深度，它可以输出更多的灰度值时，更多的细节可以在图像中被复制。

亮度

亮度描述的相对强度的影响的人或传感器。 在数字图像的情况下，强度在整个传感器的平均值。

颜色查找表（CLUT）

数字图像是由单独的像素的阵列。其颜色信息可被存储为，每一个颜色沉积为不同的数值一数字代码。

彩色查询表是索引，存储这主要是基于这些值的RGB色空间，一般用于显示器演示。

合适的颜色查找表的一个特定用途的选择取决于用户自己的判断和需要。但是经验表明，某些颜色查找表是为特定的应用中特别有用。例如CLUT的“绿色"通常用于记录被标记与Alexa 488，FITC，或其他类似的荧光染料，其发出绿色光谱范围内的标本。另一方面，给CLUT“红色"用于与TRITC，Texas Red，Cy3，或其他类似的荧光染料染色的样品中，红色光谱范围内发光。

“CMYK"是一种特殊的颜色查找表来处理CMYK颜色空间，一般用于打印机系统颜色输出。

色彩空间（RGB，CMY，CMYK）

在每一个成像系统（即显示器，打印输出）任何颜色描述是基于单一的基本颜色的组合。 成像方法是通过添加剂和减色混合区分。例如，一个黑色的监视器屏幕上，有必要发出某种类型的光，以产生一个给定的颜色。在这种情况下，光的类型是基于R编，G颖或b略（RGB）。

如果所有三种颜色点亮，将创建白色。如果所有三种颜色都关掉，则创建黑色。人的眼睛，以及数字摄像机和监视器适于RGB模型。

另一方面，打印机使用减色混合，因为像纸材料的表面上，光必须从一个白基底（纸）的反射。其结果是，一台打印机需要计算其油墨被添加，以产生一个给定的颜色组合与白色基底。在这种情况c炎，男agenta和yellow（CMY）的组合-红色，绿色和蓝色的互补色-是在光谱中的所有其他颜色的基础。在此模型中，除了所有三种颜色的结果以黑色，而没有在白色所有三种颜色的结果。

注意：在实践中的黑色印刷作为一个单独的墨水，以避免在彼此的顶部使用太多的颜色，并得到更鲜明的黑色印象。由于这个原因，颜色空间也被称为CMYK，其中K表示钥匙板，一个特殊的黑色打印装置。

对比

的图像的对比度依赖于从它的背景所描述的对象的颜色和强度的差别。数学式表示，对比度（C）的可被描述为强度（I）的比例（％）。

作为证明的，更显著的差检体和背景强度之间，更好的对比度会。

参照镜，以产生对比试样具有与光相互作用的，例如通过吸收，反射，衍射或荧光。

去卷积

去卷积是通过应用数学算法重新分配外的焦点信息，以它的原点在一显微镜图像的技术。通过这样做，用户可以实现特定焦点水平和他们感兴趣的结构的更逼真的3D展示更清晰的图片。

滞留时间

在共聚焦显微镜中，激光束被允许扫描某一区域（在相当于图像的一个像素的尺寸）对于一个给定的时间。这个时间称为滞留时间。振振有词，延长停留时间鼓励光漂白和压力标本。

动态范围

动态范围的显微镜摄像机给出的低和强度信号a的信息的传感器可以同时记录。具有低动态范围的传感器，大量信号可以饱和传感器，而弱信号成为在所述传感器噪声丢失。一个大的动态范围为荧光成像尤其重要。

曝光时间

一个数字照相机的曝光时间决定相机芯片被暴露于光从样本的持续时间。 根据光的强度，这个时间通常可数毫秒和几秒之间，用于大多数成像应用。

增益

数码相机光子数据转换成数字数据。在此过程中，电子从通过前置放大器运行传感器到来。增益是由图像传感器施加到信号的放大。应当指出，不仅信号，而且噪音被升压。

伽马（校正）

人眼的光感是非线性的。我们的眼睛不会察觉两个光子的两倍亮为一体; 我们只认识到它们是分数超过一亮。与此相反的人眼，数字照相机的光感是线性的。两个光子诱导信号的两倍为一体。伽马可以被认为是人眼和数码相机之间的联系。

这可以在以下术语，其中Vout是输出（检测）的亮度值和V中被表达为输入（实际）亮度值：

Vout = Vingamma

通过改变γ - 做伽马校正 - 这是可能适应与线性记录照相机的帮助下对人眼的非线性感知拍摄的数字图像。 这种校正可以通过大多数相机芯片来完成。 此外，数字成像软件通常有它自己的伽马校正选项。

强度

强度是一个能源分类。在光学领域的术语辐射强度用于描述的每时间和区域中的对象发出的光的能量的数量。

噪声

噪声是所有测量固有的不良特性。这是科学的图像的一个主要问题，因为它可能会影响您量化感兴趣的信号的能力。重要的参数时要考虑成像是信噪比是图像相对于你想收集的信号量的噪声之比。噪声可以分为几类：

光学噪声：不需要的光信号经常被高背景染色造成的，导致样品制备不良或高采样自动荧光。

暗噪声：在传感器电子的热迁移和成正比一体化的长度。暗噪声可以通过冷却想象传感器或减少曝光时间来克服。

读出噪声：由于电荷从照相机传感器读出引入到信号的电噪声源。读噪声可以通过降低传感器的读出速率，从而降低大可达到的帧速率，或切换到更高级的减小的传感器类型，即EMCCD和SCMOS传感器。

光子散粒噪声：引起的光子撞击传感器的随机性质的任何光学信号噪声所固有的。这是的关注非常低光的应用。收集更多的信号减小散粒噪声的图像中产生的影响。

改善的信噪比的的方式是通过集成更长或提高照度以收集更多的信号。这些方法并不总是在这一点，需要更低的噪声摄像机可行的。

奈奎斯特定理

摄像显微镜意味着采样过程 - 从样本信号以一个数字图像。奈奎斯特定理描述了采样过程的一个重要规则。

原则上，再现的准确度具有更高的采样频率增大。

奈奎斯特定理描述了采样频率必须大于两倍的输入信号的带宽重新从采样数据的原始输入。在数字相机的情况下，这表现主要在像素大小。为获得效果，像素应该总是比要解决，或者，换句话说，每解析部3的像素的小数目是优选的小结构小三倍。

像素

在摄像机A的像素是其传感器的基本光敏单元。这适用于所有的二维阵列传感器包括CCD，EMCCD，CMOS和SCMOS显微镜照相机。在传感器像素数是一个经常引用的单元，即500万像素的摄像头有500万像素。像素的数目通常与传感器的分辨率混淆个别像素可在不同类型的传感器大小显著变化。

量子效率（QE）

一个传感器的量子效率为您提供一个指示它是如何敏感。量子效率描述光子撞击传感器，用于一个给定波长，将被转换成电子的百分比。 传感器的量子效率曲线以不同的波长而变化。

RGB /灰度直方图

图像的每个像素具有一定灰度值。灰度值的范围从纯黑色（0）到纯白色的范围（255 8位色彩深度，4095在12位色彩深度等）。

直方图显示灰度值的感兴趣区域（ROI）的区域的区域内的分布情况，即判定为每个灰度值的像素的数量，其结果被示为曲线。

与直方图的帮助下，多样的设置，如照相机的曝光时间可以被优化。灰度值（x轴）的顺利发行表示相机的动态范围的利用。

线路简介

这个工具测量沿感兴趣区域（ROI）的线性区域灰度值，以图形方式显示他们作为一个曲线，并对其进行统计处理。

叠加剖面

这个工具措施意味着使用感兴趣区域（ROI）的区域的区域灰度值，以图形方式显示他们作为一个曲线，并对其进行统计处理。

饱和

一个数字照相机的基本工作原理意味着光子撞击光电二极管诱导其收集电子，移动，并终转换成数字信号。关于电子的转移，有两个瓶颈（在CCD照相机）：

• 个别光电二极管的电荷容量（全井容量）

• 摄像机芯片的大电荷转移能力

如果超过任一，附加信息可以不被相机导致数字图像（例如晕染）在人工制品来处理。

注意：查找表中的LAS X软件辉光（O＆U）可以帮助控制饱和。

传感器类型显微镜摄像机（CCD，EMCCD，CMOS，SCMOS）

CCD显微相机：基于电荷耦合器件（Charged Coupled Device:简称CCD）显微镜相机传感器，主要发现在明和基本荧光成像技术的应用。像中任何其它数字相机传感器，其单个像素生成与光照射时的电荷，其被变换成在端的数字信号。相比于CMOS型传感器中，只有一个输出节点在CCD传感器用于数据收集。

EMCCD显微相机：简单来说，EMCCD（Electron Multiplying Charged Coupled Device中文：电子倍增电荷耦合器件）传感器是一种具有特殊的EM增益登记加入的CCD传感器，它被放置的传感器和读出电子设备之间。这个登记放大信号。此外，EMCCD传感器可以背照式具有典型的峰值量子效率超过90%。特别是的低光应用受益EMCCD相机的利用。

CMOS显微相机：互补金属氧化物半导体为基础的（Complementary Metal Oxide Semiconductor简称：CMOS）相机初是用于手机和低端相机。由于技术的进步，CMOS显微镜摄像头成为一个主要的成像装置标准明场显微镜。相反，CCD，CMOS摄像头像素内电子的特征。他们的读数原理与读数数千个节点可以节省时间，因为传统的CCD传感器只使用一个单一的读出节点。

sCMOS显微相机：科学的CMOS摄像头–SCMOS相机或–CMOS显微镜相机发展。特别适合于科学化的要求，这种类型的传感器是不常见的缺点是噪声大、均匀性差、CMOS传感器可能遭受。其快速的帧速率，高动态范围，低噪音，完美地支持荧光成像应用。

信噪比

信噪比（SNR）测量的图像的整体质量。该信噪比越高，图像越好。信号是指从由传感器收集并转换成电信号感兴趣对象产生的光子的数量，同时噪声指引入由探测器本身或来源于背景光信号的图像的不需要的信号。