如何选择你的科学相机？——真相系列大总结！

　　成像中大家最关心的无非是两个问题：信噪比和分辨率，这也正是我们讨论最多的两个因素。

　　首先是信噪比：图像的信噪比取决于信号和噪声的强弱。对此我们在信噪比1和信噪比2中给出了详细的解释。这里隆重的请出2018年最佳上镜奖获得者——信噪比公式：

　　信噪比公式教导我们，要获得高信噪比的图像，就要选择高量子效率，低噪声的相机。在灵敏度和QE一文中，我们给大家介绍了背照式相机量子效率可达95%，显著高于前照式，灵敏度更高。而在如影随形的噪声（上，中，下）中，我们给大家详细介绍了相机噪声和提高信噪比的方法。这里给大家总结几条根据信噪比选择相机的小贴士：

1. 对于弱光高速成像，EMCCD曾经是最适合这一应用的相机。随着高量子效率，大像元(11μm)的背照式sCMOS相机技术的推出，除非信号在极低的水平(典型值<3e-)，sCMOS在速度，视野，信噪比，分辨率，耐用性(无EMCCD芯片老化问题)等主要性能上，全面超越EMCCD, 已经成为用户认可的最佳选择。加上EMCCD价格昂贵，维修不易，sCMOS技术的取代EMCCD已是大势所趋。
2. 对于信号强度>20e-，又需要采集动态变化的应用，结果图像的信噪比基本由信号大小决定，应尽量选择量子效率高的相机。
3. 对于需要长时间曝光的应用，需要考虑暗电流的累积，又没有很高的速度要求（受曝光时间限制), 因此暗电流极低的制冷CCD相机更为合适。（可参考我们对相机制冷温度的详细讨论）
4. 大像元的相机能够在相同的曝光时间内，采集到更多的光子，因此灵敏度更高，有利于提高信噪比。

 

　　不过针对上面的第4条，我们就不得不考虑到第二个因素——分辨率了。在分辨率1和2 中，我们给大家介绍了相机分辨率取决于像元尺寸，像元尺寸越小分辨率越高，并且要和显微镜的光学分辨率相匹配。因此，在我们选择相机时，需要在信噪比和分辨率之间做一个权衡：

1. 如果分辨率对你的实验非常重要，需要将相机像元和光学分辨率进行匹配（参考分辨率2），在匹配的同时尽量选择像元较大的相机。
2. 如果你的实验并不关心分辨率，选择大像元的相机！你可以获得更好的信噪比和更快的速度~

 

　　除此之外，速度和视野大小有时也是选择相机要考虑的重要因素。sCMOS相机速度可达100帧/秒，通过选择ROI甚至可达上千帧/秒，远高于CCD相机，更加适合高速成像。同时sCMOS相机芯片尺寸更大，能够拍摄大视野图像，收集到更多的数据。

这里我们给大家列出几种主流相机的具体参数供大家参考：

 

 

在真相系列中我们还给大家介绍了一些非常实用的小工具，如计算信噪比的方法，灰度值和电子数之间的转化方法（包括计算相机增益），以及对比度的调节等等。大家也可以通过本文最下方的原文链接再次回顾真相系列的所有文章。我们真诚的希望能够为大家提供有用的相机知识，帮助大家更好的进行科研和生产工作~