如何選購凝膠成像分析系統（二）

（1）、分辨率
分辨率的大小和像素值是分不開的，像素指得是CCD能分別的最小的感光元件，我們平時說的多少萬像素就是這些感光元件的個數了。所以一般來講像素越多，成像也就越清晰細膩，當然這其中還要受許多因素限制，下面會慢慢提到的。但是高像素也不一定是好的CCD，其原因就是像素大小（Pixel Size），也是很重要的因素，相同數目的像素，排列越密集，像素之間就越容易出現電流干擾，容易出現"噪點"等干擾成像質量的現象出現。由于制造工藝的限制，增加尺寸，成本將會以幾何級數提高。
現在大部分廠家的CCD為了提高圖像的靈敏度，會使用像素合并的技術，那么像素合并的意義是什么呢？

像素合并是一種非常有用的功能，它可被用來提高像素的大小和靈敏度，如圖所示分辨率為795512，像素大小為9u,當經過22合并后，變成398256，像素大小為18u.33合并后，變成265170，像素大小為27u,靈敏度提高9倍，這樣每個像素大小為27u.

（2）、動態范圍值
動態范圍表示在一個圖像中最亮與最暗的比值。
灰階表示在一種表征光亮度的方法，12bit表示從最暗到最亮等分為212＝4096個級別，16bit即分為216個級別，可見bit值越高能分出的細微差別越大，如圖下面這張圖片人眼只能分辨出40個灰階，而對于一臺12bit的儀器能分辨出4,096個灰階。值得一提的是，目前來說，市場上主流的凝膠成像的CCD以12bit為主，16bit的儀器一般情況下，分辨率均在200萬像素左右，對于真正的16bit，而像素值又近400萬的CCD是非常少見的。

12bit與16bit在圖像分辨上的區別

對動態范圍進行量化需要一個運算公式，即動態范圍值 = 20 log (well depth/read noise)，其中Well depth代表是滿井電子，是CCD飽和時能接受的電子信號總值，read noise是讀出噪聲（以電子數來表示），每個CCD在讀數的過程中都會產生噪聲，噪聲越小，監測靈敏度越高。其中滿井電子與CCD的bit值是相關的，通常下，bit值越高，滿井電子的數值越大。

舉例如下：

Well depth = 85,000 個電子, read noise = 12 個電子

Dynamic range = 20 log (85,000/12), or 77dB.

動態范圍的值越高CCD性能越好.

（3）、量子效率  

CCD的量子效率也稱像素靈敏度，指在一定的曝光量下,像素勢阱中所積累的電荷數與入射到像素表面上的光子數之比。不同結構的CCD其量子效率差異很大。比如100光子中積累到像素勢阱中的電荷數是50個，則量子效率為50％（100 photons = 50 electrons means 50% efficiency）。值得注意的是CCD 的量子效率與入射光的波長有關。

（4）、信噪比

說到信噪比就不得不提到暗電流了，暗電流是導致CCD噪音的很重要的因素。暗電流指在沒有曝光的情況下，在一定的時間內，CCD傳感器中像素產生的電荷。我們在做化學發光檢測的時候，需要的曝光的時候比較長，這樣導致CCD產生較多的暗電流，對圖像的質量影響非常大。通常情況下通過降低CCD的溫度來最大限度的減少暗電流對成像的影響。下圖表明了暗電流與溫度的關系，從圖中我們可以看出，CCD產生的暗電流隨著溫度下降而減少，但是在-23℃下曲線開始趨于平緩，由此可以看出溫度并非需要無休止的降低的。所以在選擇冷CCD時，溫度在-25℃（絕對溫度，非室溫以下）下一般就可以達到您的要求了。

有的CCD是在圖像最終生成后，通過軟件去背景來扣除暗電流，對于信號遠遠強于背景的有一定效果，但是對于弱信號處理過程中會產生越來越多的錯誤。
以上是關于CCD的原理和影響因素的一些介紹，

（５）、光學鏡頭

光學鏡頭是機器視覺系統中必不可少的部件，直接影響成像質量的優劣，影響算法的實現和效果。光學鏡頭規格繁多，有時不免頭暈。光學鏡頭從焦距上可分為短焦鏡頭、中焦鏡頭，長焦鏡頭；從視場大小分有廣角、標準，遠攝鏡頭；結構上分有固定光圈定焦鏡頭，手動光圈定焦鏡頭，自動光圈定焦鏡頭，手動變焦鏡頭、自動變焦鏡頭，自動光圈電動變焦鏡頭，電動三可變（光圈、焦距、聚焦均可變）鏡頭等。

（6）濾光鏡片

熒光：EB 、TLC plates、GFP plates、SYBR Green、SYBR Gold、SYBR Safe、SYPRO Red、SYPRO Orange、Texas Red、Rhodamine Red、Fluorescein、Deep Purple、Cy2、Cy3、Cy3.5、Cy5、熒光板等

（要根據具體的激發光源和濾鏡來決定）

（7）、數據傳輸

IEEE1394總線是一種目前為止最快的高速串行總線，火線（IEEE1394）支持的傳輸速率有100Mbps,200Mbps，400Mbps，最高的傳輸速度為400Mbps/s。對于各種需要大量帶寬的設備提供了專門的優化，接口可以同時連接63個不同設備，IEEE1394同USB一樣，支持帶電插撥設備。IEEE1394同樣支持即插即用，現在的WIN98 SE、WIN2000、WIN ME、WIN XP都對IEEE1394支持的很好，在這些操作系統中用戶不用再安裝驅動程序，也能使用IEEE1394設備。