Спектральная чувствительность
Спектральная чувствительность — это относительная эффективность обнаружения света или другого сигнала в зависимости от частоты или длины волны сигнала.
В зрительной нейробиологии спектральная чувствительность используется для описания фотопигментов в палочках и колбочках сетчатки глаза различных характеристик . Известно, что палочки больше подходят для скотопического зрения , а колбочки — для фотопического зрения и что они различаются по своей чувствительности к разным длинам волн света. [2] [3] Установлено, что максимальная спектральная чувствительность человеческого глаза в условиях дневного света приходится на длину волны 555 нм , а ночью пик смещается до 507 нм. [4]
В фотографии пленку и сенсоры часто описывают с точки зрения их спектральной чувствительности, чтобы дополнить их характеристические кривые , описывающие их чувствительность . [5] Создается база данных спектральной чувствительности камер и анализируется ее пространство. [6] Для рентгеновских пленок спектральная чувствительность выбирается так, чтобы она соответствовала люминофорам, реагирующим на рентгеновские лучи, а не была связана с человеческим зрением. [7]
В сенсорных системах, где выходные данные легко поддаются количественной оценке, чувствительность можно расширить до зависимости от длины волны, включив в нее спектральную чувствительность. Когда сенсорная система линейна, ее спектральную чувствительность и спектральную чувствительность можно разложить с помощью аналогичных базисных функций. [8] Когда чувствительность системы представляет собой фиксированную монотонную нелинейную функцию, эту нелинейность можно оценить и скорректировать, чтобы определить спектральную чувствительность на основе спектральных данных ввода-вывода с помощью стандартных линейных методов. [9]
Однако реакции палочек и колбочек сетчатки имеют очень контекстно-зависимый (связанный) нелинейный ответ, что усложняет анализ их спектральной чувствительности на основе экспериментальных данных. [10] Однако, несмотря на эти сложности, преобразование спектров энергии света в эффективный стимул, возбуждение фотопигмента , является вполне линейным, и поэтому линейные характеристики, такие как спектральная чувствительность, весьма полезны для описания многих свойств цветового зрения . [11]
Спектральную чувствительность иногда выражают как квантовую эффективность , то есть как вероятность получения квантовой реакции, такой как захваченный электрон , на квант света, как функцию длины волны. [12] В других контекстах спектральная чувствительность выражается как относительная реакция на энергию света, а не на квант, нормализованную до пикового значения 1, а квантовая эффективность используется для калибровки чувствительности на этой пиковой длине волны. [13] В некоторых линейных приложениях спектральная чувствительность может быть выражена как спектральная чувствительность в таких единицах, как ампер на ватт . [14] [15] [16]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мэтью Лакиш (1916). Свет и тень и их применение . Компания Д. Ван Ностранда. п. 95 .
спектральная чувствительность повезло.
- ^ Майкл Левин (2000). Основы ощущения и восприятия (3-е изд.). Издательство Оксфордского университета .
- ^ Стивен Х. Шварц (2004). Визуальное восприятие: клиническая ориентация . МакГроу-Хилл Профессионал. ISBN 0-07-141187-9 .
- ^ Гросс, Герберт; Блехингер, Фриц; Ахтнер, Бертрам (2008). Гросс, Герберт Х. (ред.). Справочник по оптическим системам . Том. 4. Вайнхайм, Германия: WILEY-VCH. п. 40. ИСБН 978-3-527-40380-6 .
- ^ Майкл Лэнгфорд (1998). Продвинутая фотография . Фокальная пресса . ISBN 0-240-51486-6 .
- ^ Цзюнь Цзян; Дэнъюй Лю; Цзиньвэй Гу и Сабина Зюсструнк (2013). Каково пространство функций спектральной чувствительности цифровых цветных камер? . IEEE. ISBN 978-1-4673-5053-2 .
- ^ Джон Болл и Тони Прайс (1995). Рентгенографическая визуализация Чесни . Издательство Блэквелл. ISBN 0-632-03901-9 .
- ^ Гленн Э. Хили; Стивен А. Шафер и Лоуренс Б. Вольф (1992). Видение, основанное на физике . АК Питерс Лтд. ISBN 0-86720-295-5 .
- ^ Стивен К. Шевелл (2003). Наука цвета . Эльзевир . ISBN 0-444-51251-9 .
- ^ С. Н. Арчер (1999). Адаптивные механизмы в экологии зрения . Спрингер. ISBN 0-7923-5319-6 .
- ^ Арне Вальберг (1995). Цвет светлого видения . Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-470-84902-9 .
- ^ МХФ Уилкинсон и Ф. Шут (1998). Анализ цифровых изображений микробов: методы и приложения визуализации, морфометрии, флуорометрии и подвижности . Джон Уайли и сыновья. ISBN 0-471-97440-4 .
- ^ Питер Дж. Дж. Бартен (1999). Контрастная чувствительность человеческого глаза и ее влияние на качество изображения . СПАЙ Пресс. ISBN 0-8194-3496-5 .
- ^ Мэтт Янг (1993). Оптика и лазеры: включая волокна и оптические волноводы . Спрингер. ISBN 3-540-65741-Х .
- ^ Стивен А. Дайер (2001). Обзор приборов и измерений . Wiley-IEEE. ISBN 0-471-39484-Х .
- ^ Роберт Б. Нортроп (2004). Анализ и применение аналоговых электронных схем в биомедицинских приборах . ЦРК Пресс . ISBN 0-8493-2143-3 .