Каталог Рефератов - Теоретические основы использования компьютерных программ в биологии

	Информационно-образоательный портал
	Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,



МЕНЮ\|

поиск

Теоретические основы использования компьютерных программ в биологии

ороговые измерения частиц

Вручную (Manual), Автоматические методы установления диапазонов яркости для измерения ярких (Auto bright) и темных (Auto dark) Объектов. Разнообразные вычисления и измерения выделенных объектов: Размеры (Dimensions), Площадь (Area), Периметр (Perimeter), Ферритовая длина (Ferrite Length), Минимальный / Максимальный радиус (Min/Max Radius), Ширина (Thread Length) и Длина прожилок (Thread Width), Ширина (Fiber Length) и Длина волокна (Fiber Width).

Морфометрия (Morphometry)

Округлость (Roundness), Форма (Shape), Ориентация (Orientation), Удлиненность (Elongation), Эквивалентный Диаметр (Equal Circular Diameter), Эквивалентный Объем Сферы (Equal Sphere Volume).

Расположение (Locational)

Центроид X (Centroid X), Центроид Y (Centroid Y), Главная X1 (Major X1), Главная Y1 (Major Y1), Вспомогательная X1 (Minor X1), Вспомогательная Y1 (Minor Y1), Главная X2 (Major X2), Главная Y2 (Major Y2), Вспомогательная X2 (Minor X2), Вспомогательная Y2 (Minor Y2), Прямоугольник X1 (Box X1), Прямоугольник X2 (Box X2), Прямоугольник Y1 (), Прямоугольник Y2 (Box Y2) и Площадь Прямоугольника (Box Area).

Сегментация

Измерение площади и объема фрагмента. Определение нескольких фаз микроструктуры, а также разметка и перенос фаз с гистограммы.

Отчет (Report)

a. Три опции: прямой вывод на печать исходного изображения, обработанного изображения и результатов в виде таблицы.

b. Экспорт в MS Office (напр. Excel) для дальнейшей обработки.

Обработка изображений

Обработка изображений относится к анализу и обработке графической информации - это любые операции, направленные на улучшение, исправление, анализ и любое изменение изображения.

Способы представления цифровых изображений

Цифровое изображение представляет собой упорядоченный набор пикселей. Каждому пикселю ставится в соответствие определенное цветовое значение. В компьютерах обычно пользуются тремя типами изображений:

1. Бинарные изображения - каждый пиксель изображения может принимать только два значения: черный или белый.

2. Изображения в оттенках серого - каждый пиксель изображения принимает значение любого из серых оттенков, изменяясь от черного к белому. Обычно используется разбиение на 256 оттенков серого, начиная с 0 (соответствует черному цвету) и заканчивая 255 (белый цвет). Эти изображения являются 8- битными.

3. Цветные изображения - все изображения представлены в виде композиции RGB значений, соответствующих красной (Red), зеленой (Green) и синей (Blue) составляющим каждого пикселя.

Глубина изображения - количество значений цвета, которые может принимать пиксель изображения. Обычно представляется в виде характеристики Бит/пиксель. Например, 1 бит/пиксель нужен для бинарных изображений, 8 бит/пиксель - для изображений в оттенках серого, и 24 бит/пиксель - для цветных изображений (по 8 бит (по 256 оттенков) на каждую цветовую составляющую / канал).

Цифровое изображение может быть представлено в виде матрицы, у которой пересечению столбца и ряда соответствует точка изображения с соответствующим численным значением цвета.

f ( x, y )

(x, y) - Позиция

f(x, y) - Значения серого или значения цвета

Соседние пиксели

Пиксель p с координатами (x, y) имеет 4 ортогональных и 4 диагональных соседа с координатами (x-1, y), (x+1, y), (x, y-1), (x, y+1) и (x-1, y-1), (x-1, y+1), (x+1, y-1), (x+1, y+1) соответственно.

Х-1 Х Х+1

У-1

У+1

Обычно, концепция соседства между пикселями используется во всех операциях фильтрования, установления границ объектов и областей.

Трансформация

Все операции обработки изображений, при которых одно изображение преобразуется в другое, называют трансформациями.

Существует 2 типа трансформаций:

1. Точечные операции или Пространственно-областные методы.

2. Операции с соседями или Фильтры.

Обычно, все трансформации используются для улучшения качества изображения.

Основная цель - обработать цифровое изображение так, чтобы получить новое, более пригодное для определенного вида работы и анализа.

Точечные операции

Результат таких операций над любым пикселем изображения зависит только от численного значения цвета этой точки, и не зависит от его соседей. Например: Инверсия, Яркость, Контраст, Гамма, Гистограммные операции и т.д.

Таким образом, операции обычно представляются в виде:

g(x, y) = T[f(x, y)]

f(x, y) = Исходное изображение

g(x, y) = Обработанное изображение

T = Функция трансформации

Операции с соседями

В операциях такого типа значение пикселя после трансформации представляет собой некоторую числовую функцию от его собственного значения цвета и от цветовых значений соседей данного пикселя. Как правило, такие фильтры возвращают значения, которые являются взвешенными суммами соседних пикселей. Обычно все операции с соседними пикселями ассоциируются с некоторого рода двумерными массивами, называемыми масками или ядрами свертки.

Маски / Ядра свертки - Маска представляет собой небольшой двумерный массив, в котором значения элементов определяют характер преобразования. Маски используются следующим образом:

i) Центр маски перемещается от пикселя к пикселю (где возможно), начиная с верхнего левого угла.

(ii) Применяется оператор преобразования в каждой позиции (x, y) для

получения соответствующего значения G.

(iii) Маска перемещается на следующую позицию.

Сейчас рассмотрим значимость возможного положения маски. Предположим, что используем маску 3x3. Тогда мы не сможем поместить центр маски в левый верхний угол (0, 0), так как позиции (x-1, y-1), (x-1, y), (x-1, y+1), (x, y-1) будут недоступны для операций (вследствие выхода за границы изображения). Таким образом, начинать необходимо с позиции (1, 1). Таким образом, не будут обработаны все значения в первом столбце, первом ряду, последнем столбце и последнем ряду. Например, для маски 5x5, недоступными для обработки окажутся два первых и два последних столбца, два первых и два последних ряда. Таким образом, происходит обработка только доступной части изображения, как это было рассмотрено выше.

Пример: маска, используемая для резкости это:

(1) Низкочастотные фильтры - применение низкочастотных фильтров не изменяет низкочастотные участки изображения, но заметно подавляет высокие частоты.

(2) Высокочастотные фильтры - эффект, обратный низкочастотным фильтрам.

Работа с файлами изображений

Изображения хранятся и распознаются компьютером в виде файлов. Можно получить и записать изображение, открыть существующее изображение с диска, сохранить обработанное изображение и создать новый бланк изображения определенных пользователем размеров.

Изображения хранятся в любом из поддерживаемых BioVision форматов: BMP, JPG, TIFF, PNG, GIF, PSD.

Каждое открытое изображение располагается в отдельном окне.

Загрузка изображений с диска

Используйте команду ОТКРЫТЬ (Open…) для загрузки изображения с диска. Программа BioVision поддерживает несколько графических форматов. Список этих форматов перечислен в выпадающем меню типов файлов, в котором нужно выбрать необходимый. Также нужно выбрать полный путь к открываемому файлу. Когда вы открываете изображение, то оно располагается в отдельном окне и активизируется. Можно открывать несколько изображений в одной рабочей среде. При возникновении проблем с загрузкой файлов изображений, записанных в других программах в неизвестном Вам формате, перезапишите эти файлы в любом из стандартных форматов. Для этого можно воспользоваться такими программами, как PhotoShop, Corel Draw и т.д.

Меню файл (File)

Полный список Меню Файл (File) появляется при открытом изображении. Без открытого файла с изображением это меню будет значительно короче.

Новый (New…)

По этой команде создается новое пустое окно определенных размеров и класса. Изображение может быть помещено в него по команде Вставка (Insert).

Открыть (Open…)

Команда загружает изображение из существующего файла. Также используется для быстрого просмотра изображения. Нужно выбрать полный путь к открываемому файлу. Когда вы открываете изображение, то оно располагается в отдельном окне и активизируется. Можно открывать несколько изображений в одной рабочей среде.

База изображений (Image Database…)

Команда загружает вспомогательную программу базы данных изображений. Также используется для быстрого просмотра изображений и связанных с ними таблиц и графиков.

Галерея изображений (Image Gallery)

Команда загружает серию изображений в окне справа. Команда загружает серию изображений в окне справа. Также используется для быстрого просмотра и выбора существующих изображений. Для включения функции необходимо поставить галочку рядом с пунктом Imag Gallery (Ctrl+G). Для просмотра изображений можно перемещать линейку справа. Для выключения Галереи изображений нужно щелкнуть по кнопке Закрыть на панели галереи.

Рис. 4. Галерея изображений

Сохранить изображение (Save Image)

Активное открытое изображение будет заменено с последними изменениями. Сохранить изображение как (Save Image As…) Окно списка содержит доступные файлы и каталоги. Новый файл можно сохранить под новым именем, а если нужно - то и в новом формате и в новом месте. Обновить (Refresh). Выберите эту команду, чтобы отменить все предыдущие операции и вернуть изначальные размеры и свойства изображения. Закрыть (Close), закрывает активное открытое изображение. Закрыть все (Close All) Закрывает все открытые окна с изображениями. Множество копий (Multiple Copies) Создание нескольких копий изображения с возможностью изменения размера. Послать письмо (Send Mail) Посылка активного изображения по электронной почте. Свойства изображения (Image Properties) Доступные характеристики:

1. Размещение (Path).

2. Формат изображения (Extension).

3. Измерения: ширина (Width), высота (Height), глубина цвета (Bits per pixel), количество кадров (Planes).

4. Размер изображения в байтах (No. of bytes). В этом меню также может быть измененмаршрут изображения (Path). Печать (Print) Позволяет напечатать текущее изображение или отчет. Предварительный просмотр печати (Print Preview) Открывает окно для предварительного просмотра изображения перед печатью.

Установки принтера (Print Setup) Позволяет задать или изменить установки печати подключенного принтера.

Выход (Exit) Осуществляет выход из программы.

Примечание: В самом низу меню Файл (File) будет список из 4 последних открытых файлов для быстрого доступа к ним.

Меню Захват изображений (Capture.)

Старт захвата изображений (Start Capture)

Ввод изображения. Если на Вашем компьютере не установлено никакого устройства для ввода, окно выбора устройства ввода будет пустое. В этом случае нужно выйти из программы и подключить нужное устройство ввода, т.е. подключить камеру, установить необходимые драйверы, и затем выбрать ее в качестве источника изображений (Video Source) в программе BioVision.

Меню Правка (Edit)

Отменить/Повторить (Undo/Redo)

Используйте команду ОТМЕНИТЬ (Undo) для отмены последних действий (до пяти последних операций). Эти операции также включают в себя Горизонтальное/ Вертикальное отражение (Flip), Увеличение / Уменьшение, Вращение и Изменение Размеров. Быстрый вызов по Ctrl+Z / Ctrl+Y. Если после применения операции изображение было сохранено, то отмена этой операции будет неосуществима. Это не применимо к автоматическим методикам: Измерения, Подсчет, Сегментация, Размер Частиц, Пористость, Зернистость, Толщина Покрытия, Декарбюризация (Обезуглероживание), Включения и т.п.

Вырезать (Cut) Используйте команду Вырезать (Cut) для вырезания части изображения и копирования его в буфер. Затем эту копию можно вставить в другое изображение (Paste) или сохранить как новый файл ( Paste as new Image).

Копировать (Copy) Специальный инструмент Выбора позволяет пользователю вставлять и копировать объекты изображения, переносить их на другое изображение. Используйте клавиши курсора для перемещения линии во всех четырех направлениях. Линия будет двигаться пиксель за пикселем при нажатии клавиши перемещения. Также доступен масштабируемый просмотр для более точного перемещения. Как только линия достигает стартовой точки - нажмите Копировать (Copy), и создать новое изображение или открыть уже имеющееся, в которое нужно вставить скопированный фрагмент. Нажав Вставить (Paste) с помощью мыши можно перенести вставленный объект в нужное место на изображении.

Инструмент выделения (Selection Tools)

Используйте этот инструмент для выделения объектов. Доступны четыре инструмента выделения: прямоугольник (Rectangular), эллипс (Ellipse), свободное выделение (Irregular) и с помощью клавиш курсора (By Keys) для осуществления Вырезания (Cut)/ Копирования (Copy)/ Вставки (Paste). Вставить как новое изображение (Paste as new Image) Используйте эту команду для создания нового изображения из скопированного или вырезанного изображения. Вставить как новое изображение (Paste as new Image).

Используйте эту команду для создания нового изображения из скопированного или вырезанного изображения.

Меню Просмотр (View)

Показать/Спрятать панель инструментов или строку статуса

Чтобы показать панель инструментов (Tool Bar) или строку статуса (Status Bar), выберите название панели инструментов, нажмите на нем и рядом появится галочка. Чтобы спрятать панель инструментов, снимите в списке галочку ?? рядом с интересующей панелью.

Инструменты (Tools) Используйте эту команду для вызова панели дополнительных инструментов в окне. С помощью этих инструментов можно определить положение определенной точки на изображении ??, нанести линию нужной толщины ??, стереть нанесенные пометки с изображения с помощью «резинки», нанести прямоугольник 1 или круг ??, нанести текст А, вставить стрелку, определить цвет, растянуть/сжать изображение, масштабировать изображение, повернуть изображение вертикально ¦ или горизонтально -, сбросить все нанесенные пометки и изменения ??. Некоторые из этих инструментов дублируются на панели инструментов (Tool Bar). Уменьшить (Zoom out)

Страницы: 1, 2, 3, 4

© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.