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奧林巴斯顯微鏡,數(shù)字圖像的基本屬性

2020-09-04 09:52:32

 帶著相機(jī),望遠(yuǎn)鏡,顯微鏡,或其他類(lèi)型的光學(xué)儀器顯示的色調(diào)和色調(diào)的連續(xù)變化的陣列捕獲自然圖像。用膜制成的照片,或者通過(guò)一個(gè)光導(dǎo)攝象管攝象管產(chǎn)生的視頻圖像,是所有可能的圖像的一個(gè)子集,并包含一個(gè)寬強(qiáng)度的光譜,從暗到亮,并且顏色的光譜,可以包括幾乎任何可以想象的色調(diào)和飽和電平。這種類(lèi)型的圖像被稱(chēng)為連續(xù)色調(diào),因?yàn)椴煌{(diào)的陰影和色調(diào)融合在一起,而不會(huì)中斷產(chǎn)生一個(gè)忠實(shí)再現(xiàn)原始場(chǎng)景。

奧林巴斯顯微鏡

連續(xù)色調(diào)的圖像是由模擬的光學(xué)和電子器件,它由數(shù)種方法,如電信號(hào)的波動(dòng)或變動(dòng)是連續(xù)變化的圖象的所有尺寸的膜乳劑的化學(xué)性質(zhì)的序列準(zhǔn)確地記錄圖像數(shù)據(jù)。產(chǎn)生 為了使待加工或由計(jì)算機(jī)顯示的連續(xù)色調(diào)或模擬圖像,它必須首先被轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可讀的形式或數(shù)字格式。此過(guò)程適用于所有圖像,無(wú)論出身和復(fù)雜性,以及它們是否存在,黑白(灰階)或全彩。因?yàn)榛叶葓D像是比較容易解釋?zhuān)麄儗⒆鳛樵谠S多下面討論的主要模式。

轉(zhuǎn)換一個(gè)連續(xù)色調(diào)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式,模擬圖像通過(guò)被稱(chēng)為2的操作流程分成單個(gè)的亮度值取樣量化,如圖1所示。一個(gè)微型年輕海星成像的光學(xué)顯微鏡的模擬表示是在圖1(a)所示。采樣中的二維陣列(圖1(b))后,亮度水平在模擬圖像的特定位置被記錄并隨后量化的過(guò)程中(圖1(c))中轉(zhuǎn)換成整數(shù)。靶目標(biāo)是將圖像轉(zhuǎn)換為每個(gè)包含大約亮度或色調(diào)范圍的特定信息,并且可以通過(guò)一個(gè)特定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值中的精確位置來(lái)描述離散的點(diǎn)的陣列。采樣過(guò)程測(cè)量的強(qiáng)度在圖像中的連續(xù)位置,并形成一個(gè)包含亮度信息的小矩形塊的二維陣列。取樣結(jié)束后,所得到的數(shù)據(jù)被量化成一特定數(shù)字亮度值分配到每個(gè)采樣的數(shù)據(jù)點(diǎn),從黑色的,通過(guò)所有的中間灰度級(jí),為白色。結(jié)果是強(qiáng)度,這就是通常被稱(chēng)為的數(shù)字表示圖像元素像素,對(duì)于陣列中的每個(gè)采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)。

因?yàn)閳D像是大致正方形或矩形的尺寸,每個(gè)像素的結(jié)果,從圖像的數(shù)字化是由一個(gè)坐標(biāo)對(duì)與特定的表示xY值設(shè)置一個(gè)典型的笛卡爾坐標(biāo)系中。的x坐標(biāo)指定的水平位置或像素的列位置,而y坐標(biāo)表示的行數(shù)或垂直位置。按照慣例,在坐標(biāo)位置(0,0)的像素是位于陣列的上左角,同時(shí)位于(158,350)的像素將被定位在第158列,第350列相交。在許多情況下,x位置被稱(chēng)為像素?cái)?shù),并且y位置被稱(chēng)為行號(hào)。因此,數(shù)字圖像是由一個(gè)矩形(或方形)像素陣列代表了一系列強(qiáng)度值中的,并通過(guò)一個(gè)有組織的(有序的xY)坐標(biāo)系。在現(xiàn)實(shí)中,圖像只存在號(hào)碼(或數(shù)據(jù)值)的一個(gè)大的串聯(lián)陣列,能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)解釋?zhuān)援a(chǎn)生原始場(chǎng)景的數(shù)字表示。

寬高比

數(shù)字圖像的水平至垂直尺寸比率稱(chēng)為縱橫比的圖像,并且可以通過(guò)將水平方向的寬度由垂直高度來(lái)計(jì)算。推薦的NTSC(美國(guó)國(guó)家電視系統(tǒng)委員會(huì))的商業(yè)廣播標(biāo)準(zhǔn)寬高比為電視和視頻設(shè)備是1.33,它轉(zhuǎn)換為4:3的比例,其中所述圖像的水平尺寸比垂直尺寸更寬的1.33倍。與此相反,以1:1的縱橫比(通常在閉路電視或利用圖像CCTV)是**的正方形。通過(guò)遵守標(biāo)準(zhǔn)的寬高比為數(shù)字圖像,該圖像的總失真,如圓顯示為一個(gè)橢圓形的顯示中,當(dāng)圖像被顯示在遠(yuǎn)程平臺(tái)上得以避免。

奧林巴斯顯微鏡

4:3寬高比標(biāo)準(zhǔn),廣泛用于電視和計(jì)算機(jī)顯示器,產(chǎn)生一個(gè)顯示是4個(gè)單位寬由3個(gè)單位高。例如,一臺(tái)32英寸的電視(對(duì)角線從下左角測(cè)量到右上角角)25.6英寸寬19.2英寸高。該標(biāo)準(zhǔn)顯示寬高比數(shù)字高清晰度電視(HDTV)為16:9(1.78:1或),這將導(dǎo)致一個(gè)更矩形屏幕。有時(shí)也稱(chēng)為寬銀幕格式(見(jiàn)圖2),縱橫比為16:9的標(biāo)準(zhǔn)廣播格式,并且通常用于電影之間的妥協(xié)。這個(gè)比例已經(jīng)確定,以提供消除或減少黑邊的大小的*佳平衡信箱格式的視頻,同時(shí)盡量減少,以適應(yīng)傳統(tǒng)4:3播送到使用更廣泛的格式屏幕所需酒吧的大小。

高清晰度電視的寬高比已成為與數(shù)字電視廣播使用的新標(biāo)準(zhǔn),并努力創(chuàng)造更廣泛的電視屏幕,也有動(dòng)態(tài)影像格式有用的結(jié)果。*近,一個(gè)更廣泛的格式(2.35:1)已經(jīng)出現(xiàn)了與潘那維申寬屏幕鏡頭制作的視頻。也稱(chēng)為寬銀幕,這種格式是常見(jiàn)于已轉(zhuǎn)移到數(shù)字視盤(pán)(電影DVD)軟件(電影或錄像),用于家庭觀看。另外,“DVD”一詞也指數(shù)字多功能盤(pán)在參考時(shí)使用的DVD-ROM用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式。

當(dāng)一個(gè)連續(xù)色調(diào)的圖像進(jìn)行采樣和量化,由此產(chǎn)生的數(shù)字圖像的像素尺寸獲得原始模擬圖像的縱橫比。在這方面,重要的是,每個(gè)單獨(dú)的像素具有1:1的縱橫比(簡(jiǎn)稱(chēng)為正方形像素),以確保兼容性與通用數(shù)字圖象處理算法,并盡量減少失真。如果模擬圖像具有4:3的縱橫比,更必須采集在水平方向比垂直方向(4水平樣本的每個(gè)縱3個(gè)樣品)。有其他的寬高比模擬圖像需要被數(shù)字化時(shí),類(lèi)似的考慮。

空間分辨率

數(shù)字圖像,通常被稱(chēng)為質(zhì)量的圖像分辨率,是由像素的數(shù)目和可用于在圖像中使用的各像素的亮度值的范圍來(lái)確定。圖像的分辨率被視為數(shù)字圖像的能力來(lái)重現(xiàn)細(xì)節(jié)已存在于原始模擬圖像或場(chǎng)景。一般而言,術(shù)語(yǔ)空間分辨率被保留以描述在構(gòu)建和渲染的數(shù)字圖像利用像素的數(shù)量。這個(gè)數(shù)量取決于如何精細(xì)的圖像被采集或數(shù)字化采樣過(guò)程中,與具有相同的物理尺寸范圍內(nèi)有較大數(shù)量的像素更高的空間分辨率的圖像。因此,作為數(shù)字圖像增大采樣和量化期間所獲得的像素的數(shù)量,圖像的空間分辨率也隨之增加。

采樣頻率,或者用來(lái)構(gòu)造一個(gè)數(shù)字圖像中的像素的數(shù)目,是通過(guò)匹配成像設(shè)備(通常是CCDCMOS圖像傳感器)和用于可視化的圖像的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)和電子的分辨率來(lái)確定。應(yīng)通過(guò)采樣和量化來(lái)產(chǎn)生象素的足夠數(shù)量,以忠實(shí)地代表原始掃描或光學(xué)上獲取的圖像。當(dāng)模擬圖像被充分采樣,一個(gè)顯著量的細(xì)節(jié)可能會(huì)丟失或模糊,如圖所示通過(guò)圖3中的圖表。在圖3中呈現(xiàn)的原始模擬信號(hào)(a)可以表示從照片得到的掃描圖像,或通過(guò)照相機(jī)或顯微鏡產(chǎn)生的光學(xué)圖像。注意由原始圖像的采樣和數(shù)字化之前,當(dāng)作為樣品位置的函數(shù)繪制顯示連續(xù)強(qiáng)度分布。在此示例中,當(dāng)32個(gè)數(shù)字樣本被獲取的(圖3(b)),將所得圖像保留了大多數(shù)的特征的強(qiáng)度和存在于原來(lái)的模擬圖像的空間頻率。

奧林巴斯顯微鏡

然而,當(dāng)取樣頻率被降低(圖3(c)和圖3(d)),一些信息(頻率)存在于原來(lái)的模擬圖像被錯(cuò)過(guò)的翻譯從模擬到數(shù)字,而且這種現(xiàn)象通常被稱(chēng)為走樣開(kāi)始發(fā)展。如在圖3(d),即具有*低數(shù)量的樣本的數(shù)字圖像可知,混疊產(chǎn)生了高空間頻率數(shù)據(jù)的丟失,同時(shí)引入,實(shí)際上并不存在的雜散頻率較低的數(shù)據(jù)。這種效果是通過(guò)在區(qū)域之間的位置0和16中的原始模擬圖像的波峰和波谷的損失相比,在圖3(d)將數(shù)字圖像表現(xiàn)。此外,該峰存在于在模擬圖像位置3,成為在圖3(d)一個(gè)山谷,而谷位置12被解釋為一個(gè)峰的斜率在更低的分辨率的數(shù)字圖像。

數(shù)字圖像的空間分辨率是相關(guān)的空間密度的圖像和所述光學(xué)分辨率的顯微鏡或用來(lái)捕獲圖像的其他光學(xué)元件的。包含在每個(gè)像素(被稱(chēng)為之間的數(shù)字圖象和距離的像素的數(shù)目的采樣間隔)的數(shù)字化設(shè)備的精度的函數(shù)。光學(xué)分辨率的光學(xué)透鏡系統(tǒng)(顯微鏡或照相機(jī))的能力來(lái)解決存在于原來(lái)的場(chǎng)景中的細(xì)節(jié)的量度,并且是相關(guān)的光學(xué)器件的質(zhì)量,圖像傳感器和電子設(shè)備。在與空間密度(像素中的數(shù)字圖像的數(shù)量)的同時(shí),在光學(xué)分辨率決定了圖像的整體空間分辨率。在情況下,該光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)分辨率優(yōu)于空間密度,然后將得到的數(shù)字圖像的空間分辨率僅受空間密度的限制。

包含在數(shù)字圖像中的所有細(xì)節(jié),從非常粗到極其精細(xì),是由亮度轉(zhuǎn)換,不同層次光明與黑暗之間的循環(huán)。亮度轉(zhuǎn)換之間的循環(huán)速率是被稱(chēng)為空間頻率的圖像,與對(duì)應(yīng)于較高的空間頻率更高的速率。亮度在通過(guò)顯微鏡觀察分鐘試樣不同水平是常見(jiàn)的,與背景通常包括一個(gè)均勻的強(qiáng)度和樣品表現(xiàn)出的亮度水平的光譜。的地區(qū),該強(qiáng)度是相對(duì)恒定的(如背景),空間頻率僅略有變化橫跨視場(chǎng)。另外,許多標(biāo)本的細(xì)節(jié)往往表現(xiàn)出光明與黑暗與強(qiáng)度的之間的廣色域的極端。

每個(gè)像素的數(shù)字圖像中的數(shù)值表示平均*過(guò)采樣間隔的光學(xué)圖象的強(qiáng)度。因此,背景強(qiáng)度將包括像素的相對(duì)均勻的混合物,而試樣通常會(huì)包含像素值范圍從非常暗到非常亮。一種數(shù)字照相機(jī)系統(tǒng)的準(zhǔn)確捕捉所有這些細(xì)節(jié)的能力取決于采樣間隔??吹降模葦?shù)字采樣間隔?。ň哂休^高的空間頻率)的顯微鏡功能將不會(huì)在數(shù)字圖像準(zhǔn)確地表示。在奈奎斯特準(zhǔn)則規(guī)定的采樣間隔等于*高樣本空間頻率的兩倍,以精確地保持空間分辨率在所得到的數(shù)字圖像。等效的措施是香農(nóng)的抽樣定理,其中指出,在數(shù)字化設(shè)備必須使用一個(gè)采樣間隔不大于所述光學(xué)圖像的*小可分辨特征的二分之一的尺寸更大。因此,捕捉細(xì)節(jié)的*小程度存在于試樣,取樣頻率必須足夠,以便兩個(gè)樣品收集每個(gè)功能,以保證這兩個(gè)光與空間周期的黑暗部分由成像裝置采集。

如果發(fā)生在下面,通過(guò)任一奈奎斯特準(zhǔn)則或香農(nóng)定理所需的間隔試樣的取樣,具有高空間頻率的信息將不會(huì)被精確地表示在* 后的數(shù)字圖像。在光學(xué)顯微鏡下,對(duì)光學(xué)圖像的分辨率的阿貝極限是0.22微米,這意味著一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器必須能夠取樣在對(duì)應(yīng)于試樣空間到0.11微米或更小的間隔。該樣品的樣品在每個(gè)水平掃描線512的點(diǎn)(或像素)將產(chǎn)生的視圖的大約56微米(512×0.11微米)的水平方向的*大字段一種數(shù)字轉(zhuǎn)換器。如果過(guò)少的象素被用在樣品采集,那么所有的包含試樣的空間細(xì)節(jié)將不存在于*終的圖像。相反,如果過(guò)多的像素是由所述成像裝置(通常為過(guò)量的光學(xué)倍率的結(jié)果)聚集,不需要額外的空間信息被得到,并且該圖像被認(rèn)為是已被過(guò)采樣。額外的像素不理論上向空間分辨率,但往往可以幫助改善從數(shù)字圖像拍攝功能的測(cè)量的準(zhǔn)確度。為了確保有足夠的采樣高分辨率成像,2.5?3個(gè)樣品的*小可分辨特征的間隔建議。

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大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)連接到現(xiàn)代顯微鏡等光學(xué)儀器有一個(gè)固定的*小采樣間隔,不能調(diào)整,以符合試樣的空間頻率。選擇的攝像機(jī)和數(shù)字化儀的組合,能夠滿足顯微鏡放大倍數(shù)和標(biāo)本特征的*小空間分辨率的要求是很重要的。如果采樣間隔*過(guò)所必需的特定樣品,所得到的數(shù)字圖像將包含更多的數(shù)據(jù)比是必要的,但沒(méi)有空間信息將會(huì)丟失。

上采樣的以不同的空間分辨率的數(shù)字圖像的影響示于圖4為成象用光學(xué)顯微鏡年輕海星標(biāo)本。在*高空間分辨率(圖4(a),175×175像素,共計(jì)30625個(gè)像素)時(shí),試樣的特性是不同的并且清楚地分辨。由于空間分辨率被降低(圖4的(b)-4(f)項(xiàng)),像素尺寸變得越來(lái)越大。采樣,在依次降低的空間頻率標(biāo)本細(xì)節(jié)導(dǎo)致丟失的圖像細(xì)節(jié)。在*低采樣頻率(圖4(e)和4(F)),像素阻塞發(fā)生時(shí)(通常被稱(chēng)為像素化)和口罩大部分的圖像特征。

設(shè)計(jì)為耦合到光學(xué)顯微鏡許多入門(mén)級(jí)的數(shù)碼相機(jī)包含具有像素尺寸周?chē)?.6平方微米,其產(chǎn)生的4.86×3.64毫米對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)域中的光電二極管陣列的傳感器時(shí)在操作表面上的一個(gè)圖像傳感器VGA模式。所得到的數(shù)字圖像的大小是640×480像素,它等于307,200單獨(dú)的傳感器元件。數(shù)字圖像傳感器的*終分辨率是光電二極管的數(shù)量和它們的大小相對(duì)于投影到陣列由顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的表面上的圖像的功能。如果至少有兩個(gè)樣品的每個(gè)可分辨單元制成只能實(shí)現(xiàn)成像用數(shù)碼顯微鏡標(biāo)本的可接受的分辨率。中低端顯微鏡數(shù)值孔徑范圍從約0.05*低光學(xué)放大倍數(shù)(0.5倍),以約0.95*高放大倍率(100倍無(wú)油)??紤]到550納米的平均可見(jiàn)光波長(zhǎng)和0.5和7微米(取決于倍率)之間的光學(xué)分辨率范圍內(nèi),傳感器元件的大小是足夠在中間,以高倍率無(wú)顯著犧牲捕獲在大多數(shù)試樣的所有細(xì)節(jié)的本分辨率。

一個(gè)嚴(yán)重的采樣偽影,被稱(chēng)為空間混疊時(shí),存在于所述的模擬圖像或?qū)嶋H樣品細(xì)節(jié)的速率進(jìn)行采樣小于兩倍的空間頻率,會(huì)發(fā)生。這種現(xiàn)象,也通常被稱(chēng)為欠采樣,當(dāng)在數(shù)字化的象素的間距相隔太遠(yuǎn)相比高頻細(xì)節(jié)存在于圖像中,通常會(huì)發(fā)生。其結(jié)果是,為了精確地呈現(xiàn)模擬圖像細(xì)節(jié)所必需的*高頻率信息可以偽裝成較低的空間頻率特性,并不實(shí)際存在于數(shù)字圖像。別名通常發(fā)生作為突變過(guò)渡時(shí)的采樣頻率下降到低于一個(gè)臨界水平,大約是1.5倍,重復(fù)性高頻樣品圖案,或低于奈奎斯特分辨極限的25%左右。含定期間隔,重復(fù)模式標(biāo)本往往表現(xiàn)所造成的混淆引起的欠文物莫爾條紋。

圖像亮度和位深度

亮度(或發(fā)光亮度的數(shù)字圖像的)是后的圖像已經(jīng)獲取與數(shù)字照相機(jī)或數(shù)字化的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的整個(gè)像素陣列的相對(duì)強(qiáng)度值的量度。亮度不應(yīng)該混淆與強(qiáng)度(更準(zhǔn)確地稱(chēng)為輻射強(qiáng)度),它指的是光能從實(shí)際反映或通過(guò)被成像通過(guò)模擬或數(shù)字設(shè)備的傳送對(duì)象的大小或數(shù)量。相反,在數(shù)字圖像處理方面,亮度更正確地描述為包括所有構(gòu)成該數(shù)字圖象的合奏它被捕獲后,數(shù)字化,并將其顯示在像素的測(cè)得的強(qiáng)度。像素的亮度是在數(shù)字圖像的一個(gè)重要因素,因?yàn)椋ǔ祟伾酝猓┧且粋€(gè)可以由處理技術(shù)被用于定量地調(diào)整圖像的*變量。

后一個(gè)對(duì)象被成像并取樣,每個(gè)可分辨單元或者由一個(gè)數(shù)字的整數(shù)(所提供的圖像被拍攝的數(shù)碼相機(jī)系統(tǒng))或通過(guò)在膜(或視頻管)的模擬亮度值來(lái)表示。無(wú)論捕捉方法,圖像必須被數(shù)字化,以試樣中表示的每個(gè)連續(xù)色調(diào)的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成數(shù)字亮度值。該數(shù)字值的精度成正比的位深度的數(shù)字化的設(shè)備。如果兩個(gè)位都使用時(shí),圖像只可以由四個(gè)亮度值或電平來(lái)表示。同樣,如果3或4位被處理時(shí),對(duì)應(yīng)的圖像具有8和16的亮度水平,分別為(參見(jiàn)圖5)。在所有這些情況下,電平0表示黑色,而上層(3715)表示白色,并且每個(gè)中間電平是不同的灰色陰影。

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這些黑,白,灰和亮度水平都結(jié)合在什么構(gòu)成的灰度亮度范圍的圖像。更高的灰度級(jí)的數(shù)量對(duì)應(yīng)于較大的比特深度和精確地表示一個(gè)較大的信號(hào)的能力動(dòng)態(tài)范圍(見(jiàn)表1)。例如,一個(gè)12位的數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以顯示4096灰度級(jí),對(duì)應(yīng)的72分貝(分貝)的傳感器的動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)在這個(gè)意義上施加的動(dòng)態(tài)范圍是指相對(duì)于該CCD傳感器可以傳輸用于圖象顯示噪聲的*大信號(hào)電平,并且可以在像素信號(hào)的能力和傳感器噪聲特性方面進(jìn)行具體限定。類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)通常用來(lái)描述在生成并顯示數(shù)字圖像,這可能是由強(qiáng)度直方圖表示利用灰度級(jí)的范圍內(nèi)。這種用法澄清,如果專(zhuān)稱(chēng)為intrascene動(dòng)態(tài)范圍。彩色圖象的構(gòu)造3單獨(dú)通道(紅,綠,藍(lán))具有其自己的“灰色”鱗組成的變化的亮度等級(jí)的每個(gè)顏色。顏色組合的每個(gè)像素內(nèi)代表*終的圖像。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)(收縮為b適于普通挖)是信息在利用二進(jìn)制數(shù)學(xué)系統(tǒng)中的符號(hào)的*小單位(僅數(shù)字1和0組成的)。一個(gè)字節(jié)通常構(gòu)造與8位的線性字符串,并能夠存儲(chǔ)256的整數(shù)值(2?E(8))的。以同樣的方式,兩個(gè)字節(jié)(相當(dāng)于16位或一臺(tái)計(jì)算機(jī))可以存儲(chǔ)2?(E16)整數(shù),范圍從0到65535。一個(gè)千位元組(簡(jiǎn)稱(chēng)千字節(jié))等于1024字節(jié),而一個(gè)megabyte(兆字節(jié))等于1024千字節(jié)。在大多數(shù)計(jì)算機(jī)電路,其中的位被物理上與在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器盤(pán)片的存儲(chǔ)單元或磁疇的晶體管或電容器的狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。

術(shù)語(yǔ)比特深度指的是由模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器利用模擬圖像信息轉(zhuǎn)換成能夠被讀出并通過(guò)計(jì)算機(jī)分析離散的數(shù)字值可能的灰度值的二進(jìn)制范圍。例如,*流行 的8位的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器具有2?(E8),或256個(gè)可能的值(圖5)的二進(jìn)制范圍,而一個(gè)10位的轉(zhuǎn)換器具有范圍為2?(E10)(1024值)和一個(gè)16位的轉(zhuǎn)換器具有2?(E16)或65,536個(gè)可能的值。的位深度的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的確定灰度增量的大小,與對(duì)應(yīng)于可從照相機(jī)更大范圍的有用圖象信息更高的比特深度。

列于表1是一個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)在灰度級(jí)的數(shù)字信息,數(shù)字等效的比特?cái)?shù),和用于傳感器的動(dòng)態(tài)范圍對(duì)應(yīng)的值之間的關(guān)系(以分貝為單位; 1位等于大約6 dB)表示。如表中所示,如果一個(gè)0.72伏的視頻信號(hào)分別由A / D轉(zhuǎn)換器,1位精度的數(shù)字化,信號(hào)將通過(guò)兩個(gè)值,二進(jìn)制0或1,為0的電壓值和0.72伏來(lái)表示。在消費(fèi)者和低端的科學(xué)應(yīng)用中使用的數(shù)碼相機(jī)中*為數(shù)字化儀采用8位A / D轉(zhuǎn)換器,其中有256個(gè)離散的灰度等級(jí)(0到255之間),以代表電壓幅度。0.72伏的*大信號(hào)然后將細(xì)分為256步,具有2.9毫伏值的每一步。

位深度,灰度級(jí)和傳感器動(dòng)態(tài)范圍
位深度灰度
等級(jí)
動(dòng)態(tài)范圍
(分貝)
126分貝
2412分貝
3818分貝
41624分貝
53230分貝
66436分貝
712842分貝
825648分貝
951254分貝
101,02460分貝
112,04866分貝
124,09672分貝
138,19278分貝
1416,38484分貝
1665,53696分貝
18262,144108分貝
201,048,576120分貝
表1

必須以達(dá)到可接受的視覺(jué)質(zhì)量可以產(chǎn)生灰度級(jí)的數(shù)量應(yīng)足夠,個(gè)別灰度值之間的步驟是無(wú)法辨別的人的眼睛。該“只是明顯的差異”中對(duì)于一般人眼的灰度級(jí)圖像的強(qiáng)度是理想的觀看條件下兩成左右。至多,眼睛能分辨灰度約50離散色調(diào)的視頻監(jiān)視器的亮度范圍內(nèi),這表明*小的位深度的圖像的應(yīng)在6和7位之間躺下(64和128個(gè)灰度級(jí)級(jí)別,參見(jiàn)圖5)。

數(shù)字圖像應(yīng)該至少有8位至10位分辨率,以避免產(chǎn)生在增強(qiáng)后的圖像在視覺(jué)上明顯的灰度步驟時(shí),對(duì)比度的圖像處理過(guò)程中增加。減少對(duì)用光學(xué)顯微鏡拍攝的數(shù)字圖像的外觀的灰度等級(jí)數(shù)的影響可以看出,在圖6中,其中顯示了一個(gè)共同的跳蚤黑白(*初8位)的圖像。試樣被顯示在各個(gè)灰度分辨率從6位(圖6(a)),下降到1位(圖6的(f))與多個(gè)級(jí)別之間。在較低的分辨率(低于5位),圖像開(kāi)始,以收購(gòu)其顯著的細(xì)節(jié)較少的機(jī)械外觀,有許多經(jīng)歷這種現(xiàn)象稱(chēng)為樣本區(qū)域的灰度輪廓色調(diào)分離?;叶容喞诒尘皡^(qū)域的*變得明顯(參見(jiàn)圖6(c)),其中灰度值往往差異逐漸多了,并且是表示灰度級(jí)分辨率不足。在*低分辨率(1位和2位;圖6(e)和6(f)段)一個(gè)顯著數(shù)量的圖像細(xì)節(jié)丟失。對(duì)于大多數(shù)典型應(yīng)用,如顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的,6位或7位的分辨率通常是足夠的視覺(jué)愉悅的數(shù) 字圖像。

*終,有多少個(gè)像素,灰度級(jí)是必要的決定,以充分描述的圖像是由原始場(chǎng)景的物理特性(或樣品在顯微鏡)所決定的。許多低對(duì)比度,高分辨率的圖像需要一個(gè)顯著數(shù)目的灰度級(jí)和像素,以產(chǎn)生令人滿意的效果,而其他的高對(duì)比度和低清晰度的圖像(例如,線條圖)可以被適當(dāng)?shù)赜蔑@著較低的像素密度和灰度級(jí)表示的范圍。*后,還有一個(gè)折衷的計(jì)算機(jī)性能對(duì)比度,分辨率,比特深度之間,和圖像處理算法的速度。具有變量數(shù)量較多的圖像將需要更多的電腦“馬力”比那些有較少的像素和灰度級(jí)。但是,任何現(xiàn)代計(jì)算機(jī)是能夠在數(shù)字圖像中常見(jiàn)的尺寸執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算(640×480至1280×1024),非??斓?。更大的圖像,或者那些存儲(chǔ)在專(zhuān)有的文件格式(如Photoshop的文件- PSD)包含多個(gè)層,可能會(huì)降低性能,但仍然可以在合理的時(shí)間量上的大多數(shù)個(gè)人電腦進(jìn)行處理。

奧林巴斯顯微鏡

提高數(shù)碼相機(jī)的CCD和CMOS,支持10位(或中高端機(jī)型甚至12位)分辨率特性圖像傳感器允許圖像有更大的寬容度比有可能為8位圖像的顯示。這是因?yàn)橄鄳?yīng)的軟件可以從一個(gè)更大的調(diào)色板(1,024或4,096灰階)顯示在電腦螢?zāi)簧?,?56級(jí)灰度的通常存在的圖像呈現(xiàn)灰色的必要色調(diào)。與此相反,一個(gè)8位的數(shù)字圖像被限制在原來(lái)由數(shù)碼相機(jī)拍攝的256個(gè)灰度級(jí)級(jí)別的調(diào)色板。作為倍率的圖像處理過(guò)程中增加,該軟件可以選擇*準(zhǔn)確的灰度再現(xiàn)的放大圖像的部分而不改變?cè)紨?shù)據(jù)。檢查遮蔽的區(qū)域,其中一個(gè)10-bit數(shù)字圖像的深度允許軟件來(lái)呈現(xiàn)微妙的細(xì)節(jié),將不存在于一個(gè)8位的圖像時(shí),這一點(diǎn)尤其重要。

所需的模擬視頻信號(hào)的數(shù)字轉(zhuǎn)換的精確度依賴于一個(gè)數(shù)字灰度級(jí)的步驟和根均方噪聲在攝像機(jī)的輸出之間的差值。CCD攝像機(jī)與一個(gè)內(nèi)部模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生,不需要重采樣和數(shù)字化在計(jì)算機(jī)中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。這些攝像機(jī)能夠產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)具有高達(dá)16位分辨率(65,536灰度級(jí))的中高端機(jī)型。大的數(shù)字范圍由更復(fù)雜的CCD相機(jī)表現(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)在于,信號(hào)對(duì)噪聲的改進(jìn)中所顯示的8位圖像,并在寬的線性動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)可以被數(shù)字化。

色彩空間模型

在顏色產(chǎn)生的數(shù)字圖像是由采樣,量化,空間分辨率,位深度和動(dòng)態(tài)范圍的相同的概念適用于他們的灰度對(duì)應(yīng)管轄。而不是表示為灰色灰度級(jí)或色調(diào)的單個(gè)亮度值然而,彩色圖像具有使用三個(gè)獨(dú)立的亮度分量,為每個(gè)原色量化像素。當(dāng)彩色圖像被顯示在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器上,三個(gè)不同的顏色發(fā)射器采用,每生產(chǎn)光的**的光譜帶,其組合在不同亮度電平在屏幕生成所有可見(jiàn)光譜中的顏色。

采用CCD或CMOS圖像傳感器捕獲的圖像可以呈現(xiàn)的顏色,所提供的傳感器配備裝配在每個(gè)光電二極管中的特定圖案的微型紅色,綠色和藍(lán)色的吸收濾波器。另外,有些數(shù)碼相機(jī)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的濾光輪或采用三個(gè)獨(dú)立的圖像傳感器,每個(gè)位置的后面一個(gè)單獨(dú)的顏色過(guò)濾器,以生成彩色圖像。在一般情況下,那些對(duì)灰度圖像執(zhí)行的所有處理操作,可以通過(guò)應(yīng)用算法以每個(gè)顏色通道分開(kāi),然后結(jié)合信道擴(kuò)展到彩色圖象。因此,每個(gè)顏色分量被量化并以等于該位深度的灰度圖像(通常8位)使用的分辨率進(jìn)行處理。然后將得到的8位分量合并,以產(chǎn)生24位的像素(被稱(chēng)為真彩色),雖然有些應(yīng)用可能需要更大或更小程度的顏色分辨率。

該添加劑主要的顏色,紅色,綠色和藍(lán)色,可以選擇性地組合,以產(chǎn)生在可見(jiàn)光譜的所有顏色??傊@些基色構(gòu)成的彩色空間(通常稱(chēng)為色域),可以作為基礎(chǔ)的處理和彩色數(shù)字圖像的顯示。在某些情況下,一個(gè)備用的色彩空間模型更適合于特定的算法或應(yīng)用程序,這需要紅,綠,藍(lán)(僅是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)變換的RGB)空間到另一個(gè)色彩空間。例如,如果數(shù)字圖像必須印中,首先獲取并處理為一個(gè)RGB圖像,然后轉(zhuǎn)換成青色,品紅色,黃色(CMY)顏色所必需的三色印刷空間,或者由處理軟件應(yīng)用,或通過(guò)打印機(jī)本身。

在一般情況下,將RGB顏色空間是由圖像傳感器使用(盡管一些雇用的CMY濾波器)來(lái)檢測(cè),并生成彩色數(shù)字圖像,但是其它衍生物的色彩空間通常用于彩色圖像處理的更加有用。這些色空間模型表示定義顏色變量,如色調(diào),飽和度,亮度或強(qiáng)度不同的方法,并且可以任意修改,以適應(yīng)特定的應(yīng)用的需要。*流行 的替代色彩空間模型是色相飽和度亮度HSI)色彩空間,它代表的顏色以直觀的方式(中,人類(lèi)往往認(rèn)為它的方式)。代替描述個(gè)別顏色或它們的混合物的特性,如與RGB顏色空間中,在HSI顏色空間是仿照顏色的直觀的組件。例如,色調(diào)分量控制彩色光譜(紅,綠,藍(lán),黃等),而飽和度分量調(diào)節(jié)顏色的純度,以及如何出現(xiàn)鮮艷的顏色強(qiáng)度分量控制。

無(wú)數(shù)的HSI顏色空間模型的衍生品已經(jīng)制訂,包括色調(diào),飽和度,明度(HSL),色調(diào),飽和度,亮度(HSB),和其他一些密切相關(guān)的,但不完全相同,型號(hào)。條款亮度,明度,價(jià)值,和強(qiáng)度往往交替使用,但實(shí)際上代表的是如何出現(xiàn)鮮艷的顏色明顯不同的表現(xiàn)形式。每種顏色空間模型提供了一個(gè)即是專(zhuān)為特定應(yīng)用程序的顏色表示方法。

灰度數(shù)字圖像可以呈現(xiàn)通過(guò)分配特定的灰度級(jí)范圍內(nèi),以特定的顏色值。因?yàn)槿搜勰軆?yōu)于多種灰度陰影之間深淺不同的顏色來(lái)區(qū)分這種技術(shù)是突出的灰度圖像感興趣的特定區(qū)域非常有用。偽彩色成像被廣泛采用在熒光顯微鏡顯示在利用乘法染色標(biāo)本不同波長(zhǎng)獲得合并后的黑白圖像。通常,在一個(gè)拼貼組裝分配給單個(gè)熒光圖像的顏色接近的顏色是由熒光染料自然散發(fā)。

圖像直方圖

包括數(shù)字圖像中的像素的強(qiáng)度或亮度可以在一個(gè)以圖形方式描繪灰度直方圖,其對(duì)應(yīng)的像素的數(shù)量在每個(gè)灰度級(jí)存在于圖像中。一個(gè)典型的灰階數(shù)字圖像(用光 學(xué)顯微鏡拍攝的)和其相應(yīng)的直方圖示于圖7(a)和7(b)所示,分別為圖。的灰度值被繪制在水平軸上的8 -比特圖像,并且范圍從0到255(總共256個(gè)灰度級(jí))。以類(lèi)似的方式,其特征在于每個(gè)灰度級(jí)的像素?cái)?shù)繪制在垂直軸上。圖像中的每個(gè)像素具有對(duì)應(yīng)于在圖中的值的灰度級(jí),因此像素的直方圖中的每個(gè)灰度級(jí)的列的數(shù)目必須增加,以產(chǎn)生所述圖像中的像素的總數(shù)。

奧林巴斯顯微鏡

直方圖以表示像素在每個(gè)亮度電平的相對(duì)人口和圖像的一般的整體強(qiáng)度分布提供了一種數(shù)字圖像的一個(gè)方便的表示。從直方圖的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以用于比較的圖像,或直方圖可通過(guò)圖像處理算法進(jìn)行修改,以產(chǎn)生所述圖像中的相應(yīng)變化之間的對(duì)比度和亮度。此外,像素的直方圖中的號(hào)碼可以用來(lái)確定特定的圖像細(xì)節(jié)區(qū)域的測(cè)量,或以評(píng)估和比較攝像機(jī)或數(shù)字化儀的性能。

其中*流行和實(shí)用的用途,用于數(shù)字圖像直方圖是調(diào)整對(duì)比度?;叶戎狈綀D也揭示了正被用于通過(guò)一個(gè)數(shù)字圖像提供的灰度級(jí)范圍內(nèi)的程度。例如,像素落入50至75的亮度級(jí)的范圍內(nèi),只用幾個(gè)像素的直方圖的其它區(qū)域的濃度,指示的強(qiáng)度(亮度)電平范圍有限。與此相反,一個(gè)均衡的直方圖(如圖7的(b))是大intrascene動(dòng)態(tài)范圍的良好指標(biāo)。具有高和低對(duì)比度的數(shù)字圖像是通過(guò)圖7(F)表示在圖7(c)所示。在樣本為人類(lèi)組織的染色薄切片成像并記錄在明場(chǎng)照明(如上面所討論了圖7(a)和圖7(b))。圖7(c)給出,其中圖像的對(duì)比度很低,導(dǎo)致多數(shù)被分組在中間的直方圖(圖7(d))的像素中,嚴(yán)重地限制了動(dòng)態(tài)范圍(和對(duì)比度)的情況。當(dāng)對(duì)比度轉(zhuǎn)移在相反的方向(圖7(F)),大部分像素的雙峰分組為*高和*低灰度級(jí),而使中心水平相對(duì)稀少。這個(gè)分布對(duì)應(yīng)于非常高的對(duì)比度水平,從而導(dǎo)致具有白色和黑色的像素過(guò)剩的數(shù)字圖像,但相對(duì)很少的中間灰度級(jí)(參見(jiàn)圖7(e)條)。從這些例子中,很明顯,該數(shù)字圖像的直方圖是圖像保真度的一個(gè)有力的指標(biāo),并且可以用于確定在圖像復(fù)原的必要步驟。

的彩色數(shù)字圖像的直方圖是指,計(jì)算并顯示每個(gè)顏色成分(通常是紅色,綠色和藍(lán)色)的3灰度級(jí)直方圖的復(fù)合物。顏色直方圖可表示RGB色彩空間,HSI模型,或者所需的任何其它顏色空間模型的數(shù)字圖像處理算法。這些直方圖可以同時(shí)以重疊的方式進(jìn)行顯示,或分離成單個(gè)圖形,以幫助確定亮度分布,對(duì)比度和各個(gè)顏色成分的動(dòng)態(tài)范圍。

奧林巴斯顯微鏡

示于圖8是用光學(xué)顯微鏡拍攝的典型的全彩色數(shù)字圖像。該標(biāo)本是一個(gè)薄的哺乳動(dòng)物的味蕾沾滿曙紅和蘇木在光照模式下成像部分。出現(xiàn)于所述數(shù)字圖像的右邊是RGB直方圖,其中包含三個(gè)(紅,綠,藍(lán))顏色通道疊加的像素分布。下方的數(shù)字圖像和RGB直方圖是代表紅色,綠色和藍(lán)色通道,分別為個(gè)人直方圖。請(qǐng)注意,亮度等級(jí)的分布是*高的紅色通道,其對(duì)應(yīng)于偏紅色調(diào)的數(shù)字圖像的相當(dāng)顯著的主導(dǎo)地位。雙峰綠色通道表示了很大程度的這種顏色通道的對(duì)比度,而藍(lán)色通道呈現(xiàn)具有相對(duì)均勻分布強(qiáng)度范圍的直方圖。

數(shù)字圖像顯示

為了重新建立一個(gè)數(shù)字圖像模擬計(jì)算機(jī)監(jiān)視器(或電視機(jī))上,像素強(qiáng)度必須在沒(méi)有顯著損失的空間信息進(jìn)行插值。在理論上,這只能使用其中的像素元件使用的是提出一種顯示系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的sin(x)/ X的函數(shù)(參見(jiàn)圖9),它是具有零強(qiáng)度在所有位置在整個(gè)圖像中的復(fù)雜的二維波形。這一要求提出了與采用的電子***的模擬顯示系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樗璧墓δ懿荒艹浞值嘏c標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)顯示器產(chǎn)生的。轉(zhuǎn)換回模擬信號(hào)由一個(gè)數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器之后,在視頻監(jiān)視器上的掃描點(diǎn)近似于高斯分布函數(shù)(圖9)。這兩種功能彼此相似,只有通過(guò)中央*大,而對(duì)于數(shù)字顯示應(yīng)用程序可能會(huì)導(dǎo)致潛在的嚴(yán)重的振幅和波形的改變,在目前的圖像模糊的高分辨率信息。

打擊計(jì)算機(jī)顯示器顯示的不足之處的解決方案是增加像素的數(shù)量在所述數(shù)字圖像的同時(shí),采用具有頻率響應(yīng)(視頻帶寬)*過(guò)20兆赫的高清晰度監(jiān)視器。甚至相對(duì)低端現(xiàn)代計(jì)算機(jī)顯示器滿足這些要求,并且圖像可以總是通過(guò)插值技術(shù)來(lái)增加像素密度(雖然這并不總是可取的)。另一種方法是過(guò)采樣的模擬圖像(*過(guò)奈奎斯特極限),以確保用于復(fù)雜的圖像處理算法和隨后的顯示足夠的像素?cái)?shù)據(jù)。

視頻顯示器的刷新率也是在觀看和操作數(shù)碼影像的一個(gè)重要因素。顯示屏閃爍是一種嚴(yán)重的工件,可以在一段時(shí)間甚至很短的一段疲勞的眼睛。為了避免閃爍文物,電視顯示器采用的隔行掃描技術(shù),刷新奇數(shù)和偶數(shù)行順序,從而以交錯(cuò)的效果。交錯(cuò)呈現(xiàn)的印象是,一個(gè)新的幀產(chǎn)生兩倍,經(jīng)常因?yàn)樗_實(shí)是。本來(lái),隔行已用于電視廣播信號(hào),因?yàn)轱@示可能會(huì)不經(jīng)常沒(méi)有明顯的圖像閃爍刷新。

奧林巴斯顯微鏡

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)顯示器采用非隔行掃描技術(shù)(也稱(chēng)為逐行掃描),其中在單次掃描中顯示整個(gè)視頻緩沖。逐行掃描監(jiān)視器要求,在隔行掃描設(shè)備,以避免閃爍文物的兩倍頻率運(yùn)行的幀速率。然而,該技術(shù)消除了線對(duì)線的閃爍,減少運(yùn)動(dòng)偽影中顯示的圖像?,F(xiàn)代計(jì)算機(jī)顯示器一般具有用戶可調(diào)的逐行掃描率介乎60至每秒100幀,它可以呈現(xiàn)非常穩(wěn)定的圖像,幾乎無(wú)閃爍。

數(shù)字圖像存儲(chǔ)要求

為了節(jié)省存儲(chǔ)資源,數(shù)字圖像的各像素的坐標(biāo)沒(méi)有存儲(chǔ)在通用計(jì)算機(jī)的文件格式。這是因?yàn)閳D像是由光柵掃描或任一由數(shù)字化裝置(CCD,掃描儀等),其中在像素亮度值的串行串的數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)模擬或光學(xué)圖像陣列讀出數(shù)字化的順序。該圖像,然后由像素的增量計(jì)數(shù)顯示,按照既定的圖像的垂直和水平尺寸,它們通常被記錄在圖像文件頭。

數(shù)字圖像的特點(diǎn),可以通過(guò)幾種方式。舉例來(lái)說(shuō),像素在一個(gè)給定的長(zhǎng)度尺寸(如每英寸像素?cái)?shù))的數(shù)量可以被指定,或像素陣列的大?。ɡ纾?40×480)可以用于描述圖像??蛇x地,圖像的像素或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的文件大小的總數(shù)給圖像尺寸的指示。文件大小,以字節(jié)為單位,可以通過(guò)以下方式由比特深度相乘的像素尺寸和除以該數(shù)目由8確定的,每個(gè)字節(jié)的位的數(shù)目。例如,具有8位分辨率為640×480(像素)的圖像將轉(zhuǎn)化為302千字節(jié)的計(jì)算機(jī)內(nèi)存(見(jiàn)表2)。同樣,24位深度的高分辨率1280×1024真彩色圖像需要*過(guò)380兆字節(jié)的存儲(chǔ)空間。

數(shù)字圖像文件的大小作為像素尺寸,格式和位深度的函數(shù)給出在表2中的寬范圍的圖像。未壓縮的文件格式,如標(biāo)記圖像文件格式(TIFF)和“窗口”形象的位圖(BMP),*需要的硬盤(pán)空間時(shí),在全彩色編碼。相比之下,常見(jiàn)的壓縮算法,其中包括**的聯(lián)合圖像專(zhuān)家組(JPEG)技術(shù),可以顯著減少存儲(chǔ)需求,同時(shí)保持圖像質(zhì)量的合理程度。像素深度和目標(biāo)輸出的要求也確定數(shù)字圖像如何被存儲(chǔ)的重要因素。去往印刷媒體圖像要求高的像素分辨率(通常*過(guò)每英寸300像素),而用于分配從以上降低分辨率(大約每英寸72像素)和文件大小的上網(wǎng)利益。

數(shù)字文件格式內(nèi)存要求
像素
尺寸
灰階
(8位)
位圖
(24位)
JPEG格式
(24位)
TIFF 
(24位)
16×16的2K2K2K2K
64×646K13K5K13K
128×12818K49K12K49K
256×25666K193K22K193K
320×24077K226K24K226K
512×512258K769K52K770K
640×480302K901k56K902K
800×600470K1,407 K75K1,408 K
1024×768770K2,305 K104K2,306 K
1280×10241,282 K3,841 K147K3,842 K
1600×12001,877 K5,626 K161K5,627 K
2250×18003,960 K11,869 K276K11,867 K
3200×25608,002 K24,001 K458K24,002 K
3840×307211,522 K34,561 K611K34,562 K
表2

用相對(duì)廉價(jià)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器(當(dāng)前可用的RAM),其耦合到顯著提高的容量和速度,存儲(chǔ)數(shù)字圖像的遠(yuǎn)小于它已經(jīng)在過(guò)去的關(guān)注。大數(shù)字化陣列,高達(dá)1024×1024像素,10,12,或16位深度,現(xiàn)在可以存儲(chǔ)和處理關(guān)于在高速行駛時(shí)的個(gè)人計(jì)算機(jī)。此外,幾十個(gè)較小的(640×480,8位)圖像可以存儲(chǔ)為和播放視頻速率的視頻用市售軟件快速訪問(wèn),或同時(shí)進(jìn)行圖像處理。

通過(guò)所得到的多個(gè)數(shù)字圖像的光學(xué)部分共聚焦和多光子顯微鏡技術(shù),或使用CCD或CMOS圖像傳感器捕獲的序列,可以迅速地顯示和操作。沿著兩個(gè)適當(dāng)傾斜軸的光學(xué)部疊層的突起產(chǎn)生的共同立體聲對(duì),這可以被用來(lái)可視化的顯微場(chǎng)景的偽三維再現(xiàn)。目前數(shù)字圖像處理軟件包允許各種簡(jiǎn)單的顯示策略,可以采用通過(guò)強(qiáng)度編碼或偽任務(wù)可視化對(duì)象。當(dāng)多個(gè)圖像被記錄在連續(xù)的時(shí)間點(diǎn),可以將圖像顯示為二維的“電影”或組合,以生成其中一個(gè)三維物體被描述為時(shí)間的函數(shù)的四維圖像。

*的數(shù)字圖像處理技術(shù)和顯示操作,可以采用通過(guò)渲染與適當(dāng)?shù)闹?,著色和深度線索的對(duì)象的視圖來(lái)產(chǎn)生三維物體的非凡影像。一般應(yīng)用于渲染的光學(xué)部分進(jìn)行顯示以三維兩種流行的技術(shù)是體繪制面繪制。在光學(xué)圖像集的體繪制的,該二維像素的幾何形狀和強(qiáng)度信息相結(jié)合,與已知的焦點(diǎn)位移產(chǎn)生的體積元,稱(chēng)為體素。所得到的體素,然后適當(dāng)?shù)卣诒魏皖A(yù)測(cè),以產(chǎn)生樣品體積相關(guān)聯(lián)的角度和照明,以產(chǎn)生三維表示的視圖。在一個(gè)圖像組的表面繪制,僅在表面的像素被利用,即試樣的外表面,并且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是因?yàn)楸砻娴牟煌该鞫炔豢梢?jiàn)的。再次,照明,角度和深度線索是必不可少的生產(chǎn)在視覺(jué)上合格的移交。