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影像CCD成像質量的若幹因素

發布時間:2020/3/11 點擊量:298

影像CCD成像質量的若幹因素

    1.像素:這個是常見的參數。在芯片確定的情況下,像素越高,靈敏度越低,兩個是反比關係;所以像素不是越高越好,建議在像素夠用的情況下盡量優先確保靈敏度;至於像素什麽時候夠用, 100×(N.A.1.40)物鏡,0.63×接口,所需要的分辨率大約為1139 * 858,也就是100萬像素;
   

    2.動態範圍:實際上這個參數取決於另外2個參數。動態範圍=20×log10(滿井電子/總噪音)這個參數越高也表征CCD的靈敏度越高;
   

    3.滿井電子:從動態範圍的計算看的出來,滿井電子數越大越好;
   

    4.噪音:簡單理解就是雜信號,有讀出噪聲和暗噪聲,相機電子元件處理圖象時的額外噪音,與電子效率有關。讀出速度快,噪聲大;溫度高,暗噪聲大; 
   

    5.製冷:CCD工作時溫度會升高,這會產生噪音,尤其是長時間曝光(若熒光拍攝等情況需要較長的曝光時間),如果把溫度降,可以減少這類噪音,所以大家看到有冷CCD,製冷方式有很多,比如裝風扇、半導體製冷、水循環製冷,還有用液氮製冷的,製冷越低,降噪越好,但是成本也就越高;
   

    6.灰階:一般是寫的多少bit,這個值高點好些,這樣在一些層次比較多或者不容易區分的圖的拍攝上會有幫助,常見的是醫院血液科的血塗片拍攝:紅血球非常薄而且多,經常在鏡下觀察時會發現有不少是有重疊的,人眼還比較好區分重疊的部分,但是換到CCD上麵的話,基本需要12bit以上了,14bit的較好一些。對於做灰度分析或者熒光定量分析的,灰階還是高點好;
   

    7.芯片尺寸:因為像素和靈敏度反比關係,所以芯片尺寸自然是大的好些;
   

    8.速度:這個自然是越快越好,不過要注意區分:有的廠家是寫讀出速度,有的是寫預覽速度,有的是寫采集速度;讀出速度高不一定你預覽、采集就快,因為它還受後麵接口、電腦等的影響;預覽速度比較的時候注意分辨率是多少,采集速度相對好點,因為他的變動基本上就隻有電腦配置高低影響了;
   

    9.接口:影響速度的一個重要環節,一般來說速度是USB較慢,1394其次,串口快;不過兼容性比較就完全相反;
   

    10.binning:這是提高CCD預覽、采集的常見方法,支持的binning越高,速度也就能提的更高,不過會犧牲分辨率-其實它就是把幾個像素當作一個像素計算,比如2×2,就是把4個像素當作一個像素;
   

    11.曝光時間:這個參數我個人習慣是看能曝光多長時間,支持的時間越長,在拍攝弱光的時候會好些;至於說較小曝光時間,原理上可以側麵反應CCD的靈敏度,但是需要參考的條件比較多,所以我是很少去注意這個參數;
   

    12.GAIN:一個信號放大的參數,GAIN越大,所需要的曝光時間也就越短,但是相應的噪音也就會增加。

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