CN1361475A - 一种轮纹图象的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮纹图象的处理方法,该方法将数字图象技术、计算机技术和数学方法相结合,首先对轮纹样本进行数码照像,将其信息输入到计算机轮纹图象处理软件,轮纹图象沿轮纹垂直方向一条直线上的象素点的亮度值作为原始取样值,对取样值进行平滑处理,得到平滑曲线和极值,然后算出轮纹数目和轮纹间距,保存或者输出其结果。该方法技术先进、成本低、操作方便、效率高、速度快,可得到高精度的轮纹数目和轮纹间距等信息。

Description

一种轮纹图象的处理方法

本发明涉及计算机图象的处理方法，更具体涉及用计算机处理轮纹图象的方法。

轮纹图象是指明暗度有一定周期性关系的图象，如树木的轮纹、鱼鳞纹、鱼的耳石等。对明暗周期间距尺寸较大的轮纹，用肉眼直接观察的方法即可。但对于象鱼的耳石这样其轮纹周期只有几微米或几十微米的微米级轮纹而言，用常规的观测方法就很困难了。目前国内一般采用在显微镜下观察的办法，这种方法是用肉眼观察经显微镜放大的鱼类耳石，数出轮纹数目，测量轮纹间距，并将观察和测量到的数据输入计算机，以便进一步分析。该方法存在如下弊端：观察不便，工作繁杂，效率低，人为因素影响大；可靠性低；且数据输入计算机的过程中容易出错。轮纹图象理想的处理方法是用硬件实现，但其造价太高，绝大多数人很难采用。

本发明的目的是提供一种轮纹图象的处理方法，该方法是将数字图象技术、计算机技术和数学方法相结合，用计算机软件实现轮纹图象的处理。该方法成本低、操作方便、效率高、速度快，减少了人为因素的干扰，因此，得到的轮纹数目和轮纹间距精确度高，测量误差小。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

首先对轮纹样本进行数码照像，使其成为数字图象，将其输入到计算机轮纹图象处理软件，该软件先存储图象信息，在图象信息中沿着轮纹垂直的方向画一条直线，以这条直线上的象素点的亮度值作为原始取样值，再对取样值进行平滑处理，得到平滑曲线和极值，然后算出轮纹数目和轮纹间距，最后保存或者输出其结果。

以下先详细说明计算机轮纹图象处理软件的内容、编制原理、可计算的结果以及操作方法，然后对本发明的实施步骤作进一步的说明。

计算机轮纹图象处理软件的内容、编制原理、可计算的结果以及操作方法如下：

1.对于输入的数字化图象，本软件采取一般的显示图片的方法，然后操作者在图片上取一条取样线，其具体做法是，首先使用者通过观察显示出来图片比较清晰的地方，沿着轮纹垂直的方向画一条直线，软件存储这条直线上的象素点的亮度值作为原始取样值。

2.依据所取得的原始取样值，根据操作者所选择的平滑个数，设备对取样线进行平滑，并输出平滑后的波形图，同时初步找出结果，对于一般比较清晰的图片，软件能够得到准确的结果，对比较模糊的图片，可以在原有结果的基础上进行手工增减。在平滑时，软件对原始点做了如下运算：  将与某取样点相邻的n个点的平均值作为该点的平滑值。用f(x)表示点x处象素点的亮度值，g(i)表示处理后i处象素点的亮度值，n为平滑个数，该平滑方法可表示为： $g_i=\frac{1}{2n+1}\underset{x=i-n}{\overset{i+n}{\mathrm{\Σ}}}{f}_x$ n的值可由使用者自己设定，取值范围在3～5时最佳。

3.软件最后存储输出结果，包括轮纹数目，轮纹间距，以及计算间距所用标尺等信息。其中轮纹数目对应波型中极值个数，轮纹间距即轮纹间象素个数，是一个相对长度，如果需要实际长度，应该按照下面4中的做法取标尺。软件对结果的存储采用了Excel的CSV格式(逗号分隔)，软件保存了如下数据，轮纹个数，轮间距，轮距，轮纹面积，标尺，这些数据能被Excel直接识别。

4.由于有关距离的数据都是经过放大处理过的，如果只是需要一个相对的大小，则上述1～3就能满足要求。如果要想得到样本的真实大小，使用者必须在同等放大倍数下(包括显微镜的放大倍数以及拍摄设备的放大倍数)拍摄一张台测微尺的照片，然后打开这张照片，由于台测微尺上已经有了刻度，利用照片上的刻度，使用者选取某两个刻度之间的连线，然后输入这两刻度的真实距离，软件根据两点间的象素个数以及使用者输入的实际大小就能得到一个标尺，其单位一般是微米/象素。利用这个标尺，软件将所所得到的相对距离数据(单位为象素)乘上这标尺就可以得到实际距离。

对轮纹图象的处理方法，本发明采用如下步骤：

1、用数码相机显微拍摄轮纹样本；

2、将拍摄的信息输入计算机轮纹图象处理软件；

3、用软件打开上述信息；

4、选择取样线；

5、设定n的值及有关参数；

6、软件自动处理有关信息；

7、软件将处理结果存储到Excel中。

本发明的优点为：将数字图象技术、计算机技术和数学方法相结合，用计算机软件实现对轮纹图象的处理，技术先进、成本低、操作方便、效率高、速度快，减少了人为因素的干扰，可得到高精度的轮纹数目和轮纹间距等信息，重复测量误差小。

图1为平滑个数为0的波形图，即原始的波形图。

图2为平滑个数为1的波形图，即将取样线上的每个点本身的亮度值和左右各1个象素点的亮度值作算术平均后，以所有这样的平滑值画出的波形图。

图3为平滑个数为4的波形图，即将取样线上的每个点本身的亮度值和左右各4个象素点的亮度值作算术平均后，以所有这样的平滑值画出的波形图。

Claims (3)

1、一种轮纹图象的处理方法，其特征在于，该处理方法首先对轮纹样本进行数码照像，将其信息输入到计算机轮纹图象处理软件，该软件可在图象信息中沿轮纹垂直的方向画一条直线，以这条直线上的象素点的亮度值作为原始取样值，对取样值进行平滑处理，得到平滑曲线和极值，然后算出轮纹数目和轮纹间距，保存或者输出其结果。

2、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的平滑处理是用下列公式进行处理： $g_i=\frac{1}{2n+1}\underset{x=i-n}{\overset{i+n}{\mathrm{\Σ}}}{f}_x$ f(x)表示点x处象素点的亮度值，g(i)表示处理后i处象素点的亮度值，n为平滑个数。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，n的值可由使用者自己设定，取值范围在3～5时最佳。

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