Teoria technologii DeltaVu

Wprowadzenie - sekwencja zdjęć

Na rysunku macierz 4*4 reprezentuje sensor kamery cyfrowej z pikselami o dużym obszarze czynnym. Badany obiekt przedstawiony jest jako czarna punkt o wielkości 1 wielkości piksela. Dla przejrzystości rozważanej teorii pominiemy w tym miejscu wpływ parametrów układu optycznego mikroskopu, jakości oświetlenia, itp.

Macierz przedstawiona w dolnej części rysunku przedstawia płaski widok z góry na 16 pikselowy sensor w kamerze cyfrowej. Sekwencja zdjęć jest następująca:

• pierwszy obraz wykonany jest dla sensora w pozycji 1,
• drugi obraz wykonany jest dla sensora przesuniętego w lewo o połowę wielkości piksela (pozycja 2),
• trzeci obraz wykonany jest dla sensora przesuniętego w górę o połowę wielkości piksela, (pozycji 3),
• ostatecznie czwarty obraz wykonany jest dla sensora przesuniętego w prawo o połowę wielkości piksela (pozycji 4).

Tradycyjna metoda kombinacji wielu obrazów

Ponieważ czarna plamka stanowi tylko 25% wielkości piksela , to piksel widoczny na zdjęciu będzie w kolorze jasnoszarym (stanowi to mieszaninę 25% bieli i 75% czerni).

Wynikiem kombinacji 4 obrazów opisanych powyżej w tradycyjnej technologii jest obraz przepróbkowany z 4-krotnie większą liczbą pikseli.
Tak uzyskany obraz nie zawiera więcej przestrzennych informacji aniżeli pierwszy wykonany obraz. Wynika to z faktu, że obiekt jest dużo mniejszy od wielkości piksela. Dla kolorowych kamer cyfrowych metoda ta zwiększa jednak "prawdziwość" kolorów.

Metoda DeltaVu kombinacji wielu obrazów

Metodę DeltaVu interpretacji i kombinacji informacji składających się z wielu obrazów można przedstawić następująco:

Obraz wykonany w pozycji 2 jest nakładany na wierzch obrazu wykonanego w pozycji 1, a następnie przesuwany jest o wielkość połowy piksela w lewo. Przyjmując, że szary kolor oznacza stopień przezroczystości piksela otrzymujemy obraz z bardziej i mniej zacienionym obszarem.

Analogiczny proces jest powtarzany dla obrazów wykonanych w położeniach 3 i 4 nakładając uzyskane obrazy, a następnie przesuwając je względem siebie.

Następnie dwa uzyskane obrazy (kombinacja 1 i 2 oraz 3 i 4) nakładane są na siebie i przesuwane o pół piksela w dół. Wynikiem kombinacji wszystkich czterech obrazów jest jeden czarny piksel na który składają się na siebie szare obszary z wszystkich czterech obrazów składowych, 4 ciemno-szare piksele powstałe w wyniku nałożenia się części z dwóch obrazów i 4 jasno-szare piksele powstałe w miejscach gdzie obszary nie nałożyły się na siebie.

Dalsze stosowanie technologii DeltaVu pozwala na wyizolowanie pojedynczego czarnego piksela z pośród wszystkich.

W tym przypadku końcowy obraz ma rozdzielczość 4 razy większą od liczby aktywnych pikseli w sensorze, a kamera cyfrowa może rejestrować szczegóły wielkości 1 piksela.

Rozdzielczość kamery cyfrowej może zostać znacząco zwiększona poprzez dodatkowe przesuwanie sensora o wielkości dużo mniejsze od wielkości piksela. Dalszy wzrost rozdzielczości kamery powinien być jednak uzależniony od ograniczonego poziomu rozdzielczości układu optycznego mikroskopu.

W celu uzyskania precyzyjnego i szybkiego przesuwania sensora w technologii DeltaVu zastosowano całkowicie nowe opatentowane rozwiązanie elektromechaniczne. W odróżnieniu od dobrze znanego i często używanego piezoelektrycznego mechanizmu przesuwania sensora technologia DeltaVu jest nieczuła na zmiany temperatury i wilgotności. Ogromną zaletą technologii DeltaVu jest również precyzyjny układ przesuwania sensora, który w praktyce jest wolny od tzw. zjawiska tarcia wewnętrznego układu. Technologia ta nie wymaga również specjalnego napięcia, co pozwala zasilać kamerę cyfrową bezpośrednio poprzez kabel USB, tzn. bez dodatkowego zewnętrznego zasilania (kamera InfinityX można także zasilać poprzez dodatkowy układ zasilania zewnętrznego 6V).

W wyniku zastosowania opatentowanej technologii DeltaVu oraz teorii optymalnego próbkowania obrazu uzyskano kompaktową wysokorozdzielczą kamerę cyfrową cechującą się ogromną i niespotykaną dotychczas dokładnością oraz łatwością kalibracji.