数字显微镜照相机和图像分析基本技术术语的定义gydF4y2Ba

亮度描述相对的gydF4y2Ba强烈gydF4y2Ba影响一个人或一个传感器。在数字图像的情况下，强度是平均的整个传感器。gydF4y2Ba

数字图像是由一系列单个像素组成的。它们的颜色信息可以存储为一个数字代码，其中每一种颜色都存储为一个不同的数值。gydF4y2Ba

颜色查找表是一个索引，存储这些主要基于颜色的值gydF4y2BaRGB颜色空间gydF4y2Ba，通常用于监视器表示。gydF4y2Ba

为具体用途选择合适的颜色查表，取决于用户自己的判断和需要。然而，经验表明，某些颜色查找表对特定的应用程序特别有用。例如，CLUT“绿色”通常用于记录带有Alexa 488标记的样本，gydF4y2BaFITCgydF4y2Ba，或其他类似的荧光染料，它们会发出绿色光谱范围内的光。另一方面，CLUT“红色”用于用TRITC、德克萨斯红、Cy3或其他类似荧光染料染色的样品，在红色光谱范围内发出光。gydF4y2Ba

《CMYK》是一种特殊的颜色查表处理gydF4y2BaCMYK颜色空间gydF4y2Ba，一般用于打印机系统的颜色输出。gydF4y2Ba

在每个成像系统(如监视器、打印输出)中，任何颜色描述都是基于单一基本颜色的组合。成像方法通过加色和减色混合来区分。例如，在黑色的显示器屏幕上，有必要gydF4y2Ba发出gydF4y2Ba某种类型的光产生一种特定的颜色。在这种情况下，光的类型是基于gydF4y2BargydF4y2Ba艾德,gydF4y2BaggydF4y2Ba排水沟或gydF4y2BabgydF4y2Ba卢(gydF4y2BaRGBgydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

如果这三种颜色都被点亮，就会产生白色。如果这三种颜色都被关掉，黑色就产生了。人眼、数码相机和监视器都适用于RGB模式。gydF4y2Ba

另一方面，打印机使用减色法混合颜色，因为在像纸这样的材料表面，光必须从白色基材(纸)上反射。因此，打印机需要计算必须添加哪些墨水才能与白色承印物结合产生给定的颜色。在这种情况下gydF4y2BacgydF4y2Ba燕,gydF4y2Ba米gydF4y2Baagenta和gydF4y2BaygydF4y2Baellow (gydF4y2Bac mygydF4y2Ba)——红色、绿色和蓝色的互补色——是光谱中所有其他颜色的基础。在这个模型中，添加所有三种颜色会得到黑色，而不添加所有三种颜色会得到白色。gydF4y2Ba

注:实际上，黑色是作为单独的油墨印刷的，以避免使用太多的颜色在彼此之上，以获得更生动的黑色印象。因此颜色空间也被称为颜色空间gydF4y2BaCMYKgydF4y2Ba，其中K代表钥匙板，一种特殊的黑色打印设备。gydF4y2Ba

图像的对比度取决于所描绘对象与背景在颜色和强度上的差异。用数学公式表示，对比度(C)可以描述为强度(I)的比率(以%表示)。gydF4y2Ba

由此可见，试件与背景强度的差异越明显，对比度越好。gydF4y2Ba

参考显微镜，为了产生对比，标本必须与光相互作用，例如通过吸收，反射，衍射或荧光。gydF4y2Ba

反褶积gydF4y2Ba是一种利用数学算法将微观图像中的失焦信息重新分配到其原点的技术。通过这样做，用户可以获得特定焦距级别的更清晰的图片，以及他们感兴趣的结构的更逼真的3D印象。gydF4y2Ba

在共聚焦显微镜中，允许激光束在给定时间内扫描某一特定区域(以等效图像的像素为维度)。这个时间称为停留时间。合理地说，延长的停留时间会促进照片漂白，并给标本带来压力。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba动态范围gydF4y2Ba一个显微镜相机的信息，提供关于最低强度和最高强度信号a的信息gydF4y2Ba传感器gydF4y2Ba可以同时记录。在低动态范围传感器中，大信号会使传感器饱和，而弱信号会在传感器噪声中丢失。大的动态范围对荧光成像尤为重要。gydF4y2Ba

数码相机的曝光时间决定了相机芯片暴露在样品光线下的持续时间。对于大多数成像应用来说，这一时间通常在几毫秒到几秒之间，取决于光的强度。gydF4y2Ba

数码相机把光子数据转换成数字数据。在这个过程中，来自传感器的电子通过前置放大器。gydF4y2Ba获得gydF4y2Ba为图像传感器对信号的放大。应该注意的是，不仅是信号，而且是gydF4y2Ba噪音gydF4y2Ba是提高了。gydF4y2Ba

人眼的光感知是非线性的。我们的眼睛不会感觉到两个光子的亮度是一个的两倍;我们只会认出它们比1亮一小部分。与人眼不同的是，数码相机的感光能力gydF4y2Ba是gydF4y2Ba线性的。两个光子产生的信号量是一个光子的两倍。伽玛可以看作是人眼和数码相机之间的连接。gydF4y2Ba

这个可以用下面这一项表示，其中VgydF4y2Ba_出gydF4y2Ba是输出（检测到的）亮度值和VgydF4y2Ba_在gydF4y2Ba为输入(实际)亮度值:gydF4y2Ba

VgydF4y2Ba_出gydF4y2Ba= VgydF4y2Ba_在gydF4y2Ba^γgydF4y2Ba

通过改变伽玛- - -做伽玛校正- - -可以使用线性记录相机拍摄的数字图像适应人眼的非线性感知。这种校正可以由大多数相机芯片完成。此外，数字成像软件通常有自己的伽马校正选项。gydF4y2Ba

强度是一种能量分类。在光学领域，辐射强度一词被用来描述一个物体在每一时间和每一面积上发射的光能的数量。gydF4y2Ba

噪声是所有测量中固有的不受欢迎的特性。这是科学图像的一个主要问题，因为它会影响你量化感兴趣信号的能力。成像时要考虑的最重要的参数是gydF4y2Ba信噪比gydF4y2Ba也就是图像中的噪声与你要收集的信号量的比值。噪音可以分为以下几类:gydF4y2Ba

光学噪声gydF4y2Ba:不需要的光信号常由高本底染色引起，导致样品制备不良或样品自荧光高。gydF4y2Ba

暗噪声:gydF4y2Ba电子在传感器中的热迁移与积分长度成正比。可以通过冷却想象传感器或减少曝光时间来克服暗噪声。gydF4y2Ba

读噪声:gydF4y2Ba当从摄像头传感器读取电荷时，信号中引入的电气噪声源。通过降低传感器读出速率，从而降低可达到的最大帧速率，或切换到更高级的模式，可以降低读取噪声gydF4y2Ba传感器类型gydF4y2Ba，即EMCCD和sCMOS传感器。gydF4y2Ba

光子散粒噪声:gydF4y2Ba由于光子撞击传感器的随机特性而引起的任何光学信号中固有的噪声。这只涉及到非常低的光应用。收集更多的信号可以减少图像中散粒噪声的影响。gydF4y2Ba

提高信噪比最简单的方法是通过更长时间的积分或增加光照强度来收集更多的信号。在需要低噪声摄像机的情况下，这些方法并不总是可行的。gydF4y2Ba

显微镜成像意味着从样本信号到数字图像的采样过程。奈奎斯特定理描述了采样过程的一个重要规则。gydF4y2Ba

原则上，采样频率越高，再现精度越高。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba尼奎斯特定理gydF4y2Ba描述采样频率必须大于输入信号带宽的两倍，才能从采样数据重建原始输入。对于数码相机来说，这主要体现在像素大小上。为了获得最好的结果，一个像素应该总是比你想要解析的最小结构小三倍，或者换句话说，每个可解析单元的最小像素数是3。gydF4y2Ba

相机中的像素是其传感器的基本光敏单元。这适用于所有二维数组gydF4y2Ba传感器gydF4y2Ba包括gydF4y2BaCCDgydF4y2BaEMCCD,gydF4y2BaCMOSgydF4y2Ba，以及sCMOS显微镜摄影机。传感器上的像素数是一个经常引用的单位，即500万像素的摄像头有500万像素。这个gydF4y2Ba数量的像素gydF4y2Ba通常与传感器的分辨率混淆，因为在不同的传感器类型上，单个像素的大小可能存在显著差异。gydF4y2Ba

传感器的量子效率可以告诉你它有多敏感。量子效率描述的是在给定波长下撞击传感器并转化为电子的光子的百分比。在不同的波长下，传感器的QE曲线是不同的。gydF4y2Ba

图像的每个像素都有一定的灰度值。灰度值的光谱范围从纯黑(0)到纯白(8位颜色深度255,12位颜色深度4095等)。gydF4y2Ba

直方图展示了感兴趣区域内灰度值的分布，即对每个灰度值确定像素数，并将结果显示为一条曲线。gydF4y2Ba

在直方图的帮助下，可以优化不同的设置，如相机曝光时间。灰度值的平滑分布(x轴)表示相机动态范围的最佳利用。gydF4y2Ba

谱线轮廓gydF4y2Ba

这个工具沿着测量灰度值gydF4y2Ba线性gydF4y2Ba对感兴趣区域(ROI)进行图形化显示，并对其进行统计处理。gydF4y2Ba

堆栈配置文件gydF4y2Ba

这个工具的措施gydF4y2Ba意思是gydF4y2Ba灰度值使用gydF4y2Ba区域gydF4y2Ba对感兴趣区域(ROI)进行图形化显示，并对其进行统计处理。gydF4y2Ba

数码相机的基本工作原理意味着光子撞击光电二极管会诱发电子，这些电子被收集、移动并最终转换为数字信号。关于电子的转移，有两个瓶颈（在gydF4y2BaCCDgydF4y2Ba摄影机):gydF4y2Ba

• 单个光电二极管的充电容量(gydF4y2Ba充分的能力gydF4y2Ba）gydF4y2Ba
• 相机芯片的最大电荷转移能力gydF4y2Ba

如果超过其中任何一个，相机就无法处理额外的信息，导致数字图像中出现伪影(例如泛光)。gydF4y2Ba

注：该gydF4y2Ba查表gydF4y2Ba发光(O&U)在gydF4y2Ba拉斯维加斯gydF4y2BaX软件可以帮助控制饱和度。gydF4y2Ba