Ibas-2000. Описание и методика измерений

 

В данной лабораторной работе обработка изображений осуществляется аппаратурой IBAS-2000. Это высокопроизводительный автоматизированный комплекс по цифровой обработке изображений и графической информации производства фирмы OPTON (Германия) с программным обеспечением фирмы CONTRON (Швейцария).

Цифровой электронный комплекс IBAS-2000 обладает обширными возможностями преобразования и анализа изображений и предназначен для улучшения изображений и вычисления геометрических характеристик объектов на изображении. Блок-схема   комплекса IBAS-2000  приведена  на рис. 9.

Он содержит управляющий  компьютер, матричный видеопроцессор, символьный монитор, цветной монитор для изображений, клавиатуру, дигитайзер,  телевизионный сканер  и принтер. Компьютер управления вместе с видеопроцессором составляют единую вычислительную систему. Изображение вводится в вычислительный комплекс через телевизионный сканер с различных носителей изображения. Это могут быть обычные фотоснимки, электронно-микроскопические снимки, рисунки, различные объекты, (например, мелкодисперсные кристаллические порошки, поверхности образцов т.д.). Кроме ввода изображений со сканера, возможен ввод с видеомагнитофона,  с дискеты, ручной ввод с дигитайзера, с металлографического микроскопа. В отличие от распространенных пакетов для обработки изображений на персональных компьютерах (Photoshop, Photostyler  и др.), программное обеспечение комплекса IBAS ориентировано на решение научных задач. Система IBAS-2000 представляет собой универсальную систему, которая полностью анализирует черно-белые изображения. Она может работать как в интерактивном, так и в автоматическом режимах.

     

Рис. 9.  Блок–схема автоматизированного комплекса для обработки

и  анализа изображений IBAS-2000

 

      В  автоматизированной системе  IBAS-2000 имеются многочисленные  современные методы анализа и  обработки изображений, реализованные в  пакете прикладных программ. В процессе интерактивного режима обработки изображения на  IBAS-2000 функции пользователя  и прикладной  программы  распределяются следующим образом: прикладная программа с помощью меню пошаговых действий, предлагаемых для в процессе работы, управляет процессом обработки изображения и соединяет их в единую последовательную цепь – измерительную  программу. Ее основная задача – с помощью всей имеющейся в ее распоряжении информации  получать такие данные,  которые бы позволили лучше понимать и анализировать  видеоинформацию.

     В автоматизированном вычислительном комплексе IBAS-2000 функции обработки и анализа собраны в группы, которые соответствуют ходу выполнения измерительной программы:

1. Функции ввода изображения (Ввод, TVINP): реальное исходное изображение вводится с помощью телекамеры.

2. Функции для настройки системы (Калибровка, CALIBRATE) – служат для масштабирования и калибровки измерений геометрических параметров.

3. Функции для улучшения изображения (Улучшение, ENHANCE) – улучшают контраст записанного изображения путем нормализации (NORMGR) и линеаризации (эквализации) гистограмм; для улучшают качества изображения при помощи цифровых фильтров, их всего 12. Имеются линейные и нелинейные фильтры для выделения и подчеркивания контуров (ENHCON), для подавления помех на изображении (низкочастотные фильтры типаН₁ – Н₄с различным размером окна, фильтры ЛапласаН₁₃ – Н₁₈с различным размером окна, медианные (MEDIAN) с различным размером окна, фильтры Робертса, Собела и др.).

4. Интерактивные функции (Редактирование изображения, EDIT) – улучшают контраст записанного изображения, улучшают качество изображения при помощи цифровых фильтров, измеряют размеры отдельных объектов на изображении, строят гистограммы оптической плотности.

5. Функции для создания двоичного или многофазного изображения (Сегментация, SEGMENT) – отделяют объекты от фона путем бинаризации или сегментации.

6. Многофазные функции для  работы с двоичными или многофазными изображениями позволяют производить обработку этих изображений.

7. Функции для выбора измеряемых параметров (Параметры, PARAMETER) – всего предлагается 24 геометрических параметра объектов на изображении.

8. Функции для измерения (Измерение, MEASURE) – идентификация объектов (IDENT), измерение геометрических параметров объектов, вывод результатов.

9. Функции для геометрического и арифметического преобразования изображений.

10. Общие вспомогательные функции (Утилиты).

11. Функции для периферийного ввода–вывода (Периферия).

На первом  этапе создается описание составных элементов изображения, к которым относится: информация  о наименовании  объектов, внешний вид,  форма, материал, из которого состоит объект, освещение, указывающее на природу, число и расположение источников света, условия видимости, яркость  и т.п.. Ввод каждой функции требуется подтверждать пробелом.

 

      1. Агапов И.А.,  Кашкин В.Б.  Обработка  изображений:  метод.  указания, ч. 1,2//Красноярский гос.ун-т, Красноярск, 1994.

2. Кашкин В.Б. Цифровая обработка изображений. Дистанционное зондирование Земли из космоса//Метод. указания для студентов ФИВТ, КГТУ, Красноярск, 1998.

2. Бутаков Е.А., Островский В.И., Фадеев И.Л. Обработка изображений на ЭВМ. М., Радио и связь, 1987.  

3.Мартинес Ф. Синтез изображений. М.: Радио и связь, 1990.

4.Павлидис Т.. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. М.: Радио и связь, 1986.

5.Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, т.1,2. 1982.

    6. Сойфер В.А. Компьютерная обработка изображений, Ч. 1//Соровский  образовательный журнал, № 2, 1996, с. 118-124.

7. Сойфер В.А. Компьютерная обработка изображений Ч. 2//Соровский         образовательный журнал, № 3, 1996 , c. 110-121.

    8.   Хорн Б.К.П. Зрение роботов. М.: Мир, 1989.

    9. Техническое описание IBAS-2000.

10. Фролов Г.И., Бондаренко Г.В. Получение и исследование физических свойств пленок  3d-металлов, осажденных в условиях сверхбыстрой конденсации//Метод. указания к специальному практикуму по курсу «Физическое материаловедение», САА, Красноярск, 1998.