Автоматиизированный анализ изображений с приемением LABVIEW

обеспечивают усиление областей постепенных изменений на изображении, фона.

Частотные фильтры оперируют с частотным представлением изображения, которое чаще всего получают с помощью прямого быстрого преобразования Фурье (БПФ). При выполнении частотной фильтрации пространственные частоты, видимые на изображении, преобразованном с помощью БПФ, отбрасываются в соответствии с выбранным методом, а затем отфильтрованное изображение восстанавливается в пространственном представлении с помощью обратного БПФ.

Детали и острые края на изображении отражают значительные изменения яркости на коротких расстояниях и связаны с высокими пространственными частотами. Плавные изменения яркости связаны с низкими пространственными частотами.

Низкочастотный БПФ-фильтр уменьшает или удаляет высокие частоты, присутствующие в плоскости БПФ. Он подавляет информацию, связанную с быстрыми изменениями яркостей на изображении в пространственной области. В таком случае в результате обратного БПФ возникает изображение, на котором шум, детали, текстура и острые края сглажены.

Высокочастотный БПФ-фильтр уменьшает или удаляет низкие частоты, присутствующие в БПФ-плоскости. В результате его действия подавляются медленные изменения яркости на изображении в пространственной области. В этом случае в результате обратного БПФ получается изображение, на котором яркость всех объектов уменьшена, а детали усилены.

Задание 5. Построить VI, который выполняет БПФ выбранного медицинского изображения, отображает БПФ-спектр и выполняет частотную фильтрацию изображения выбранного вида (низких или высоких частот).

Постройте LabVIEW VI, отображающий частотное представление медицинских изображений различных типов, переключается между режимами отображения (стандартное или оптическое представление) и удаляет определенный диапазон частот из изображения. Должна быть возможность сравнить исходное и обработанное изображения и соответствующие БПФ-спектры.

31

Последовательность выполнения задания

Построение Front Panel. Следующие элементы нужно добавить на

Front Panel:

Numeric Control (integer) для установления частоты среза.

Modern» Numeric

Radio Buttons переключатель для переключения между стандартным и оптическим представлением БПФ-спектра.

Modern» Boolean

Vertical Toggle Switch для переключения между типами фильтров (фильтр низких и высоких частот).

Modern» Boolean

An example of the front panel is presented in Fig. 18.

Рис. 19. Задание 5. Пример передней панели

Построение Block Diagram. Следующие функции и структуры должны быть добавлены на Block Diagram:

IMAQ Create. Выделяет память под изображение.

Vision and Motion»

Vision Utilities» Image

Management

32

IMAQ Load Image Dialog. Вызывает диалоговое окно, в котором можно указать путь к файлу изображения и предварительный просмотр выбранного изображения.

Vision and Motion»

Vision Utilities» Files

IMAQ ReadFile. Считывает файл изображения.

Vision and Motion»

Vision Utilities» Files

IMAQ WindDraw. Отображает изображение в отдельном окне. Окно автоматически появляется при выполнении VI.

Vision and Motion» Vision Utilities»

External Display

IMAQ FFT. Рассчитывает БПФ изображения. Создает комплексное изображение в котором высокие частоты сгруппированы в центре, а низкие расположены по краям.

Vision and Motion»

Image Processing»

Frequency Domain

33

IMAQ ComplexFlipFrequency. Транспонирует чатотную компоненту комплексного изображения. Высокочастотные и низкочастотные компоненты комплексного изображения инвертируются для получения центральносимметричного представления пространственных частот.

Vision and Motion»

Image Processing»

Frequency Domain

IMAQ ComplexTruncate. Срезает частоту на комплексном изображении.

Vision and Motion»

Image Processing»

Frequency Domain

IMAQ InverseFFT. Вычисляет обратное БПФ из комплексного изображения.

Vision and Motion»

Image Processing»

Frequency Domain

Case Structure. Содержит два или более сценария, один из которых выполняется в случае, если выполняется заданное условие. Значение, связанное с терминалом выбора, определяет, какой сценарий будет исполняться и может быть типов Boolean, string, integer или enumerated.

Кликните правой кнопкой мыши на границе структуры для задания или удаления условий.

Programming»

Structures

34

отображения БПФ-изображения в новом окне примените IMAQ WindDraw. Обратите внимание, что тип БПФ-изображения должен быть установлен в

Complex.

Рис. 21. Задание 5. Пример выполнения VI

3. БПФ-фильтрация изображения. Когда имеется информация о частотном диапазон изображения можно удалить его часть.Простейший способ – использовать функцию IMAQ ComplexTruncate. Управляющий элемент на передней панели Truncation Frequency определяет процент частот, ниже которых (high pass) или выше которых (low pass) амплитуды частот будут установлены в 0. Для переключения между high-pass и low-pass фильтрацией применяется Vertical Toggle Switch на передней панели. Кроме того, IMAQ InverseFFT используется для восстановления изображения с

36

удаленными частотами. Для отображения обработанного изображения и его БПФ-представления в новых окнах применятся IMAQ WindDraw.

Запуск VI. Пример выполнения VI представлен на Рис. 21.

Примените БПФ-преобразование к медицинским изображениям различных типов. Отобразите стандартное и оптическое представления. Выполните частотную фильтрацию с применением high-pass и low-pass фильтров с различными частотами среза. Оцените разницу в результатах. Изучите взаимосвязь между частотой среза high-pass и low-pass фильтров и результатом фильтрации.

37

Литература

1.Klinger Th. Image Processing with LabVIEW and IMAQ Vision / Prentice Hall PTR, 2003.

2.IMAQ Vision User Manual / National Instruments, 1999.

3.LabVIEW User Manual / National Instruments, 2000.

38

Содержание

Методическое пособие к лабораторным и практическим занятиям

Виллевальде Анна Юрьевна

Автоматизированный анализ изображений с применением LabVIEW Издание публикуется в авторской редакции

СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

39