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奧林巴斯顯微鏡背景減法工具包

2014-01-13  發布者:admin 

 奧林巴斯數碼顯微鏡圖像背景減法工具包是一個獨立的Java應用程序設計的Windows操作係統。 該軟件應用程序可被用來產生均勻的背景與任何光學顯微鏡拍攝的數字圖像。 由於在光學顯微鏡可照明模式的寬譜,圖像可以經常遭受是由出現在背景漸變表現亮度的變化。 這些波動往往會導致對比度和亮度的檢體區域的不足,會嚴重影響一個原本可以接受的數字圖像的質量。

不均勻的背景通常采用離軸照明技術,如傾斜和暗視野照明,其中所述顯微鏡照明磁頭定位在一個角度相對於所述顯微鏡光軸的結果。 例如,在斜光,即使沒有在舞台上以代替樣品時,視場顯示的光強度橫穿該字段從一個邊緣到另一個(參見圖1)的梯度。 此效果的大小取決於倍率變焦比,但通常會出現與的視場比所述另一側輕得多的一側。

呈現在圖1在低(圖1(a))和高(圖1(b))的放大倍率在斜照明觀察到典型的標本viewfields。 樣品製備是作為一個整體裝入嵌入香脂介質染色後的蟯蟲( 蟯蟲 )。 一個極端的梯度,以在中心具有明確定義的邊界,是顯而易見的,在低放大倍數圖像(圖1(a))和難以通過照明器的簡單調整,除去。 相比之下,梯度變得更高的放大倍率(圖1(b))更平滑,並且可以通過仔細定位照明頭部幾乎被淘汰。

在淺至中度背景強度(或亮度)梯度存在於數字圖像的情況下,它們通常可以由奧林巴斯背景減法工具包的明智應用消除。 之後,該軟件已被安裝在主機計算機(建議在軟件位於承載顯微鏡的軟件和硬件在同一台計算機上)上,該可執行程序可以通過Windows 開始按鈕位於左下方訪問角落裏的工具欄。 單擊此按鈕可啟動一個包含程序的選擇,從而導致了工具包軟件的菜單。 導航到包含該背景扣除軟件的菜單項,然後單擊上市啟動程序。

初始化後,程序呈現給操作者一個標準的Windows對話框標題,請選擇一個圖像文件打開 。 對於文件搜索的默認目錄是背景減法的軟件,這通常不是圖像文件的首選位置的根目錄下。 使用下拉菜單和/或位於對話框的頂部選擇包含相應的圖像文件的目標目錄導航按鈕。 下一步,選擇一個文件,然後單擊打開按鈕來加載圖像到背景減法的應用軟件。 請注意,該軟件是唯一能夠加載,處理和保存圖像中的下列格式之一:PSD(Photoshop文檔),JPG(聯合圖像專家組),BMP(Windows位圖),PCX(PC畫筆), 熱 ​​重分析 ( Targa圖像文件),PNG(可移植網絡圖形),和PICT(Macintosh的圖形文件)。

一旦背景減除計劃已經啟動,類似於圖2所示的窗口出現在屏幕上。 標題欄列出了程序名( 奧林巴斯表達式背景減除工具包 ),並且已被裝入(圖2中大腸杆菌vermicularis.psd)軟件中的圖像的名稱。 出現在軟件窗口都有權標本的圖像 (左)和用戶生成的背景 (右)兩個圖像。 每個圖像以320×240像素默認的最大大小出現在窗口,無論原始圖像有多大,除非圖像大小比默認值小。 在原始圖像尺寸小於320×240像素的情況下,圖像出現在其實際大小和軟件調整窗口大小以匹配圖像。 最小的窗口大小為350×190,其能夠容納該應用程序的控製滑塊和單選按鈕(最大窗口大小為672×430像素)的最小空間。

當目標圖像被加載到軟件窗口中,8個控製點顯示為疊加在具有三個位置沿左側邊緣,3沿右側邊緣,一個在上部中央,和一個在較低的圖像的頂部中心。 控製點大小滑塊可用於調整像素的數目在每個控製箱,從9(3×3),以81(9×10),具有25的中間值(5×5)和49(7× 7)。 增加的控製點的像素的數目往往會導致所顯示更均勻外觀的背景。

在背景強度的計算利用控製點的數量是通過點擊相鄰的控製點文本輸入框的數字的藍色箭頭按鈕調節。 8初始控製點之後,新點被添加在彼此的頂部在圖像的中心。 它們可以通過在圖像窗口中拖動任何地方重定位。由軟件計算後台利用控製點的最小數是6,和較低的數字,不能輸入到文本輸入框。 要手動輸入一些控製點,點擊裏麵的文本輸入框,輸入想要的號碼,然後點擊藍色箭頭的一個或按回車鍵。 控製點的最大數目是16,和背景的計算可以與任何數量的6和16之間的控製點,其中包括被執行。

采用背景減除工具包進行背景減除上的圖像在功能上類似於交互式的Java教程,上麵的框中鏈接。 合適的背景圖片可以通過拖放方控製點的樣本圖像內的適當位置建造。 大多數的謊言在背景上的中性部分的控製點的顏色出現青色 。 被定位在較亮的背景區域的控製點出現在黑色,而那些落在較暗的背景區域的顏色顯示為白色。

一個控製點的一個或多個最初可以疊加在試樣本身,當應用程序初始化。 這些點應該被重新定位到一個背景區域,以避免創建背景圖像的過程中引入偽像。 控製點應分布在背景包括許多的強度值盡可能。 對於有嚴重的背景強度波動標本,更多的控製點,應使用較小麵積(3×3或5×5)被添加。 以適當地分布的控製點的典型試樣是在圖3中,隨著背景扣除後得到的圖像。 在圖3所示的圖象設有彩色蟯蟲整體安裝(見圖1和圖2),這是用光學顯微鏡拍攝的在偏斜照明。 最好的減法圖像產生時的控製點的位置,使所生成的背景圖像密切模仿原始試樣。

控製點的位置已經被建立後,計算出的背景出現在用戶生成背景的窗口,它具有相同的像素尺寸的試樣圖像窗口。 要應用背景減除算法,點擊減法圖片單選按鈕減去標本圖像的新計算出的背景圖像。 結果將顯示在後台窗口,也就是現在重新題為減標本背景 。 背景減除可能會影響圖像的整體亮度,通過減少或增加整個圖像的亮度電平。 最後一步,因此,是調整亮度偏移滑塊將圖像恢複到正確的值。 此滑塊具有0到70的水平偏移範圍。

後試樣的亮度進行了調整,圖像可以通過使用文件菜單,選擇Save選項保存。 當此功能被激活時,一個標準的Windows 另存為對話框出現,使操作導航到所需的目錄,並選擇適合的圖像處理適當的文件名 ​​。 圖像將被存儲在相同的像素尺寸為原始的,無論在背景減法窗口顯示中使用的大小的。

在透射光顯微鏡,不均勻性在檢測器的靈敏度和/或視場照明效果在非常高的放大倍數常常觀察到。 斑點,汙垢,以及亮度梯度通常會出現在圖像的背景,並且這些缺陷會嚴重影響圖像的對比度和掩蓋重要標本細節。從高度放大的標本圖像去除光照缺陷和文物是在視頻增強對比度(VEC)顯微鏡尤為重要。 背景減除經常被用在視頻顯微鏡的方法,包括通過散焦或通過從視場中去除標本攝像的背景圖像。 所捕獲的背景圖像,然後反複減去每個包含試樣的圖像。 這種技術是沒有研究的教程。

當它捕捉到一個背景圖像中的顯微鏡是不可行的,背景圖像可以人為地通過擬合表麵函數所捕獲的樣本圖像的背景創建。 這個人工背景圖像然後可減去由試樣的圖像。 通過設在該背景下,在圖像中選擇多個點,可以得到在不​​同位置的亮度值的列表。 所得到的信息可以被利用來獲得合適的表麵功能,接近背景最小二乘 。在本教程中,8級可調控製點來獲得滿足與形式的表麵函數B(X,Y)的背景圖像的最小二乘法:

B(x, y) = c0 + c1x + c2y + c3x2 + c4y2 + c5xy

其中,c(0)... C(5)的最小二乘解,以及(x,y)表示在嵌合背景圖像的像素的坐標。 控製點的選擇應使它們均勻地分布在圖像上,並且亮度電平在每個控製點應具有代表性的背景亮度。 圖像的小區域內放置多個點,而很少或沒有,被分配到周邊地區將產生一個製作粗糙的背景圖像。 在一般情況下,背景減除被用作在提高圖像質量的第一步,盡管(在實踐中)的附加圖像增強技術必須經常被施加到減法圖像,以便獲得有用的結果。

在本教程中探討的多項式擬合方法可以與區域自動直方圖分析相結合整個圖像定位最亮或最暗點的擬合。 背景減除替代方法依賴於灰度形態(主要是侵蝕)操作,以刪除狹窄(亮或暗)的功能和產生適合於去除背景。 注意背景的減法從顯微鏡拍攝的數字圖像往往是不恰當的處理步驟。 背景減除是首選的對數檢測器(如模擬視頻攝像機和膜)的方法,但不適用於線性檢測器(許多數字照相機和平板掃描儀),其中適當的技術是由背景來劃分圖像。

 

下載地址:背景減法工具包下載 (文件大小:1,630 KB) 



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