A stochastic model for electron multiplication charge-coupled devices--from theory to practice.
A stochastic model for electron multiplication charge-coupled devices--from theory to practice.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0053671
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Rolfe DJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hirsch M;Wareham RJ;Martin-Fernandez ML;Hobson MP;Rolfe DJ
电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）广泛用于光子计数实验和低强度光源的测量，并广泛应用于生物荧光成像应用。这些设备具有复杂的统计行为，在 EMCCD 数据分析中通常没有充分考虑到这些行为。 EMCCD 图像的稳健和优化分析需要了解其噪声特性，特别是充分利用贝叶斯和最大似然分析技术的优势，其价值在生物成像中越来越得到认可，可以从具有挑战性的数据中获得稳健的定量测量。为了改进我们自己的 EMCCD 分析，并努力帮助更广泛的生物成像界，我们提出、解释和讨论了 EMCCD 噪声特性的详细物理模型，给出了给定事件强度下每个像素中图像计数的似然函数，并解释了如何从各种校准图像中测量该模型的参数。
Electron multiplication charge-coupled devices (EMCCD) are widely used for photon counting experiments and measurements of low intensity light sources, and are extensively employed in biological fluorescence imaging applications. These devices have a complex statistical behaviour that is often not fully considered in the analysis of EMCCD data. Robust and optimal analysis of EMCCD images requires an understanding of their noise properties, in particular to exploit fully the advantages of Bayesian and maximum-likelihood analysis techniques, whose value is increasingly recognised in biological imaging for obtaining robust quantitative measurements from challenging data. To improve our own EMCCD analysis and as an effort to aid that of the wider bioimaging community, we present, explain and discuss a detailed physical model for EMCCD noise properties, giving a likelihood function for image counts in each pixel for a given incident intensity, and we explain how to measure the parameters for this model from various calibration images.
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