Hst 8: Image properties Flashcards
Wat is het verschil tussen staafjes en kegeltjes?
staafjes bevatten meer opsines (= licht gevoelige eiwitten) -> gevoeliger voor licht -> breder grijswaarde spectrum capteren -> langer actief dan kegeltjes
Kegels hebben
> meer licht nodig om actief te worden
-> gevoelig voor kleur
-> zorgen voor scherp zicht
Bespreek scotopisch zicht
De wereld in grijswaarden zien: wanneer enkel staafjes actief zijn (in situaties waar er onvoldoende licht is om kegeltjes te activeren)
Bespreek de fovea
regio rijk aan kegeltjes -> regio waar scherpste beeld wordt gevormd
Staafjes zijn in de meerderheid verspreid over rest van retina, maar op de bij de fovea is het omgekeerd
Bespreek kleurenzicht
Staafjes:
-staafjes beschikken over rhodopsines en zijn het meest gevoelig bij 500 nm. We zien grijswaardes
Kegeltjes: Kegeltjes bevatten iodopsines, en dekken het volledige zichtbare spectrum -blauw -groen -rood
Bespreek kort kleur viezie defecten
wanneer iemand één van de kegels mist (vb de rode), zal het spectrum beperkt raken
Bespreek kleurenzicht
Staafjes:
-staafjes beschikken over rhodopsines en zijn het meest gevoelig bij 500 nm. We zien grijswaardes
*er is een type staafjes die ook groen gevoelig zijn
Kegeltjes: Kegeltjes bevatten iodopsines, en dekken het volledige zichtbare spectrum -blauw -groen -rood
Wat is het fotoelektrisch effect en bespreek hoe kan gebruikt wordt voor digitale beeldvorming
Fotonen kunnen elektronen uit materialen slaan (= fotoelektronen). Hoog energetische fotonen kunnen elektronen uitslaan die een hogere kinetische energie hebben
fotonen detecteren door sensor -> omzetten in elektronen -> elektronen omzetten in bits mbv analoog nr digitaal converter (ADC)
Bespreek point detectors (vb :PMT) en field detectors (vb: CCD)
Beide detectoren maken gebruik van het foto-elektrisch effect
de foto multiplier tube:
zal fotonen omzetten naar elektronen (= fotoelektronen) en deze worden vermeerdered
hoe:
PMT bestaat uit een serie van kleine dynodes die steeds positiever en positiever worden en een anode .
Elektronen zullen aangetrokken worden, en botsen tegen de dynodes -> elektronen komen elke keer vrij uit de dynodes
finaal, zal de anode alle elektronen aanzuigen, en deze worden vertaald in een digitaal signaal.
De CCD camera is opgebouwd uit semiconductor elementen (= pixels ), waaruit de foto-elektronen komen, en daar vasthouden worden en accumuleren in de tijd.
Wanneer de camera sluit (= geen belichting meer), zullen ze de fotoelektronen doorgeven van pixel op pixel, en uiteindelijk aan een ‘read out section’ . Deze worden vervolgens omgezet door een ADC converter , en gekwantifieerd (hoeveel fotonen?).
hoe worden ze doorgegeven? Door onderling tussen de pixels een voltage verandering te veroorzaken.
hoe worden kleuren opgevangen?
filters genaamd bayer mask: rood, blauw en groen (extra groene blokjes, want ogen hebben kegels en staafjes voor groen (4 blokjes met 2 groen, 1 rood en 2 blauw, zullen 1 pixel beslaan)
Bespreek quantum efficienty (QE) van een camera. Geef een formule . Waaraan is het QE afhankelijk?
hoe efficient een camera inkomende fotonen omzet in foto elektronen
QE= number of electrons detected/number of incoming photons
*verschillende cameras, zijn gevoelig voor verschillende golflengtes, waardoor het
quantum efficiency verschilt afhankelijk van de golflengte
Bespreek point detectors (vb :PMT) en field detectors (vb: CCD)
Beide detectoren maken gebruik van het foto-elektrisch effect
de foto multiplier tube zal fotonen omzetten naar elektronen (= fotoelektronen) en deze worden vermeerdered
hoe:
serie van kleine anodes, zullen sterker en sterker positief geladen zijn. Elektronen worden aangetrokken, en botsen er tegen -> meer elektronen komen vrij
De CCD camera is opgebouwd uit semiconductor elementen (= pixels ), die de foto-elektronen vasthouden en accumuleren in de tijd. Wanneer de camera sluit, zullen ze de elektronen doorgeven aan een ‘read out section’ Deze worden vervolgens uitgelezen worden, en gekwantifieerd worden.
hoe worden kleuren opgevangen?
- filters genaamd bayer mask: rood, blauw en groen (extra groene blokjes, want ogen hebben kegels en staafjes voor groen)
- grijswaarde een kleur toekennen
LUT (look up color for pseudocoloring)
het beeld kan omgezet worden in een rood groen blauw beeld, waarbij de kanalen voor de kleuren een waarde hebben gekregen die overeenkomen met de grijswaarde levels
Bespreek signaal . Geef een formule.
Van waar is de ruis bij fluorescentie microscopie afkomstig?
De signaal die we binnenkrijgen is afhanklijk van het aantal fotonen per tijd x QE van de camera x tijd van blootstelling aan fotonen.
Shot noise:
De ruis is afkomstig van het signaal zelf, die variatie vertoont.
(= inherente eigenschap, die poisson verdeeld is: shot noise
-> signaal variatie wordt groter, naarmate er minder signaal is (minder normaal verdeeld )
Bespreek de signaal/ruis verhouding. Geef het cte
een verhouding
signaal / inherente ruis + achtergrond ruis (lampen) + readout ruis van de versterker + ruis van dark current (elektronen die uit detector ontstappen door hitte)
*alles behalve de shot noise kan aangepakt worden
(zie formule p 9 slide 1)
Bespreek de signaal/ruis verhoudingsformule
een verhouding van het signaal / inherente ruis + achtergrond ruis (lampen) + readout ruis van de versterker + ruis van dark current (elektronen die uit detector ontstappen door hitte)
*alles behalve de shot noise kan aangepakt worden
(zie formule p 9 slide 1)
Bespreek een beeld als een matrix
Een beeld is een opeenvolging van punten (= picture elements= pixels), met een vaste locatie.
elke picture element heeft ook een grijswaarde die overeenkomt met de hoeveelheid fotoelektronen er opgevangen zijn
Bespreek de spatiale resolutie. Is het altijd beter om meer resolutie te hebben?
de spatiale resolutie:
hoeveel pixels er aanwezig zijn, in het gemaakte beeld
informatie wordt in die pixels opgeslagen. hoeveelheid pixels bepaalt de accurate weergave.
Nadeel:
bij de keuze van hoeveel stalen er genomen worden van een continue gegeven , moet men rekening houden met feit dat wanneer er teveel pixels worden gebruikt, , de intensiteit eronder zal lijden, omdat de pixels onvoldoende licht opvangen.
(=/= hetzelfde voor de spatiale resolutie van het staal. Staal met hoge spatiale resolutie (veel pixels) zal contrast verliezen door diffractie . Bij hoge temporele resolutie (veel staal opnames), zal de camera onvoldoende licht opvangen)
