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Die Anforderungen an die Bildverarbeitung und Datenanalyse werden immer komplexer. Mit APEER stellt Zeiss eine kostenlose digitale Plattform vor, die Sie bei der Vereinfachung und Optimierung Ihrer Arbeit unterstützen vor allem aber verschiedene Anwendungen, Analyseverfahren und Anwender zusammenbringen soll. APEER ermöglicht die Kombination leicht verfügbarer Module und Workflows zur Erstellung, Ausführung und Automatisierung von Mikroskopie-Workflows, z.B. zur Segmentierung von Hefezellen. Zur Darstellung der Aufnahmen kommt Arivis WebView zum Einsatz und ermöglicht sogar 3D-Ansichten von Z-Stacks.

apeer.com

Der Funktionsumfang moderner Kameras ist beachtlich – bei Systemkameras mit Wechselobjektiven kommen inzwischen ähnlich wie bei Smartphones viele Automatiken zum Zuge, um die Fülle an Möglichkeiten und Optionen für den Anwender überschaubar zu halten oder überhaupt erst sinnvoll nutzbar zu machen. Bei Mikroskopkameras wird normalerweise per Softwarefernsteuerung gearbeitet: Sie sehen das Livebild der Kamera auf einem großen PC-Bildschirm und haben Kameraeinstellungen sowie ggf. Meßfunktionen zur Verfügung.

Canon Powershot G15 adaptiert an einem Stemi 2000-C Stereomikroskop mit Fototubus.

Die Fernsteuerungsmöglichkeiten und die Softwarekompatibilität von Systemkameras wird nur selten aktiv vom Hersteller beworben, in der Fotografie haben solche Funktionen lange Zeit nur sehr wenige Anwender überhaupt interessiert.  Vermutlich deshalb gibt es auch noch keinen herstellerübergreifenden Standard dafür.  Im Zeitalter von Smartphones und Kameras mit WLAN ist das Thema Fernsteuerung allerdings aktueller denn je: Die großen Systemkamerahersteller bieten inzwischen alle ein mehr oder weniger umfangreiches App-Sortiment um Systemkameras teilweise oder vollständig per WLAN und Android- oder iPhone/iPad-App oder per Kabel und Windows/MacOs-Anwendung fernzusteuern.

Das ist für uns Grund genug, einen Überblick über die vorhandenen Softwarelösungen verschiedener Hersteller zu geben:

Canon:  

EOS-Remote App (iOS/Android)

Sony: 

Remote Camera Control (windows/MacOS):

Playmemories (Windows/iOS/Android)

Nikon: 

Camera Control Pro 2 (kostenpflichtig)

Olympus: 

Olympus Image Share (iOS/Android)

GoPro:

GoPro Capture (iOS/Android),

GeoPro Quik (Windows/iOS/Android)

Leica:

Leica Image Shuttle / Leica Q, S, SL, TL, (iOS/Android)

Andere Hersteller:

Für Kameras dieser bekannten Marken gibt es auch noch viele weitere Softwarelösungen zur Fernsteuerung, die einzige Anwendung die hier aber mit einer relativ breiten Basis an unterstützten Kameramodellen funktioniert und kostenlos verfügbar ist, scheint digiCamControl zu sein.

Je nach Kameramodell werden verschiedene Funktionen zur Fernsteuerung vom Desktop aus unterstützt, u.A. auch die Livebilddarstellung. Eine Liste der unterstützten Kameras gibt es hier, es gilt aber zu beachten, dass z.B. Sony-Kameras nur über WiFi/WLAN-Verbindung gesteuert werden können, nicht jedoch über eine USB-Verbindung.

digiCamControl

Eine Funktion z.B. für Belichtungsreihen oder Zeitraffer haben Anwendungen wie digicamcotnrol normalerweise eingebaut, solange sie aber dennoch nicht viel mehr als unvollständige Fernsteuerungen für bestimmte Systemkameras sind und teilweise nicht einmal das Livebild der Kamera übertragen, können Mikroskopkameras mit spezialisierter Software für die gängigen Mikroskopanwendungen besser überzeugen. Die Anforderungen an das Zusammenspiel von Kamera, Software und Mikroskop sind allerdings sehr individuell und stark von der Arbeitsweise sowie dem Geschmack des/der Anwender abhängig. Gerne beraten wir Sie auch persönlich, welche Lösung für Ihre Anwendung sinnvoll ist.

Die kostenlose Variante “Starter” von Zen 2 Core verfügt über 10 Messwerkzeuge bzw. Annotationswerkzeuge, diese sind nachfolgend jeweils mit einem Bild dargestellt. Falls Ihnen diese Werkzeuge nicht für die Vermessung ausreichen benötigen Sie das kostenpflichtige Messmodul zur Starter-Variante, oder die Vollversion, in der alle Messwerkzeuge bereits enthalten sind.

Längenmessung

Linie

Kreis, aus einer belibigen Anzahl von Punkten

Kreis, definiert über Durchmesser

Polygon

Rechteck

3-Punkt-Winkelmessung (Offener Winkel)

Ereignisse zählen

Text

Wie bei dem Textwerkzeug bereits zu sehen ist, gibt es für alle Werkzeuge Formatierungseinstellungen, die über das Kontextmenü aufgerufen werden können. Hier lässt sich die Farbe, Schriftart, Größe, Ausrichtung und Anordnung der Annotationen einstellen. Bei einigen Werkzeugen lässt sich auch Text aus einer Vielzahl von Variablen auswählen, dies sind bezogen auf die Aufnahme ‘globale’ Informationen, wie z.B. das aktuelle Datum, die Belichtungszeit der Aufnahme oder der Name des Benutzers:

Nachdem eine Messung im Bild vorgenommen wurden erscheint diese links in der Werkzeugleiste. Mit einem Klick auf das Zahnradsymbol der jeweiligen Messung dort können Sie auch Tolleranzgrenzen festlegen und einstellen, ob diese in der Messwerttabelle auftauchen sollen.

Die Darstellung der Werte in der Tabelle ist eventuell etwas ungewohnt, pro Messung werden zwei, teilweise sogar mehr Zeilen in der Tabelle angelegt. Das ist abhängig davon, wie das jeweilige Werkzeug konfiguriert wurde und welche Messgrößen angezeigt werden sollen.

Die Konfiguration dafür hat sich  in der allgemeine Konfiguration von ZEN versteckt, dort gibt es den Menüpunkt “Eigenschaften von Garfikelementen”. Hier können Sie für jedes Werkzeug einstellen, welche Werte für die Meßwerttabelle verfügbar sein und eine eigene Zeile darin erzeugen sollen (Checkbox in der Spalte ‘Verfügbar’) und ob der Wert auch im Bild angezeigt werdne soll (Checkbox in der Spalte ‘Im Bild anzeigen’) und ob der Wert mit Label/Beschriftung im Bild angezeigt werden soll (Checkbox in der Spalte ‘Beschriftung’).

Es gibt zwei neue Mikroskopkamera-Service-DVDs von Zeiss,

• die Service DVD Nr. 74 mit der neuesten Version 2.5 von ZEN 2 Starter und Core, die damit die DVD Nr. 73 ablöst;
• und die Service DVD Nr. 75 mit der neuen Version 2.5 von ZEN light und Blue, die damit die DVD Nr. 71 ablöst.

Es wurden in beiden Anwendungen die Unterstützung für neue Mikroskophardware integriert, deshalb gibt es das Programm MTB (in dem die Mikroskophardware konfiguriert wird) nun in der Version 2.9.0.14 auf beiden DVDs.

Für Zen 2 Core gibt es eine ganze Reihe neuer Module, die meisten Veränderungen betreffen aber nur die Vollversion oder einzelne Module. Es folgt aber dennoch eine genauere Auflistung mit den Änderungen, es hat sich nämlich einiges getan. Die Einzelnen Module verweisen zu den jeweiligen Artikeln in unserem Onlineshop, dort gibt es auch Screenshots zu fast allen Modulen und ggf. eine noch ausführlichere Beschreibung.

Neue Module:

• Modul Gusseisenanalyse
  • prozentuale Form- und Größenverteilung
  • Manuelle Neuzuordnung von Phasen
  • EN ISO 945-1: 2008 + Cor. 1: 2010

• Modul QUAL Data Export
  • eine Oberfläche zur Erstellung von Messergebnisdateien in standardisiertem Format.
  • Übertragung von Messwerten an Datenbanken wie z.B. ZEISS PiWEB oder Q-Stat
  • Erstellung und Export von Dokumenten als Dateien mit der Endung  .dfg, .dfd oder .dfx

• Modul Korngrößenanalyse
  • erfüllt folgende Normen
    • DIN EN ISO 643:2012
    • ASTM E 112-13 Plate I – IV
    • ASTM E 1382-97
    • GB/T 6394 2002 Plate I – IV
  • 3 Messmethoden:
    • Planimetrisch: automatische Rekonstruktion der Korngrenzen
    • Abschnitt: halbautomatische Messung mit Sehnen
    • Vergleich: manuelle Messung mit Vergleichsdiagrammen (wall charts)

• Modul Multiphase Analysis
  • Analyse von Schwarzweiß und Farbbildern
  • Porositätsmessung
  • Korngrößenverteilung in bis zu 32 Phasen
  • Auswahl von Messparametern:
    • Bereich,
    • Fläche, Äquivalenzdurchmesser, Maximaldurchmesser
    • Umfang, Rundheit, elliptische Achsen A und B
    • Farbe, Grauwert

• Modul Schichtdickenmessung (Layer Thickness Measurement)
  • Manuelle und automatische Messung
  • Messen von einfachen und komplexen (gebogenen) Ebenen
  • Keine Begrenzung der Schichtanzahl pro Testablauf
  • Erkennung aller Messpunkte pro Schicht für statistische Auswertungen

• Modul LM-EM Correlative Miscroscopy Materials
  • nur für Korrelative Mikroskopie

• Modul GxP
  • zur Umsetzung von Prüfprotokollen und Freigabeverfahren.
    • Zertifikatsprüfung
    • Mit einfacher oder doppelter Signatur (unterschiedlicher Benutzer) möglich
    • Audit Trail kann bei den Jobergebnissen gestartet werden.
    • Der Anwender kann gezwungen werden den Job weiter auszuführen und abzuspeichern (‘Schritt zurück’ oder ‘Job abbrechen’ sind nicht verfügbar)
    • Ergebnisse müssen vom Anwender signiert werden
    • digitale Signaturen für Leiter
    • Signaturen und Dateien überpüfen
    • Leiter können Job-Vorlagen für einzelne Anwender freischalten

• Modul Richtreihenvergleich (Comparative Diagrams)
  • bietet folgende Funktionen:
    • Bildquelle: live mode, gespeicherte Daten.
    • Vergleich von 1, 2, 4 oder 8 Vergleichsdiagrammen in einer Ansicht
    • Überlagerung von Bildun und Diagramm möglich
    • Speichern und verwalten von Bildern und Datentabellen im Archiv, für Dokumentationszwecke
    • Benutzerdefinierte Diagramme
  • erstellt VergleichsDiagramme nach folgenden Normen
    • Grains:
      • DIN EN ISO 643:2012
      • ASTM E 112-13 Plate I – IV
      • GB/T 6394 2002 Plate I – IV
    • Graphite
      • EN ISO 945-1: 2008 + Cor. 1: 2010
    • Non-metallic inclusions (NMI)
      • ISO 4967 2013
      • GB-10561
      • EN 10247 2007
      • ASTM E 45 2013
      • DIN 50602 1987

• Modul Onlinemessen, (verfügbar für die Starter-Version ebenso wie die Vollversion) ermöglicht die Nutzung von Messfunktionen im Livebild

Änderungen, die die kostenlose Starter-Version und die Vollversion betreffen:

• Die Darstellung bei sehr hohen Bildschirmauflösungen erfolgt nun ohne Fehler.
• Die Erstellung von Formularen und Berichten wurde verbessert
  • Leider ist der Formulargestalter aber weiterhin nur für sehr sehr simple Formularstrukturen ohne graphische Gestaltung sinnvoll einsetzbar.
• Das Aufnahmen von Bildern ist nun auch per Hotkey F2 möglich
• es gibt eine Option die festlegt, ob das Livebild der Kamera nach dem Aufnahmen eines Bildes automatisch weiterläuft oder nicht.
• bei der Werkbank ‘Bildbearbeitung’ gibt es nun eine Vorschaufunktion.
• Bei den Messwerkzeugen kann nun ausgewählt werden, ob das Werkzeug nach Durchführung einer Messung weiter ausgewählt bleibt oder nicht.
• Das Standard-Dateiformat in dem ein Bericht gespeichert wird, kann nun in den Archivoptionen festgelegt werden.

Änderungen, die nur die Vollversion oder einzelne Module betreffen:

• Die Erstellung von Job-Templates wurde erweitert und verbessert, unter anderem lassen sich Aufgaben nun in “Schleifen” und “Gruppen” gruppieren:

• außerdem wurde die Job-Aufgabe ‘Validation / Eingabebilder prüfen’ hinzugefügt.

• Die Benutzeroberfläche der Vorlagenverwaltung wurde übersichtlicher gestaltet.

• Benutzerkonten können nun mit einem Profilbild ausgestattet werden.

• Modul Bildanalyse: Neue Funktionen, u.A. Speichern und Laden von Bildanalyseeinstellungen in einer Datei
  • Klassen
    • Handhabung der Klassen wurde vereinfacht
    • Button ‘Unterklasse’ erstellt eine neue Klasse innerhalt der ausgewählten Klasse.
  • Messrahmen
    • Farbauswahl
    • Option um den Messrahmen auf analysierten Bildern anzuzeigen.
  • Automatische Segmentierung
    • zusätzliche Segmentierungsmethode: Dynamic thresholding
    • Additional Binary preprocessing functions: Open, Close, Erode, Dilate
  • Regionenfilter
  • Interaktive Segmentierung
    • Erneute Anwendung des Regionenfilters nach der Segmentierung
  • Features Setup
    • Funktionen aller Regionen als eigene Bereiche
    • Farbauswahl für alle Regionen
    • Farbauswahl für Annotationen
  • Messdaten
    • Farbauswahl und Auswahl der Liniendicke für die Highlight-Box

Meta-Bilddaten – Mini-Berichte ohne Aufwand

Und zum Abschluss all dieser Änderungen wollen wir noch auf eine Funktion in Zen 2 Starter hinweisen, die gar nicht neu dazugekommen ist, aber oft übersehen wird: Das Speichern von Metabilddaten im Bild selbst. So lässt sich eine Art simpler Bericht mit jedem Bild erstellen, ohne dass dies zusätzlichen Aufwand erzeugt.

Der Tab “Bilddaten” befindet sich  unter dem Kamerabild neben dem Tab “Anzeige” und ist im Livebild nicht zu sehen, nur bei einer Aufnahme. Hier werden ausgewählte Metadaten zum Bild angezeigt und ein Eingabefeld für einen Kommentartext. Dieser Tab ist nun seit der der aktuellen Version standardmäßig aktiviert und muss nicht mehr erst über die Optionen eingeschaltet werden (Konfiguration > Allgemein Optionen > Dokumente > Bilddatenleiste anzeigen)

Damit lässt sich der eine oder andere simple Bericht ganz ohne weiteren Aufwand erstellen, indem die relevanten Metadaten beim Speichern auf bzw. unter dem Bild eingeblendet werden: alles was dafür notwendig ist, ist es die Anwender- bzw. Firmendaten in den allgemeinen Optionen im Tab “Benutzer” einzutragen und im Tab “Dokumente” festzulegen welche Optionalen Daten zu jeder Aufnahme angezeigt werden soll.

Die Auswahl der möglichen Metadaten umfasst noch mehr, als auf dem obigen Screenshot zu sehen ist, alle weiteren Angaben beziehen sich allerdings auf komplexere Mikroskopsysteme, die für die Lichtmikroskopie nicht relevant sind. Außerdem sei erwähnt, dass einige Optionen nur mit der Vollversion von ZEN und oder codierter Mikroskophardware sinnvoll sind.

So vorbereitet können Sie nun bei jeder Bildaufnahme den Bilddaten-Kommentartext eintippen und mit einem Häkchen in der Checkbox “Burn-in Data zone” beim Speichern der Aufnahme gelangen Sie zu folgendem Ergebnis in der gespeicherten Bilddatei:

Um mit Ihrer Dokucam ein Video aufzuzeichnen müssen Sie die Anwendung plCapture verwenden und ein paar Einstellungen berücksichtigen, die entscheiden, wie gut die aufnahme aussehen und wieviel Speicherplatz sie auf der Festplatte belegen wird.

Alle Buttons und Einstellungen zur Videoaufnahme befinden sich in einer Symbolleiste.  Diese rufen Sie auf indem Sie im Menü ‘Ansicht’ unter ‘Symbolleisten’ die Symbolleiste ‘Videoaufnahmen’ aktivieren, oder über die Tastatur mit Strg+3

In der neuen Symbolleiste gibt es den Button “Aufnahme-Steuerung” der das Fenster ‘Videodatei aufnehmen’ öffnet:

Bei einem Klick auf das Zahnradsymbol unter ‘Codec’ erscheint ein weiteres Fenster.

Hier können Sie den Codec auswählen, der verwendet wird um die aufgenommenen Bilddaten als Video zu komprimieren und abzuspeichern. Welche Codecs in dieser Auflistung zu finden sind hängt davon ab, welche Windows-Videocodecs sie installiert haben.

Der Button ‘Eigenschaften’ rechts davon öffnet die Einstellungen des ausgewählten Codecs, die Einstellungen der einzelnen Codecs unterscheiden sich teilweise stark voneinander.

Microsoft RLE

Vorteile: bereits installiert, keine Konfiguration

Nachteile: große Dateien, keine Konfiguration

Einfach die Option ‘Unkomprimiert’ zu wählen liefert normalerweise keine guten Ergebnisse, selbst wenn die Dateigröße für Sie keine Rolle spielt. Die einfachste Konfiguration für beinahe unkomprimierte Videos ist der Codec “Microsoft RLE”; dieser bietet auch keine weiteren Einstellungen, sorgt aber doch zumindest für eine minimale Komprimierung.

DV-Codec

Vorteile: flüssiges Livebild, bereits installiert

Nachteile: geringe Maximalauflösung, große Dateien, Dateigröße/Komprimierung fest

Der einfachste Kompromiss zwischen Dateigröße und Bildqualität stellt hier der DV-Codec dar. Dieser sollte auf jedem Windows-Rechner ohne weitere Installation zur Verfügung stehen. Leider ist die höchstmögliche Auflösung hier 720×576 Pixel und mangels effizienter Komprimierung würden höhere Auflösungen auch zu noch viel größeren Dateien führen.

Als Videoformat sollten Sie für eine Auflösung von 720×576 Pixeln PAL wählen (NTSC ergibt 720×480), abgesehen von der Auflösung ist die Auswahl aber unwichtig, die Optionen unterscheiden sich lediglich durch 4:1:1 Farbunterabtastung bei NTSC und 4:2:0 bei PAL, welche nicht wirklich zu einem wahrnehmbaren Unterschied führen wird, in beiden Fällen werden nur für jeden 4. Pixel die Farbinformationen gespeichert.

Leider sind mit diesem DV-Codec keine höheren Auflösungen oder eine bessere Komprimierung möglich, im Gegensatz zu vielen der anderen kostenlos verfügbaren Codecs sorgt dieser aber für ein flüssiges Livebild auch während der Aufzeichnung.

MJPEG

Vorteile: bereits installiert, einfache Konfiguration, Dateigröße/Komprimierung anpassbar

Nachteile: kein flüssiges Livebild

Wenn ein flüssiges Livebild am Bildschirm während der Aufnahme nicht wichtig ist, lassen sich auch mit dem bereits installierten MJPEG-Codec schöne Ergebnisse erzielen, mit einem einfachen Regler in den Codec-Eigenschaften können Sie die Dateigröße / Komprimierung anpassen, weitere Optionen gibt es nicht.

LeadTools Multimedia DirectShow & Media Foundation Codecs

Vorteile: flüssiges Livebild, Dateigröße/Komprimierung anpassbar

Nachteile: muss installiert werden, komplexe Konfiguration

Wer etwas experimentierfreudiger ist, sollte sich mit den Codecs von Leadtools beschäftigen. Hier gibt es gleich ein ganzes Paket Codecs, jeweils mit eigenen Optionen.

Besonders hervorheben möchten wir zwei Codecs dieses Pakets, zum einen den ‘LEAD H264 Encoder’ und zum Andern den ‘LEAD MPEG4 Encoder’, die sich beide über eine Qualitätseinstellung oder auch über eine Zieldatenrate sehr gut konfigurieren lassen:

LEAD H264 Encoder

LEAD MPEG4 Encoder

picvideo m-jpeg codec

Vorteile: flüssiges Livebild, Dateigröße/Komprimierung anpassbar

Nachteile: kostenpflichtig

Ein weiterer Codec, der auch die Eigenschaft besitzt, während des Aufzeichnens ein flüssiges Livebild zu zeigen, aber eine bessere Komprimierungsrate und mehr Einstellungen als der DV-Codec ermöglicht, ist der picvideo m-jpeg codec von accusoft. Dieser Codec ist kostenpflichtig, liefert aber sehr zuverlässige Ergebnisse und lässt sich auch sehr einfach konfigurieren:

Der Schieberegler links stellt Helligkeits- und Farbqualität ein, auf Stufe 7-9 ergibt sich eine guter Kompromiss zwischen Dateigröße und Bildqualität.

Die Subsampling-Einstellung (Unterabtastung) gibt an wie stark die Farbinformationen komprimiert werden sollen: 1:1:1 ist verlustfrei, bei 4:2:2 werden nur für jeden 2. Pixel auch Farbinformationen gespeichert und bei 4:2:0 nur noch für jeden 4.