- 2025-01-10 10:49:53高光譜熒光圖
- 高光譜熒光圖是一種結合了高光譜成像與熒光技術的圖像。它通過捕捉物體在不同波長下的熒光發射，生成包含豐富光譜信息的圖像數據。這種圖像能夠揭示樣品內部的化學組成、分子結構以及相互作用等特征，具有高分辨率、高靈敏度及多波段分析能力。在生物醫學、材料科學、環境監測等領域，高光譜熒光圖被廣泛應用于疾病診斷、材料性能評估、污染物檢測等方面，為科研與工業應用提供了強大的分析工具。
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高光譜熒光圖問答
- 2023-01-10 13:08:36高光譜遙感數據處理系列（一）高光譜數據讀取與可視化
- 高光譜遙感數據處理系列（一）地表反射的太陽輻射包含著豐富的信息，從太陽外層大氣的吸收到地球大氣的吸收，經過與地物的相互作用反射回大氣，最 終被傳感器捕獲。高光譜遙感可以在每個像元獲取高分辨率的光譜數據，這些光譜信息提供了一種理解事物的新的維度。下圖展示了幾種典型地物的光譜。可以看出不同地物展現出顯著不同的光譜特征。除此之外，同種地物在不同狀態下，也可能在特定波段展現出顯著不同的光譜特征。通過比對光譜數據，可以實現對地物區分，狀態區分，異常監測等難以通過傳統遙感手段實現的應用。高光譜遙感被廣泛應用于農林業、礦業、環境、保險、等領域。太陽輻射與典型地物反射率通常彩色影像有紅綠藍三個波段，多光譜影像有幾到十幾個波段，而高光譜影像有著幾十到上百個波段。波段的增加除了提高了信息量，還使得數據量成比例增加。這種數據量對計算機的性能提出了較高的要求，更多的是要求對處理者新的思路和方法。在接下來的文章中，我們將詳細介紹高光譜數據的處理流程與方法，希望能在此過程中給讀者以新的思考。Hyperspectral light sheet microscopy | Nature CommunicationsENVI (The Environment for Visualizing Images) 是美國Exelis Visual Information Solutions 公司的旗艦產品。它是由遙感領域的科學家采用交互式數據語言IDL (Interactive Data Language) 開發的遙感圖像處理軟件。ENVI已經廣泛應用于科研、環境保護、氣象、石油礦產勘探、農業、林業、醫學、國防&安全、地球科學、公用設施管理、遙感工程、水利、海洋、測繪勘察和城市與區域規劃等領域。雙擊ENVI圖標打開ENVI軟件，可以看到ENVI軟件的主界面由以下六個部分組成：①菜單欄、②工具欄、③圖層管理窗格、④圖像顯示部分、⑤工具箱、⑥狀態欄。ENVI軟件的布局如圖所示，首先點擊 依次點擊①菜單欄->File->Open，在彈出的對話框中選取所需要的文件， 一般的ENVI文件由兩部分組成，文件本體和頭文件（.hdr）。文件本體記錄了文件的數據信息，而頭文件中記錄了關于這些數據信息的描述。使用記事本文件可以直接打開hdr文件，可以看到其中包括了：操作記錄Samples：柵格列數Lines：柵格行數Bands：波段數Header offset：文件開頭到實際數據起始位置的偏移量File type：文件類型Data type：數據存儲類型，用數字表示bit位數Interleave：存儲順序Map Info：圖像采用的投影系統參數，坐標系統及單位Coordinate System String：詳細的坐標系統信息Wavelength：每個波段所對應的波長兩個文件應該放在同一目錄下面，ENVI在讀取時會自動進行關聯。 任選其中一個文件都可以打開該文件，但是ENVI對兩個文件的處理方式有所不同。如果選擇.hdr文件，ENVI會直接載入顯示文件的第 一個波段，如下圖所示。使用鼠標滾輪可以對圖像進行縮放操作，使用②工具欄中的工具可以對圖像進行拖動縮放等一系列操作。加載成功的圖像會顯示在③圖層管理區，通過點擊圖像前面的勾選框來控制圖像在④圖像顯示區的顯示與否。使用如果打開文件本體，ENVI會彈出Data Manager窗口 該窗口包含三個部分，分別是①波段信息、②文件信息、③RGB波段選取。①中展示了所有波段的名稱，②中是經過處理后的頭文件信息，③是進行RGB合成的波段選取，點擊三種顏色的方框后，在①中單擊選擇波段，選擇完成后點擊Load Data。如果只想要顯示一個波段的灰度影響可以在①中選中目標波段后直接點擊Load Greyscale。RGB 合成象素值的彩色圖，就是將三個波段的數據分別通過紅、綠、藍三個通道加載，然后進行渲染。將多波段影像數據添加到地圖中之后，可使用多波段柵格數據集中的任意三個可用波段的組合來創建 RGB 合成圖。與僅處理一個波段相比，通過將多個波段共同顯示為RGB 合成圖通常可從數據集收集到更多信息。來源：簡書 通常我們選取650nm、550nm和450nm分別賦給RGB通道進行合成以獲得最 佳的顯示效果。顯示效果如下圖：在②工具欄中選擇按鈕，ENVI會在圖上顯示框標，并彈出光譜特征（Spectral Profile)窗口。光譜特征窗口中顯示了框標中心白點所在像元的光譜曲線。如下圖所示：點擊光譜特征窗口中的 ，可以對光譜曲線進行一些操作，如平滑，計算NDVI，顯示RGB波段所在位置等：小結 本文介紹了高光譜影像的基本原理以及簡單的讀取及可視化操作。使用ENVI軟件可以實現大部分簡單的高光譜數據處理。在接下來的教程中，我們將從植被指數提取、高光譜濾波、非監督分類與監督分類等方面介紹ENVI軟件的使用。除此以外，我們還將介紹基于Python的高光譜處理，從編程角度介紹高光譜相關知識，以及高光譜數據與大數據處理的結合。參考：【1】百度百科【2】 www.jianshu.com/p/d0765ee89b86
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- 2023-02-03 15:37:09?高光譜遙感數據處理系列（二）基于高光譜數據的植被指數計算
- 高光譜遙感數據處理系列（二）反射率與植被指數來自地物反射/發射的光通過鏡頭被相機捕獲，使得傳感器被曝光。由于光電效應，傳感器上的每個像素傳感器上的電荷開始累計。經過相機芯片的轉換，這些光信號以數字的形式存儲下來，這些數字被稱為DN值。輻射亮度 （Radiance），簡稱輻亮度 ， 指面輻射源在單位立體角 、 單位時間內 ， 在某一垂直于輻射方向單位面積 （法向面積） 上輻射出的輻射能量 ， 即輻射源在單位投影面積上 、 單位立體角內的輻射通量 。輻亮度是最常用的度量光強弱的物理量之一。輻亮度可以進一步用于反射率的計算。DN值可以看作由輻亮度與相機屬性主導的變量。去除DN值中由于相機屬性引起的變化，將其轉化為輻亮度的過程稱為輻射定標。通常該過程由相機廠商進行處理，或者廠商會提供用于定標的關鍵參數。物體反射的輻射能量占總輻射能量的百分比，稱為反射率。不同物體的反射率也不同，這主要取決于物體本身的性質(表面狀況），以及入射電磁波的波長和入射角度，反射率的大小范圍總是小于等于1，利用反射率可以判斷物體的性質。在使用無人機進行實際觀測時，通常使用地物輻亮度除以白板或反射布所在像元的輻亮度作為反射率。從空間量化植被覆蓋、生物化學、結構和功能是研究和理解全 球變化、生物多樣性和農業的關鍵。實際上，遙感在很大程度上依賴于使用源自光譜反射率的植被指數 (Vegetation Indices, VI)。VI 是幾個波段反射率的數學變換，旨在最 大限度地提高對特定生物物理現象（例如，綠度、含水量或光合作用活動）的敏感性，同時最 大限度地降低對土壤特性、太陽光照、大氣條件和傳感器觀察等因素的敏感性。典型植物的反射光譜。植物光譜最顯著的特這就是紅光范圍的強吸收與近紅外區域的強反射，兩個波段之間的快速上升波段稱為紅邊。紅光波段的強吸收是由于植被葉綠素的吸收，而近紅外波段的強反射是由于植被的葉片結構導致的。通過兩個波段進行差分或比值可以凸顯出植被在這兩個波段的反射特性的差別。同時，差分或比值運算可以去除兩個波段中包含的背景信號及噪聲。不同的波段或組合形式側重展現了不同的植被特性。植被指數是對地表植被狀況的簡單、有效和經驗的度量。目前已經出現了上百種不同的植被指數。ENVI中包含了其中7類 27種植被指數。主界面功能區在主界面⑤工具箱中搜索欄中可以方便地對所有工具進行檢索，輸入 Vegetaton Indices Parameters ，打開該工具如下所示：鼠標單擊所需要的植被指數，然后點擊 Choose 選擇文件的存儲位置。此外ENVI還提供了將數據存儲到內存的選項 Memeory，但是這些數據在ENVI關閉后會被刪除。所以選擇存儲到內存時，ENVI會彈出二次確認對話框，繼續選中Memeory確認即可。ENVI的幫助文件中詳細展示了各種植被指數的公式及參考文獻。在菜單欄 Help 中打開-> 在左側 Contents 選項卡中的Vegetation Analysis。關于植被指數的發展和使用場景還可以參考 Xue J, Su B. Significant remote sensing vegetation indices: A review of developments and applications[J]. Journal of sensors, 2017.在獲取植被指數后，可以利用這些指數進行地表參數估算或者進一步進行實際應用，ENVI中提供了幾種植被指數的實際應用工具，包括林木健康分析（Forest Health Vegetation Analysis）、農作物脅迫（Agricultural Stress Vegetation Analysis）、易燃性分布分析（Fire Fuel Vegetation analysis），以及植被抑 制（Vegetation Suppression）。這些應用工具結合幾類不同植被指數對植被進行評估，以林木健康分析為例，首先在主界面⑤中搜索欄中輸入 Forest Health Vegetation Analysis ，雙擊打開林木健康分析工具：該工具通過三類不同的植被指數：綠度指數，葉色素指數，冠層水分或光能利用率指數。ENVI內置了模型進行閾值篩選，綜合分析多種指數，將植被的健康狀況分為9種。波段運算如果需要使用內置植被指數以外的指數進行運算，可以使用ENVI中的Band Math工具。這里分別對窄波段和寬波段植被指數的計算進行介紹。窄波段歸一化植被指數：首先在主界面⑤中搜索欄中輸入 Band Math，雙擊打開波段運算工具：在Band Math中輸入所需要的表達式，這里需要注意的是，ENVI默認用b1，b2...來表示不同的變量，比如這里我們用到了兩個波段680nm和800nm，分別用變量b1和b2來表示。在Enter an expression中輸入(b2-b1)/(b2+b1)，點擊ok，會彈出變量與實際使用波段的匹配對話框。首先在①中單擊選擇需要賦值的變量，接下來在②中選擇所對應的波段（如果不同波段是分開存儲的，選擇Map Variable to Input File可以將整個文件賦給某個變量）。在有所變量選擇完畢后，點擊OK。結果如下圖所示：寬波段NDVI：通常機載成像光譜儀的光譜分辨率可以達到亞納米/納米級。而常用的衛星數據如Landsat系列和MODIS產品的光譜分辨率較寬，針對這些衛星遙感產品開發的植被指數基本都是寬波段植被指數。為了使用機載成像光譜儀進行寬波段植被指數的計算需要先對波段進行聚合，這里我們以Landsat系列的寬波段為例進行手動寬波段NDVI計算（Vegetaton Indices Parameters中也提供了一些寬波段VI的計算，這里另外介紹手動波段聚合的操作方法）。Landsat 9 的傳感器如下所示：Band 1 Visible (0.43 - 0.45 μm) 30-m.Band 2 Visible (0.450 - 0.51 μm) 30-m.Band 3 Visible (0.53 - 0.59 μm) 30-m.Band 4 Red (0.64 - 0.67 μm) 30-m.Band 5 Near-Infrared (0.85 - 0.88 μm) 30-m.在⑤工具箱中搜索欄中Sum Data Parameters,打開波段聚合工具。在①中選擇輸入文件，然后點擊 Spectral Subset ，在彈出的波段選擇窗格中，對要進行聚合的波段進行選取（按住Shift進行連續多選，按住Ctrl進行多選）。點擊OK進行確認。Sum Data Parameters 提供了多種波段聚合函數，這里選擇Mean函數進行聚合。依次對幾個波段進行聚合后的，我們得到以下文件。接下來可以用Band Math進行寬波段NDVI的計算，計算方法同上。小結自遙感領域出現以來，植被指數扮演著重要的角色，并且一直在發展完善。本文介紹了反射率和植被指數的概念，植被指數的原理，使用ENVI進行植被指數計算，以及手動窄/寬波段植被指數的計算。了解其背后的植物生理學知識，是正確使用這些指數的必要條件。
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- 2025-05-08 14:30:21熒光顯微鏡怎么調熒光
- 熒光顯微鏡怎么調熒光：專業指南 熒光顯微鏡作為現代生物學、醫學研究和材料科學中不可或缺的工具，廣泛應用于觀察細胞結構、分子定位以及各類熒光標記物的追蹤。如何調節熒光顯微鏡中的熒光信號，以獲得清晰且高對比度的圖像，常常是初學者和有經驗的使用者都會遇到的挑戰。本文將詳細介紹熒光顯微鏡的熒光調節方法，包括如何選擇合適的濾光片、設置激發光源、優化熒光強度等方面，幫助用戶提升實驗效果和圖像質量。 熒光顯微鏡的基本構成 在調節熒光顯微鏡的熒光效果之前，了解其基本構成至關重要。熒光顯微鏡主要由光源、濾光片系統、樣品載物臺、反射鏡和相機等部分組成。光源提供激發光，而濾光片系統則用來過濾特定波長的光線，使得激發光照射到樣品上，進而激發樣品發出熒光。為了優化熒光圖像的質量，正確調節每一個組成部分都是必要的。 選擇合適的激發光源 激發光源是熒光顯微鏡的核心之一，合適的激發波長能夠大化樣品的熒光信號。常見的激發光源包括氙燈、汞燈和LED燈等。選擇激發源時，首先要根據熒光染料的激發波長范圍來選定。不同的熒光染料對不同波長的激發光有佳響應，因此確保激發源的波長與樣品的激發要求相匹配，是調節熒光顯微鏡的步。 設置合適的濾光片系統 濾光片系統在熒光顯微鏡中起著至關重要的作用。濾光片通常分為激發濾光片、放射濾光片和透射濾光片，分別用于選擇性地控制激發光的通過、分離樣品發出的熒光以及去除雜散光。在選擇濾光片時，應根據染料的吸收和發射波長來確定合適的激發和發射濾光片。例如，對于綠色熒光蛋白(GFP)，選擇與其激發波長(488 nm)和發射波長(510 nm)相匹配的濾光片是十分必要的。 優化熒光強度 在調整熒光顯微鏡時，熒光強度是影響圖像質量的另一個關鍵因素。過低的熒光強度會導致圖像對比度不清晰，而過高的強度則可能導致信號飽和。通過調整激發光源的強度、曝光時間以及光學增益，可以獲得合適的熒光強度。樣品的濃度、染料的質量以及熒光標記物的穩定性也會對熒光強度產生影響，因此在實驗過程中應時刻注意這些變量。 調整焦距和圖像對比度 調整焦距是確保熒光圖像清晰的必要步驟。使用熒光顯微鏡時，焦距的精確調整能幫助獲得清晰的圖像。適當的圖像對比度調整有助于突出熒光信號，減少背景噪音。通過微調曝光時間和亮度，也可以增強對比度，使得樣品的熒光信號更加鮮明。 總結 調節熒光顯微鏡的熒光效果是一個精細且復雜的過程，涉及到多個因素的協調。選擇合適的激發光源、濾光片系統的優化、熒光強度的調整以及圖像的焦距與對比度設置，都是確保高質量熒光圖像的重要步驟。通過深入理解并熟練掌握這些調節技巧，可以顯著提升實驗的效果和圖像的清晰度。希望本文能為使用熒光顯微鏡的科研人員提供有價值的指導，幫助大家在熒光成像中獲得佳的實驗結果。
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- 2023-05-08 19:13:14明美LED熒光光源助力顯微鏡熒光升級
- 明美LED熒光光源助力顯微鏡熒光升級熒光顯微鏡具有特異性強、檢出率高等優勢，因此在各種科研和醫學檢查應用中使用廣泛，傳統熒光顯微鏡因為汞燈光源限制，有比較多使用難點，明美針對這些問題，投入大量人力和資金，研發出了一系列LED熒光光源，助力顯微鏡熒光升級和傳統熒光顯微鏡升級LED熒光顯微鏡，取得市場廣泛認可。熒光顯微鏡的常用光源通常都是白光光源，而熒光光源有高壓汞燈，氙燈，金屬鹵素燈和LED白光光源以及LED單波長光源，光源間各有優劣勢，近期，北京用戶需要替換汞燈光源，因為汞燈壽命短，需預熱，操作繁瑣，明美北京區域工程師提供了四通道的LED熒光光源MG-120，壽命長，即開即關，操作簡單，解決的老師的使用煩惱 熒光光源MG-120采用四通道獨立控制，可選BGUR等不同通道配置，壽命長，衰減慢，通常不需要更換燈泡及校準，可以即開即用；控制方便，外部配備有控制器，能進行特定波長開關和亮度記憶，減少熒光串色及熒光淬滅。此次，用戶是搭配奧林巴斯倒置顯微鏡IX73，該熒光光源已做測試，可適配各熒光顯微鏡如果您對熒光光源感興趣或存在疑問，歡迎與我們聯系，我們將竭誠為您服務！來源：https://www.mshot.com/article/1738.html
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- 2023-07-25 10:40:14半導體和鈣鈦礦材料的高光譜（顯微）成像
- 目前在光伏業界，正在進行一項重大努力，以提高光伏和發光應用中所用半導體的效率并降低相關成本。這就需要探索和開發新的制造和合成方法，以獲得更均勻、缺陷更少的材料。無論是電致還是光致發光，都是實現這一目標的重要工具。通過發光可以深入了解薄膜內部發生的重組過程， 而無需通過對完整器件的多層電荷提取來解決復雜問題。HERA高光譜照相機是繪制半導體光譜成像的理想設備，因為它能夠快速、定量地繪制半導體發射光譜圖，且具有高空間分辨率和高光譜分辨率的特性。硅太陽能電池的電致發光光譜成像光伏設備中的缺陷會導致光伏產生的載流子發生重組，阻礙其提取并降低電池效率。電致發光光譜成像可以揭示這些有害缺陷的位置和性質。"反向"驅動太陽能電池（即施加電流）會產生電致發光，因為載流子在電極上被注入并在有源層中重新結合。在理想的電池中，所有載流子都會發生帶間重組，這在硅中會產生1100 nm附近的光（效率非常低）。然而，晶體結構中的缺陷會產生其他不利的重組途徑。雖然這些過程通常被稱為"非輻射"重組，但偶爾也會產生光子，其能量通常低于帶間發射。捕獲這些非常罕見的光子可以了解缺陷的能量和分布。在本實驗中，我們使用了HERA SWIR (900-1700 nm)，它非常適合測量硅發光衰減。測量裝置如圖1所示：HERA安裝在三腳架上，在太陽能電池上方，連接到一個10A的電源。640×512像素的傳感器安裝在樣品上方75厘米處，空間分辨率約為250微米。圖1. 實驗裝置最重要的是，HERA光學系統沒有輸入狹縫，因此光通量非常高，是測量極微弱光發射的理想選擇。圖2.A和2.B顯示了兩個波長的電致發光（EL）圖像：1150 nm（帶間發射）和1600 nm（缺陷發射），這是4次掃描的平均值（總采集時間：5分鐘）。通過分析這些圖像，我們可以看到，盡管缺陷區域的亮度遠低于主發射區域，但它們仍被清晰地分辨出來。此外，具有強缺陷發射的區域的帶間發射相對較弱。我們可以注意到有幾個區域在兩個波長下都是很暗的；這可能是由于樣品在運輸過程中損壞了電池造成的。圖2.C中以對數標尺顯示了小方塊感興趣區域（圖2A和2B中所示）的光譜。圖 2.A 和 B：兩個選定波長（1150 nm 和 1600 nm）的電致發光（EL）圖像。C：A和B中三個不同區域對應的電致發光光譜（圖像中的彩色方框）。金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜的光致發光顯微研究通過旋涂等技術含量低、成本效益高的方法，可以制造出非常高效的太陽能電池和LED。這些方法面臨的一個挑戰是在微觀長度的尺度上保持均勻的成分。光致發光顯微鏡是表征這種不均勻性的一個特別強大的工具。HERA高光譜相機可以連接到任何顯微鏡（正置或倒置）的c-mount相機端口，并直接開始采集高光譜數據，無需任何校準程序。圖3. 與尼康LV100直立顯微鏡連接的HERA VIS-NIR。在本實驗中，我們使用HERA VIS-NIR（400-1000 nm）耦合到尼康LV100直立顯微鏡（圖3）來表征兩種鹵化物前驅體合金的帶隙分布。將兩種鹵化物前驅體合金化的優點是能夠調整材料的帶隙；然而，這兩種成分經常會發生逆混合，從而導致性能損失。本實驗的目的是檢測這種逆混合現象：事實上，混合比的局部變化會改變局部帶隙，從而導致發射不同能量的光子。在這種配置中，激發光來自汞燈，通過帶通濾光片在350 nm處進行濾光，并通過發射路徑上的二向色鏡將其從相機中濾除。HERA的高通量使其能夠在大約1分鐘的測量時間內收集完整的數據立方體（130萬個光譜）。圖4.樣品的光譜綜合強度圖（A：全尺寸；B：放大）。圖4.A和4.B分別顯示了所有波長（400-1000 nm）總集成信號的全尺寸和放大圖像，揭示了長度尺度在1 μm左右的明亮特征。當我們比較亮區和暗區的光譜時（圖5.B中的黑色和紅色曲線），我們發現暗區實際上也有發射， 不僅強度較低，而且波長中心比亮區短。事實上，光譜具有雙峰形狀，很可能與逆混合前驅體的發射相對應。圖5.A的發射圖清楚地顯示了帶隙的這種變化。我們現在可以理解為什么低帶隙區域看起來更亮了--載流子可能從高帶隙區域弛豫到那里，并且在發生輻射重組之前無法返回。圖5.A：顯示平均發射波長的強度圖。B：亮區和暗區的發射光譜（正常化）。東隆科技作為NIREOS國內總代理公司，在技術、服務、價格上都具有優勢。如果您有任何產品相關的問題，歡迎隨時來電垂詢，我們將為您提供專業的技術支持與產品服務。
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