Модуль бинаризации и квантования изображения
Данный модуль предназначен для упрощения цветовой модели изображения, для облегчения дальнейшей обработки. Модуль реализует две основных функции – бинаризацию изображения, то есть преобразование его в черно-белое, с определенным порогом устанавливаемым пользователем программы и квантование, обеспечивающее упрощение цветовой схемы изображения, что помогает отфильтровать лишние шумы и подчеркнуть границы объектов на изображении.
Бинаризация предназначена в основном для выполнения вспомогательного выделения объектов, её применение к должным образом отфильтрованному и достаточно контрастному изображению может позволить совершенно чётко выделить объекты на снимке. Пример работы приведен на рис.4
рис.4
Как видно из рисунка при его применении все внутреннее содержание объектов полностью теряется, в результате чего цветовая или текстурная дифференциация становятся невозможными, из-за этого недостатка использование этого метода для упрощения дальнейшей обработки практически бессмысленно, однако он хорошо показывает себя в связке с другими методами, в частности показывает высокую эффективность, в случаях когда мы имеем дело с отдельными и относительно однородными объектами, главной характеристикой которых является их форма.
В отличии от бинаризации, квантование напротив в первую очередь предполагается к использованию как один из первых этапов обработки, так как за счёт уменьшения цветовой палитры изображения позволяет нейтрализовать значительную часть шума, особенно в тех случаях когда он вызван несовершенством изображения. Пример квантования приведен на рис.5
рис.5
Видно что после применения квантования изображение становится более однородным, часть даже крупного шума нейтрализуется, а границы объектов становятся более подчёркнутыми, что облегчает их дальне йшее выделение. Также подчеркиваются границы образующиеся при взаимном наложении объектов, что намного облегчает их дальнейшее определение и классификацию. В качестве недостатков стоит упомянуть во-первых частичную потерю внутреннего содержания клеток, хоть и далеко не настолько критичную как в случае бинаризации, во-вторых при применении к низко-контрастным снимкам возможен обратный эффект размытия границ и потери информации об объектах. Уровень квантования может меняться пользователем для подбора оптимального упрощения, достаточного для успешной обработки изображения, но не потери ключевой информации содержащейся в нём.
Ещё одной из функция представленных в этом модуле является преобразование цветного изображения в 8-битное, представленное оттенками серого. В случаях когда цвет не играет столь принципиального значения, как яркость изображения, использование этой функции очень удобно, так как обработка полученного изображения намного проще, чем цветного. Пример работы функции представлен на рис.6
рис.6
Очевидным плюсом данного метода является то, что при его применении не теряется никакой информации об изображении за исключением непосредственно цвета. Внутреннее устройство клеток, их взаимопересечения и границы по прежнему легко выделимы и не размыты.
В целом данный модуль практически не предполагает никакой доработки и носит законченный характер. В качестве практически единственного улучшения можно предположить изменения метода бинаризации и квантования: вместо проверки единичного пикселя на соответствие порогу проводить наложение маски и рассчет соответствующих коэффициентов, что позволит еще больше повысить точность выделения границ объектов и следовательно их дальнейшую классификацию.