奧林巴斯顯微鏡背景減法工具包

 奧林巴斯數(shù)碼顯微鏡圖像背景減法工具包是一個獨立的Java應(yīng)用程序設(shè)計的Windows操作系統(tǒng)。 該軟件應(yīng)用程序可被用來產(chǎn)生均勻的背景與任何光學(xué)顯微鏡拍攝的數(shù)字圖像。 由于在光學(xué)顯微鏡可照明模式的寬譜，圖像可以經(jīng)常遭受是由出現(xiàn)在背景漸變表現(xiàn)亮度的變化。 這些波動往往會導(dǎo)致對比度和亮度的檢體區(qū)域的不足，會嚴重影響一個原本可以接受的數(shù)字圖像的質(zhì)量。

不均勻的背景通常采用離軸照明技術(shù)，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于所述顯微鏡光軸的結(jié)果。 例如，在斜光，即使沒有在舞臺上以代替樣品時，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。 此效果的大小取決于倍率變焦比，但通常會出現(xiàn)與的視場比所述另一側(cè)輕得多的一側(cè)。

呈現(xiàn)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。 樣品制備是作為一個整體裝入嵌入香脂介質(zhì)染色后的蟯蟲（ 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(shù)圖像（圖1（a））和難以通過照明器的簡單調(diào)整，除去。 相比之下，梯度變得更高的放大倍率（圖1（b））更平滑，并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）梯度存在于數(shù)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(yīng)用消除。 之后，該軟件已被安裝在主機計算機（建議在軟件位于承載顯微鏡的軟件和硬件在同一臺計算機上）上，該可執(zhí)行程序可以通過Windows 開始按鈕位于左下方訪問角落里的工具欄。 單擊此按鈕可啟動一個包含程序的選擇，從而導(dǎo)致了工具包軟件的菜單。 導(dǎo)航到包含該背景扣除軟件的菜單項，然后單擊上市啟動程序。

初始化后，程序呈現(xiàn)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 。 對于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*位置的根目錄下。 使用下拉菜單和/或位于對話框的頂部選擇包含相應(yīng)的圖像文件的目標目錄導(dǎo)航按鈕。 下一步，選擇一個文件，然后單擊打開按鈕來加載圖像到背景減法的應(yīng)用軟件。 請注意，該軟件是*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(lián)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(wǎng)絡(luò)圖形），和PICT（Macintosh的圖形文件）。

一旦背景減除計劃已經(jīng)啟動，類似于圖2所示的窗口出現(xiàn)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 ），并且已被裝入（圖2中大腸桿菌vermicularis.psd）軟件中的圖像的名稱。 出現(xiàn)在軟件窗口都有權(quán)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*大大小出現(xiàn)在窗口，無論原始圖像有多大，除非圖像大小比默認值小。 在原始圖像尺寸小于320×240像素的情況下，圖像出現(xiàn)在其實際大小和軟件調(diào)整窗口大小以匹配圖像。 *小的窗口大小為350×190，其能夠容納該應(yīng)用程序的控制滑塊和單選按鈕（*大窗口大小為672×430像素）的*小空間。

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

在背景強度的計算利用控制點的數(shù)量是通過點擊相鄰的控制點文本輸入框的數(shù)字的藍色箭頭按鈕調(diào)節(jié)。 8初始控制點之后，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。由軟件計算后臺利用控制點的*小數(shù)是6，和較低的數(shù)字，不能輸入到文本輸入框。 要手動輸入一些控制點，點擊里面的文本輸入框，輸入想要的號碼，然后點擊藍色箭頭的一個或按回車鍵。 控制點的*大數(shù)目是16，和背景的計算可以與任何數(shù)量的6和16之間的控制點，其中包括被執(zhí)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于交互式的Java教程，上面的框中鏈接。 合適的背景圖片可以通過拖放方控制點的樣本圖像內(nèi)的適當位置建造。 大多數(shù)的謊言在背景上的中性部分的控制點的顏色出現(xiàn)青色 。 被定位在較亮的背景區(qū)域的控制點出現(xiàn)在黑色，而那些落在較暗的背景區(qū)域的顏色顯示為白色。

一個控制點的一個或多個*初可以疊加在試樣本身，當應(yīng)用程序初始化。 這些點應(yīng)該被重新定位到一個背景區(qū)域，以避免創(chuàng)建背景圖像的過程中引入偽像。 控制點應(yīng)分布在背景包括許多的強度值盡可能。 對于有嚴重的背景強度波動標本，更多的控制點，應(yīng)使用較小面積（3×3或5×5）被添加。 以適當?shù)胤植嫉目刂泣c的典型試樣是在圖3中，隨著背景扣除后得到的圖像。 在圖3所示的圖象設(shè)有彩色蟯蟲整體安裝（見圖1和圖2），這是用光學(xué)顯微鏡拍攝的在偏斜照明。 *好的減法圖像產(chǎn)生時的控制點的位置，使所生成的背景圖像密切模仿原始試樣。

控制點的位置已經(jīng)被建立后，計算出的背景出現(xiàn)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(yīng)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(jié)果將顯示在后臺窗口，也就是現(xiàn)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。 *后一步，因此，是調(diào)整亮度偏移滑塊將圖像恢復(fù)到正確的值。 此滑塊具有0到70的水平偏移范圍。

后試樣的亮度進行了調(diào)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(xiàn)，使操作導(dǎo)航到所需的目錄，并選擇適合的圖像處理適當?shù)奈募?。 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(shù)常常觀察到。 斑點，污垢，以及亮度梯度通常會出現(xiàn)在圖像的背景，并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(jié)。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(jīng)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，然后反復(fù)減去每個包含試樣的圖像。 這種技術(shù)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面函數(shù)所捕獲的樣本圖像的背景創(chuàng)建。 這個人工背景圖像然后可減去由試樣的圖像。 通過設(shè)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面功能，接近背景*小二乘 。在本教程中，8級可調(diào)控制點來獲得滿足與形式的表面函數(shù)B（X，Y）的背景圖像的*小二乘法：

其中，c（0）... C（5）的*小二乘解，以及（x，y）表示在嵌合背景圖像的像素的坐標。 控制點的選擇應(yīng)使它們均勻地分布在圖像上，并且亮度電平在每個控制點應(yīng)具有代表性的背景亮度。 圖像的小區(qū)域內(nèi)放置多個點，而很少或沒有，被分配到周邊地區(qū)將產(chǎn)生一個制作粗糙的背景圖像。 在一般情況下，背景減除被用作在提高圖像質(zhì)量的*步，盡管（在實踐中）的附加圖像增強技術(shù)必須經(jīng)常被施加到減法圖像，以便獲得有用的結(jié)果。

在本教程中探討的多項式擬合方法可以與區(qū)域自動直方圖分析相結(jié)合整個圖像定位*亮或*暗點的擬合。 背景減除替代方法依賴于灰度形態(tài)（主要是侵蝕）操作，以刪除狹窄（亮或暗）的功能和產(chǎn)生適合于去除背景。 注意背景的減法從顯微鏡拍攝的數(shù)字圖像往往是不恰當?shù)奶幚聿襟E。 背景減除是*的對數(shù)檢測器（如模擬視頻攝像機和膜）的方法，但不適用于線性檢測器（許多數(shù)字照相機和平板掃描儀），其中適當?shù)募夹g(shù)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?。?,630 KB）