8 dolog, amit mindig is tudni akartál a digitális mikroszkópokról

A digitális mikroszkópia ma a mikroszkópia egyik legfelkapottabb területe, és van néhány dolog, amit a hozzánk hasonló átlagembernek is érdemes tudnia róla.

Mitől digitális egy mikroszkóp?

Egy digitális mikroszkóp gyakorlatilag egy mezei optikai mikroszkóp, és egy digitális mikroszkóp kamera párosa, amihez külön okulár nem szükséges. A megfigyelés alatt álló minta elemzése és értékelése pedig közvetlenül egy monitoron megtekintve történik.

Milyen alkalmazásokra használható egy digitális mikroszkóp?

A digitális mikroszkóp optimális eszköze a minták elemzésének, dokumentálásának, legyen szó akár kutatás-fejlesztésről, ipari gyártás és minőségvizsgálatról vagy laboratóriumi vizsgálatokról.

Mik a digitális mikroszkópok előnyei?

A legegyértelműbb előny az eszközök ergonomikus használata, hiszen azáltal, hogy a vizsgált képek egy monitoron jelennek meg, a felhasználó kényelmes pozícióban ülve tudja a kapott képet kielemezni, vizsgálni, akár egy erre kitalált mikroszkópiai szoftver segítségével is. Az ergonómiai előny különösen szembetűnő, ha a felhasználóknak egyhuzamban sokat kell dolgozniuk a mikroszkóppal, vagy ha a minták képeit csoportosan vizsgálnák meg. Utóbbira jó példa lehet egy oktatási helyzet, ahol az egész csoport egyszerre láthatja a mikroszkóp által adott képet.

Mik a digitális mikroszkópok korlátai?

A legnyilvánvalóbb korlát a hagyományos mikroszkópokhoz képest, hogy a digitális mikroszkópoknak minden esetben szükségük van tápellátásra. Ha adott mikroszkópon nincs okulár, akkor pedig a számítóphez, vagy monitorhoz való csatlakozás is megoldandó és biztosítani kell a megjelenítéshez szükséges képernyőt is.

Összehasonlítható a digitális mikroszkópok által nyújtott kép minősége az okuláros mikroszkópokéival?

Alapvetően a két kép ugyanaz, bár a látómezőben előfordulhat különbség a használt mikroszkóp kamera és okulár függvényében. Egy fontos különbség azonban van a két eltérő technológia miatt: a kétdimenziós képet adó digitális mikroszkóp nem fogja tudni visszaadni egy binokuláris mikrszkópon keresztül vizsgált minta mélységérzetét.

Könnyebb használni a digitális mikroszkópokat a hagyományos, okuláros mikrszkópokhoz képest?

Egy amatőr, tapasztalatlan felhasználónak mindenképp. A mintáról vakó képkészítés gyorsabb és könnyebb, mint egy hagyományos mikroszkóppal.

Mikroszkóp szakértőnek kell lennem, hogy használni tudjak egy digitális mikroszkópot?

Nem. Bővebben kifejtve, a digitális mikroszkóp mind a kezdő tanuló, mind a tapasztalt profi számára optimális választás.

Milyen kiegészítőkre van szükségem egy digitális mikroszkóphoz?

A szükséges eszközöket nagyban befolyásolják az alkalmazás követelményei, az alábbi kérdések megválaszolása azonban megkönnyítheti a választást:

  • Nagy részletességű képek gyors rögzítésére van szükséged? A te optimális választásod egy nagyfelbontású, nagysbességű digitális mikroszkóp kamera lesz.
  • Gyorsan mozgó minta élő megjelenítése szükséges? Válassz egy legalább 30 fps-es (képkocka/másodperc) sebességgel működő mikroszkóp kamerát.
  • Elemezned kell a mintát kaviltatívan vagy kvantitatívan? Amennyiben igen, gondosan válassz magadnak egy mikroszkópiai szoftvert is.
  • Kiegyensúlyozott képekre van szükséged, azaz a sötét és világos részek egyaránt fontosak? Válassz nagy dinamikatartományú mikroszlóp kamerát, ami biztosítja a sötét és világos részek egyidejű jó láthatóságát.

 

Basler_Power_Pack_for_Microscopy

Kiegészítő választás során nagy segítségedre lehet a Basler legújabb terméke, a PowerPack for Microscopy néven futó mikrszkópia csomag, melyben minden összetevőt egy csomagban kapsz kézhez. A csomag tartalma többek között egy Basler mikroszkóp kamera, melyet szabadon, az alkamazásodnak megfelelő paraméterek szerint tudsz kiválasztani, az elérhető pulse és ace alapú, új, kifejezetten mikroszkópiai felhasználásra szánt kamerák közül. A csomag a kamerán kívül tartalmaz még egy mikroszkópiai szoftvert és USB 3.0 kábelt is a könnyű kezelés és összeállítás érdekében.

 

 

 

5 trend a gépi látásban

A technológiai fejlesztések manapság rohamléptekben zajlanak, a néhány hónapja még legjobb és legújabbnak kikiáltott termékek könnyen hátul találhatják magukat az egyre fokozódó versenyben.

Nincs ez másképp a gépi látás világában sem, a képalkotásra pedig különösen igaz a folyamatos innováció a hatékonyság és költségcsökkentés érdekében. Az elmúlt időszak fő ipari újdonságát például az új USB 3.0 Vision termékek jelentették, melyek a nagy sávszélességgel, plug-and-play funkcióval adtak új irányt az iparágnak. De vajon mi lesz a következő nagy dobás, mik a fő fejlesztési irányok ma az iparban?

Az egyik fő irány a kész, “dobozolt” technológiák alkalmazása a “csináld magad” iparspecifikus megoldások helyett. Ilyen például az IT világból vett újrahasznosított GigE Vision interfész és ethernet protokoll, és persze a már említett USB 3.0 Vision technológia is.

Az asztali számítógépek minden piacon visszaesőben vannak, a gépi látás rendszerekben is egyre inkább csökken a szerepük, és helyüket laptopok és beágyazott rendszerek veszik át. Ez a változás volt az egyik fő faktora a GigE Vision és USB 3.0 Vision interfészek gyors térnyerésének is, köszönhetően annak, hogy ezek a portok megtalálhatóak minden laptopon, így a korábbi technológiákkal ellentétben nincs szükség a csupán asztali gépekbe építhető kiegészítő PCIe kártyákra, frame grabberekre. A beágyazott rendszerek az automatizált és ismétlődő feladatokat ellátó gépi látás rendszerekben terjednek leginkább, például ipari robotizálásban, ahol a kis méret és a számítási kapacitás fontos kritérium.

A sebesség iránti igény az egyik leggyakoribb hajtó tényezője az új technológiáknak. Az ipari képfeldolgozásban az USB3.0-ról való továbblépés, a 10 Gigabit Ethernet technológia és a vezeték nélküli megoldások jelenthetik az új irányt a még nagyobb sávszélesség és rugalmasság felé. Habár az USB3 csupán most kezdett igazán terjedni, a fejlesztések már a küszöbön vannak az USB3.1 standarddal. Ez várhatóan megduplázza az USB3.0 sávszélességét, így már akár a Camera Link kihívója is lehet. Szintén fokozott várakozás övezi a 10GigE technológiát, aminek előretörése főleg a technológiához szükséges infrastruktúra (switch, kábelek, stb.) költségcsökkenésétől függ.

A fejlesztők szintén kezdik felismerni a lehetőséget a vezeték nélküli rendszerekben is. A mai megoldások 150 Mb/s adatátviteli sebességet biztosítanak a IEEE 802.11n protokollon, de a nagyobb sávszélességet nyújtó IEEE 802.11ac protokollt használó termékek is hamarosan érkezhetnek. A következő generációs vezetéknélküli megoldások akár 3 db GigE Vision kamerát támogthatnak, VGA felbontással és  30 FPS-sel.

Egyre inkább jellemző, hogy a számítógépek grafikus kártyái átvesznek 1-1 képalkotáshoz kapcsolódó feladatot a processzortól, vagy a kamerákban lévő FPGA-tól. A GPU-k pont alakalmasak az alfeladatokra bontható nagyobb feladatok megoldására, mely során az alfeladatok számításai párhuzamosan végezhetőek. Korábban a GPU-k nehezen programozhatóak voltak, de az egyre modernebb programozói eszközöknek köszönhetően a GPU programozás a CPU programozáshoz hasonlóan C++-al egyszerűen megoldható.

A tömörítés új lehetőséget biztosít a gyártóknak egy gazdaságosabb, könnyebben használható, több képernyős rendszer tervezéséhez. A gépi látás rendszerekben jellemzően tömörítetlen videót használnak a feldolgozáshoz és elemzéshez, és szükség esetén ugyanezt továbbítják élőben az operátorok képernyőire a felügyelet végett. Több tucat vagy akár több száz kamera tömörítetlen képét elküldeni egy operátori központba egyáltalán nem gazdaságos, ehelyett a videót tömöríteni lehetne, és úgy továbbítani a megjelenítésre. Két fajta tömörítést érdemes fontolóra venni a felhasználás során, a visszaállíthatatlan, így információvesztéssel járó H.264 formátumot és a visszaállítható, így matematikailag veszteségmentes, azonban alacsonyabb tömörítést nyújtó JPEG-LS vagy JPEG 2000-et. Előbbi ideális lehet egy több véghasználóval rendelkező rendszer esetén, ahol a kamerából érkező tömörítetlen videó továbbítódik a feldolgozó és elemző platfromra, míg ugyanez a videó multicastolva jut el egy transzkóderhez, ami elvégzi a tömörítést és továbbítja a tömörített felvételeket az operátorokhoz. A második tömörítési eljárás pedig olyan rendszerek esetén lehet optimális, ahol alacsony késleltetés szükséges, azonban a biztosítandó sávszélesség meghaladja a meglévő kábelezés kapacitását. A JPEG-LS tömörítéssel például egy 1080p-s színes videó továbbítható egy GigE kábelen, vagy egy teljes Camera Link videó USB 3.0 kábelen.

Mindezek mellett az is biztos, hogy a jövő technológiai trendejeit megjósolni szinte lehetelen, az ellenben bizonyos, hogy az ipari képfeldolgozás is tovább fog fejlődni, és az új technológiák költség csökkenést illetve teljesítmény és megbízhatóság növekedést fognak hozni.