3. Основы автоматизированной обработки изображений структур материалов

3.1. Основные алгоритмы количественной обработки изображений
3.2. Программный комплекс количественной обработки изображений "КолОбок"
3.2.1. Основные возможности программного комплекса "КолОбок"
3.2.2. Руководство пользователя программы "Particle Graphics Processing"
3.2.3. Руководство пользователя программы "Report Designer"

3. ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ СТРУКТУР МАТЕРИАЛОВ

Современные световые микроскопы представляют собой комплекс оборудования, в котором изображение фиксируется и передаётся с помощью цифровых или телекамер в компьютер, обрабатывающий изображение по определённой программе. Такие системы классифицируются как анализаторы изображений. Наблюдается устойчивая тенденция модернизации световых микроскопов старых конструкций, задачей которой является создание анализатора изображения. В процессе модернизации микроскопа необходимо установить новое аппаратное обеспечение, состоящее из цифровой или телекамеры и компьютера, и программное обеспечение, позволяющее обрабатывать изображение и вычислять требуемые параметры количественной обработки.
В состав анализатора изображений, как правило, входят (рис. 17 ): микроскоп, адаптер для стыковки цифровой или телекамеры с микроскопом, цифровая или телевизионная камера, телевизионный монитор плата ввода изображений для стыковки цифровой или телекамеры с компьютером, специальное программное обеспечение для анализа изображений, компьютер, принтер.
Переход к системам компьютерной обработки изображений несёт много преимуществ по сравнению с традиционной микроскопией, главными из которых являются: простой переход к объективной количественной обработке изображения, простота в создании архивов изображений, простота в получении изображения на различных материальных носителях (бумажных, электронных, пластиковых и др.)

Рис. 17. Состав комплекса автоматизированной обработки изображений.

Методику количественной обработки изображений можно представить в виде следующей последовательности действий:
получение изображения объекта цветной или чёрно-белой цифровой или телекамерой;
передача изображения в компьютер, где в случае видеосигнала требуется его оцифровка в плате видеозахвата;
графическое редактирование изображения объекта, включающее в себя изменение яркости, контрастности, дорисовку контуров, плоских фигур, устранение элементов структуры (например, элементов, оборванных краем изображения, мелких пятен, царапин), получение негатива, использование различных масочных или линейных фильтров;
перевод цветного или полутонового (чёрно-белого) изображения в бинарное с выделением заданным цветом интересующих элементов структуры;
автоматизированная количественная обработка (морфологический анализ) выделенных элементов структуры по заданным алгоритмам;
представление результатов обработки в виде таблиц, графиков, отчётов.
В данном разделе рассмотрены основные алгоритмы количественной обработки изображений и программный комплекс количественной обработки изображений структур материалов "КолОбок", созданный в МГТУ имени Н.Э. Баумана.