LIF Image Processing Software

Bei der quantitativen bildgebenden LIF-Messtechnik kommt es darauf an, die von einer Kamera erfasste Fluoreszenz-Lichtintensität in physikalische Einheiten wie Konzentration oder Temperatur umzurechnen. Zu diesem Zweck sind in der DaVis Software von LaVision zwei spezielle Softwaremodule verfügbar: das LIF-Software-Basismodul (1-color) und das zusätzliche LIF-Ratiometric-Softwaremodul (2-color). Die umfangreichen Bildverarbeitungsalgorithmen umfassen Rauschfilterung und Maskierung, Hintergrund- und Flachfeld-Korrekturen sowie eine Kalibrierung, um die ausgewertete Signalintensität in die gewünschte physikalische Einheit zu konvertieren. Das neue LIF- Softwaremodul vereinfacht diesen Arbeitsablauf durch die Einführung eines interaktiven Prozessingdialogs, der alle erforderlichen Rechenoperationen in einem einzigen Auswerteschritt zusammenfasst.

Bild-Vorverarbeitung

Die Quantifizierung von LIF-Signalen erfordert die Anwendung zahlreicher Verarbeitungsschritte vor der Kalibrierung. Diese sind nahtlos in einem interaktiven Dialog integriert, der Folgendes umfasst:

Geometrische Maskierung zur Beschränkung der Berechnung auf den Interessenbereich des Benutzers
Hintergrundsubtraktion und Flachfeld Korrektur zur Berücksichtigung von Kameradunkelstrom, Inhomogenitäten, Vignettierung und Bildverzerrungseffekten.
Intensitätskorrekturen zur Kompensation von Laserenergieschwankungen
Maskierungsfilter zur Unterdrückung von Bereichen mit geringer Intensität und schlechtem signal-to-noise ratio (SNR)
Routinen zur Rauschfilterung durch räumliche (Gaußsche) Glättung

LIF-Signalkalibrierung

Bei der quantitativen bildgebenden LIF-Messtechnik wird die von einer Kamera erfasste Fluoreszenz-Lichtintensität in physikalische Einheiten wie Konzentration oder Temperatur umgerechnet. Die neue LIF-Bildverarbeitung ermöglicht es dem Benutzer:

Kalibrierkurven zu generieren für eine Vielzahl von skalaren Messgrößen wie pH-Wert, Farbstoff- und Spezieskonzentration, Rußkonzentration über LII und Gas-/Flüssigkeitstemperatur
geeignete Interpolationsmodelle zu wählen
vordefinierte Auswertemethoden für die automatische Kalibrierung zu verwenden
Sub-Pixel-Mapping für präzises 2-color(ratiometric)-LIF

SNR Analyse

Das ausgewertete Skalarfeld enthält als zusätzliche Information auch die Signal-Rausch-Verteilung (SNR) und Verteilungen der Messunsicherheit im Bild. Dies ermöglicht dem Benutzer:

eine schnelle und intuitive Beurteilung der Genauigkeit von Messdaten auf der Basis von Einzelbildern
das Identifizieren und Isolieren von Bereichen mit vertrauenswürdigem Bildinhalt auf der Grundlage eines lokal hohen SNR
das Optimieren von Vorverarbeitung, um das SNR der Messung in Verbindung mit der gewünschten räumlichen Auflösung zu optimieren

Bestimmung der Messunsicherheit

Messunsicherheiten durch Photonen- und Kamerarauschen sowie Unsicherheiten bei der Kalibrierung und Datenverarbeitung werden in der Analyse berücksichtigt durch:

unabhängige Behandlung von zufälligen und systematischen Unsicherheiten
Quantifizierung und Fortpflanzung von Unsicherheiten bei jedem Verarbeitungsschritt
Visualisierung der Einzel- und Gesamt-Messunsicherheiten der Zwischen- und Endmessergebnisse

Interaktive Live-Auswertung

Die LIF-Software bietet eine schnelle Datenauswertung mit Live-Vorschau, die bei jeder Änderung der Auswerteparameter aktualisiert wird. Das Ergebnis wird in Echtzeit aktualisiert, so dass der Benutzer mit den Auswerteparametern experimentieren kann, was die Optimierung der Datenverarbeitung deutlich erleichtert.