專利名稱：一種輪紋圖象的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)圖象的處理方法，更具體涉及用計(jì)算機(jī)處理輪紋圖象的方法。
輪紋圖象是指明暗度有一定周期性關(guān)系的圖象，如樹(shù)木的輪紋、魚(yú)鱗紋、魚(yú)的耳石等。對(duì)明暗周期間距尺寸較大的輪紋，用肉眼直接觀察的方法即可。但對(duì)于象魚(yú)的耳石這樣其輪紋周期只有幾微米或幾十微米的微米級(jí)輪紋而言，用常規(guī)的觀測(cè)方法就很困難了。目前國(guó)內(nèi)一般采用在顯微鏡下觀察的辦法，這種方法是用肉眼觀察經(jīng)顯微鏡放大的魚(yú)類耳石，數(shù)出輪紋數(shù)目，測(cè)量輪紋間距，并將觀察和測(cè)量到的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，以便進(jìn)一步分析。該方法存在如下弊端觀察不便，工作繁雜，效率低，人為因素影響大；可靠性低；且數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)的過(guò)程中容易出錯(cuò)。輪紋圖象理想的處理方法是用硬件實(shí)現(xiàn)，但其造價(jià)太高，絕大多數(shù)人很難采用。
本發(fā)明的目的是提供一種輪紋圖象的處理方法，該方法是將數(shù)字圖象技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合，用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)輪紋圖象的處理。該方法成本低、操作方便、效率高、速度快，減少了人為因素的干擾，因此，得到的輪紋數(shù)目和輪紋間距精確度高，測(cè)量誤差小。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
首先對(duì)輪紋樣本進(jìn)行數(shù)碼照像，使其成為數(shù)字圖象，將其輸入到計(jì)算機(jī)輪紋圖象處理軟件，該軟件先存儲(chǔ)圖象信息，在圖象信息中沿著輪紋垂直的方向畫(huà)一條直線，以這條直線上的象素點(diǎn)的亮度值作為原始取樣值，再對(duì)取樣值進(jìn)行平滑處理，得到平滑曲線和極值，然后算出輪紋數(shù)目和輪紋間距，最后保存或者輸出其結(jié)果。
以下先詳細(xì)說(shuō)明計(jì)算機(jī)輪紋圖象處理軟件的內(nèi)容、編制原理、可計(jì)算的結(jié)果以及操作方法，然后對(duì)本發(fā)明的實(shí)施步驟作進(jìn)一步的說(shuō)明。
計(jì)算機(jī)輪紋圖象處理軟件的內(nèi)容、編制原理、可計(jì)算的結(jié)果以及操作方法如下1.對(duì)于輸入的數(shù)字化圖象，本軟件采取一般的顯示圖片的方法，然后操作者在圖片上取一條取樣線，其具體做法是，首先使用者通過(guò)觀察顯示出來(lái)圖片比較清晰的地方，沿著輪紋垂直的方向畫(huà)一條直線，軟件存儲(chǔ)這條直線上的象素點(diǎn)的亮度值作為原始取樣值。
2.依據(jù)所取得的原始取樣值，根據(jù)操作者所選擇的平滑個(gè)數(shù)，設(shè)備對(duì)取樣線進(jìn)行平滑，并輸出平滑后的波形圖，同時(shí)初步找出結(jié)果，對(duì)于一般比較清晰的圖片，軟件能夠得到準(zhǔn)確的結(jié)果，對(duì)比較模糊的圖片，可以在原有結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行手工增減。在平滑時(shí)，軟件對(duì)原始點(diǎn)做了如下運(yùn)算 將與某取樣點(diǎn)相鄰的n個(gè)點(diǎn)的平均值作為該點(diǎn)的平滑值。用f(x)表示點(diǎn)x處象素點(diǎn)的亮度值，g(i)表示處理后i處象素點(diǎn)的亮度值，n為平滑個(gè)數(shù)，該平滑方法可表示為gi=12n+1Σx=i-ni+nfx]]>n的值可由使用者自己設(shè)定，取值范圍在3～5時(shí)最佳。
3.軟件最后存儲(chǔ)輸出結(jié)果，包括輪紋數(shù)目，輪紋間距，以及計(jì)算間距所用標(biāo)尺等信息。其中輪紋數(shù)目對(duì)應(yīng)波型中極值個(gè)數(shù)，輪紋間距即輪紋間象素個(gè)數(shù)，是一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)度，如果需要實(shí)際長(zhǎng)度，應(yīng)該按照下面4中的做法取標(biāo)尺。軟件對(duì)結(jié)果的存儲(chǔ)采用了Excel的CSV格式(逗號(hào)分隔)，軟件保存了如下數(shù)據(jù)，輪紋個(gè)數(shù)，輪間距，輪距，輪紋面積，標(biāo)尺，這些數(shù)據(jù)能被Excel直接識(shí)別。
4.由于有關(guān)距離的數(shù)據(jù)都是經(jīng)過(guò)放大處理過(guò)的，如果只是需要一個(gè)相對(duì)的大小，則上述1～3就能滿足要求。如果要想得到樣本的真實(shí)大小，使用者必須在同等放大倍數(shù)下(包括顯微鏡的放大倍數(shù)以及拍攝設(shè)備的放大倍數(shù))拍攝一張臺(tái)測(cè)微尺的照片，然后打開(kāi)這張照片，由于臺(tái)測(cè)微尺上已經(jīng)有了刻度，利用照片上的刻度，使用者選取某兩個(gè)刻度之間的連線，然后輸入這兩刻度的真實(shí)距離，軟件根據(jù)兩點(diǎn)間的象素個(gè)數(shù)以及使用者輸入的實(shí)際大小就能得到一個(gè)標(biāo)尺，其單位一般是微米/象素。利用這個(gè)標(biāo)尺，軟件將所所得到的相對(duì)距離數(shù)據(jù)(單位為象素)乘上這標(biāo)尺就可以得到實(shí)際距離。
對(duì)輪紋圖象的處理方法，本發(fā)明采用如下步驟1、用數(shù)碼相機(jī)顯微拍攝輪紋樣本；2、將拍攝的信息輸入計(jì)算機(jī)輪紋圖象處理軟件；3、用軟件打開(kāi)上述信息；4、選擇取樣線；
5、設(shè)定n的值及有關(guān)參數(shù)；6、軟件自動(dòng)處理有關(guān)信息；7、軟件將處理結(jié)果存儲(chǔ)到Excel中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為將數(shù)字圖象技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合，用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)輪紋圖象的處理，技術(shù)先進(jìn)、成本低、操作方便、效率高、速度快，減少了人為因素的干擾，可得到高精度的輪紋數(shù)目和輪紋間距等信息，重復(fù)測(cè)量誤差小。


圖1為平滑個(gè)數(shù)為0的波形圖，即原始的波形圖。
圖2為平滑個(gè)數(shù)為1的波形圖，即將取樣線上的每個(gè)點(diǎn)本身的亮度值和左右各1個(gè)象素點(diǎn)的亮度值作算術(shù)平均后，以所有這樣的平滑值畫(huà)出的波形圖。
圖3為平滑個(gè)數(shù)為4的波形圖，即將取樣線上的每個(gè)點(diǎn)本身的亮度值和左右各4個(gè)象素點(diǎn)的亮度值作算術(shù)平均后，以所有這樣的平滑值畫(huà)出的波形圖。
權(quán)利要求
1.一種輪紋圖象的處理方法，其特征在于，該處理方法首先對(duì)輪紋樣本進(jìn)行數(shù)碼照像，將其信息輸入到計(jì)算機(jī)輪紋圖象處理軟件，該軟件可在圖象信息中沿輪紋垂直的方向畫(huà)一條直線，以這條直線上的象素點(diǎn)的亮度值作為原始取樣值，對(duì)取樣值進(jìn)行平滑處理，得到平滑曲線和極值，然后算出輪紋數(shù)目和輪紋間距，保存或者輸出其結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述的平滑處理是用下列公式進(jìn)行處理gi=12n+1Σx=i-ni+nfx]]>f(x)表示點(diǎn)x處象素點(diǎn)的亮度值，g(i)表示處理后i處象素點(diǎn)的亮度值，n為平滑個(gè)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于，n的值可由使用者自己設(shè)定，取值范圍在3～5時(shí)最佳。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輪紋圖象的處理方法,該方法將數(shù)字圖象技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合,首先對(duì)輪紋樣本進(jìn)行數(shù)碼照像,將其信息輸入到計(jì)算機(jī)輪紋圖象處理軟件,輪紋圖象沿輪紋垂直方向一條直線上的象素點(diǎn)的亮度值作為原始取樣值,對(duì)取樣值進(jìn)行平滑處理,得到平滑曲線和極值,然后算出輪紋數(shù)目和輪紋間距,保存或者輸出其結(jié)果。該方法技術(shù)先進(jìn)、成本低、操作方便、效率高、速度快,可得到高精度的輪紋數(shù)目和輪紋間距等信息。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1361475SQ0013653
公開(kāi)日2002年7月31日 申請(qǐng)日期2000年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月29日
發(fā)明者夏立啟, 常劍波 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所