Basler MED ace kamerák mikroszkópiához

A Basler új, MED ace kameracsaládja kifejezetten orvosi és laboratóriumi felhasználásra lett kifejlesztve. De mégis mi az, ami egy ilyen kamerát alkalmassá tesz ilyen jellegű alkalmazásra? És mi a különbség a többi Basler kamerához képest?

1. Mit kínál a MED ace?

A csúcsminőségű Sony szenzorok mellett a MED kamerák a mikroszkópiához készült széleskörű firmware funkciókkal rendelkezik. A legkisebb részletek pontos felismerését szolgálják a kiváló színhűség, erős kontrasztok és a célra szabott debayering algoritmus.

     1.1. Felhasználói presetek a beállítások gyors eléréséért

A kamerák felhasználó profilokkal, presetekkel rendelkeznek, amikben a beállítások paramétereit egyszerre el lehet menteni és előhívni őket, így könnyen lehet különböző igényű applikációkhoz szükséges beállítások között váltani. A Basler gyárilag egy Light Microscopy paraméter szettel szállítja a kamerát, ami a feladatok nagy részét eleve lefedi. Ebből kiindulva már könnyen hozzá lehet igazítani a saját igényeinkhez, amennyiben szükséges

1. ábra: a) egy alap ace kamera gyári beállításaival kapott kép b) a MED ace gyári beállításaival kapott kép. A MED ace sokkal szebb mikroszkopikus képeket ad; világosabb, nincsenek árnyékok és erősebb színekkel rendelkezik

    1.2. Quick Auto Brightness funkció az optimális világosság eléréséhez

A mikroszkópiában jellemző, hogy egy kamerát több lencsével is használnak és elforgatással cserélik őket. Ez nyilván problémát jelent, hiszen az optimális világossághoz használt kamera beállítások különböznek egy másik lencse esetében. A Basler Quick Auto Brightness funkciója ezt a problémát kezeli; a kamera képes gyorsan és megbízhatóan megtalálni az új beállításokat a megfelelő képhez, ezáltal sokkal könnyebbé és kényelmesebbé téve a munkát.

    1.3. Auto Color az optimális színkoordinációhoz

A klasszikus ace alap fénybeállításai képesek például a természetes fényhez, vagy halogén izzókhoz alkalmazkodni. A MED ace ezeken kívül a kifejezetten mikroszkópiában használatos LED-fényekre felkészített beállítást is tartalmaz. A klasszikus körülményekhez és beállításokhoz képest a LED fények nagyon más körülményeket produkálnak, így ezzel a beállítással sokkal nagyobb színhűségű képeket tudunk előállítani. Az Auto Color funkció természetesen ezen felül is alakítható és állítható, ha a felhasználási mód ezt igényli. A funkció tartalmaz egy fehér- és fekete balansz beállítást, ami hatalmas segítség például lapkás vizsgálatokhoz. A hagyományos fehér-balansszal ellentétben a kamera az úgynevezett Grey World algoritmust használja, amivel a hátteret tisztán fehérnek vagy feketének lehet látni zavaró árnyékolás nélkül, ezzel élesen leválasztva azt a vizsgált objektumról.

2. ábra: a hagyományos fehér-balansz és az Auto Color funkció különbsége. Felül az hagyományos, alul az Auto Color bekapcsolása után kapott kép a megfelelő hisztogrammokkal.

    1.4. Az erős kontrasztért – Auto Contrast, HSBC, Six-Axis Operator

Az Auto Color funkióhoz hasonlóan használható az Auto Contrast, ami az optimalizált színbeállítások figyelembevételével automatikusan beállítja a megfelelő kontrqasztot is. A színbeállítás két különböző módon történik: a védett Six-Axis Operator technológiával, valamint a HSBC (hue/saturation/brightness/contrast) funkcióval. Az előbbi lehetővé teszi, hogy csak bizonyos, meghatározott színeket módosítsunk a többitől függetlenül és azokat nem érintve, így könnyen kiemelhetőek a képen fontos elemek. A HSBC ezzel ellentétben általános beállításokat tesz lehetővé, lefedve és módosíthatóvá téve ezáltal az egész színpalettát.

    1.5. Color Calibration Tool – egyszerű és gyors szín kalibráció

A CCT funkció egy alapvetően rendkívül komplex és nehéz feladatot egyszerűsít és automatizál a számunkra. A pylon szoftverbe beépítve, másodpercek alatt elvégezhető a megvilágítási környezetnek megfelelő színkalibrációs paraméterek beállítása. A beállításhoz szükségesek a referenciaértékek, így kell hozzá egy x-rite színellenőrző tábla.

3. ábra: A Color Calibration Tool működése: funkció alkalmazásával a halogén lámpára jellemző sárgás árnyalat eltűnt a képről, sokkal pontosabb színeket eredményezve

    1.6. PGI – ha fontosak a részletek

A védett PGI algoritmus a kép élesítését szolgálja, ezzel lehetővé téve a legkisebb részletek és struktúrák pontos megfigyelését. Egy 5x5 pixelméretű debayering (precízebb színfelismerés a pixelek szintjén) és anti-aliasing (a hamis színek korreciója) algoritmus is segíti a PGI funkció dolgát, ezzel elérve a lehető legjobb és legpontosabb képminőséget.

4. ábra: Egy kép élesítése a PGI funkcióval - látható, hogy az algoritmus a legkisebb részletekben is milyen eredményes korrekciót alkalmaz; a PGI nélkül sárgás kontúrok jelennek meg a sejtek körül; a funkció szintén sokkal tisztábbá teszi a finom sejtstruktúrák közötti különbségeket

    1.7. Long Exposure Mode – a zajszint minimalizálása hosszú expozíciós idő esetén is

Általános probléma, hogy minél hosszabb ideig exponálunk egy képet, annál zajosabb is lesz az, és megemelkedik a túl világos pixelek száma is. A Long Exposure Mode implementálásaval a MED ace kamerák pontosan az ilyen helyzetekre is fel vannak szerelve. Használatával minimalizáljuk a zajszintet, és egy mélyebb, feketébb képet kapunk, ezáltal kiemelve a kép valós tartalmát, így segítve és megbízhatóbbá téve a képek analizálását.

2. Összefoglalás

A digitális mikroszkópiával készült képek folyamatosan értékelődnek fel az orvostudományi és laborvizsgálati folyamatokban. A gépi látás implementációját sokszor azonban nehéz megoldani, mert egyedi igényeket támasztanak ezek a felhasználási területek, amiket egy „általános” kamera nem biztos, hogy mindig ki tud elégíteni. Különösen igaz ez a részletpontosságra, színstabilitásra és a megvilágításra, így ezekben a mikroszkópiára kifejlesztett kamerák igen különbözőek a hagyományosoktól.

A Basler ezeket az igényeket felismerte, és a fentebb bemutatott funkciócsaláddal pontosan ezeket is vette célba, ami egy kiváló választássá teszi a MED ace szériát a mikroszkópiában való felhasználásra. Hatékony, gyors és felhasználóbarát funkcióival lenyűgöző képminőséget tudunk elérni, konfigurálhatóságuk pedig bármilyen felhasználáshoz megfelelővé teszi őket. Külön kiemelendő, hogy a Basler MED ace széria az első olyan kameracsalád, ami megfelel az ISO13485:2016 szabvány előírásainak, ami nagy segítséget jelent az orvosi eszközök gyártóinak.