छवि में गोलाई का पता लगाना (माइक्रोफोटोग्राफ के उदाहरण पर)

सभी को नमस्कार! मेरे पेशे (सख्ती से, मेरे भविष्य के पेशे) से, मैं वास्तव में एक रसायनज्ञ हूं। अपेक्षाकृत हाल ही में, एक दिलचस्प काम दिखाई दिया और आवश्यकता डिजिटल माइक्रोस्कोप के साथ बहुत काम करने के लिए दिखाई दी, बड़ी संख्या में फ़ोटो लें और उन्हें एक निश्चित तरीके से संसाधित करें। अर्थात्: कणों के रैखिक आकार को खोजने के लिए (अधिक बार आकार में और शुरू में आंख से गोल) और ध्यान से उन्हें प्रयोगशाला पत्रिका में दर्ज करें।
यह आश्चर्य की बात नहीं है कि पहली सौ छवियों के बाद मैंने इस प्रक्रिया के कम से कम कुछ प्रकार के स्वचालन के बारे में कठिन सोचा, लेकिन एक पकड़ थी: मुझे अच्छी तरह से पता था कि "ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग बहुत अच्छी है," लेकिन ... लेकिन उस समय मेरे पास केवल स्वामित्व था स्कूल TurboPascal, विश्वविद्यालय VB और प्रक्रियात्मक संस्करण में PHP में तेजी से कोडिंग। मंचों पर ठोकर खाई और इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि मेरे पास एक दिन में कम से कम दो ओएस पर काम करने का समय है (व्यग्र सिम्बियोसिस में मैक / विंडोज / उबंटू मौजूद है), मैंने बहुत कुछ नहीं सोचा और जावा में लिखने का फैसला किया।
लगभग एक सप्ताह के लिए विवरणों को स्वीकार करते हुए, अपने खाली समय में, एक वस्तु-उन्मुख प्रोग्रामिंग प्रतिमान के बारे में मेरे सिर को टैप करना और "हाँ, यह काम करता है" जैसे विचारों के साथ रातों की नींद हराम कर देता है, मैं उस सरल और त्वरित "एल्गोरिथ्म" के बारे में संक्षेप में बात करने की कोशिश करूंगा। कि मैं पैदा हुआ था। यह तुरंत कहने योग्य है कि यह केवल काफी स्पष्ट छवियों के लिए उपयुक्त है।
और यहाँ, वैसे, एक विशिष्ट प्रतिनिधि है (या इसके बारे में दसवें के बारे में), जिसे संसाधित करने की आवश्यकता है:



यह तुरंत स्पष्ट है कि वस्तुएं मंडलियां हैं, और पहली चीज जो दिमाग में आती है (हां, विश्वविद्यालय के लिए धन्यवाद, यहां तक ​​कि केमिस्ट भी जानते हैं कि यह क्या है, और यह वास्तव में तुरंत दिमाग में आता है) बहुत ही परिवर्तन है । लेकिन ... फिर, "लेकिन": ऑब्जेक्ट एक-दूसरे में दौड़ सकते हैं, साथ ही साथ पूरी तरह से सर्कल के विपरीत हो सकते हैं। निष्पक्षता में, मैं कहूंगा कि मैंने उबंटू के तहत पाइथन (zdorovskogo भाषा) को हाउ ट्रांसफ़ॉर्मेशन और ओपनसीवी लाइब्रेरी का उपयोग करके ऐसा करने की कोशिश की ... इस मामले में पर्याप्त स्थान बहुत अस्पष्ट (= समरूप) हो जाता है और आसपास बहुत सारी खाली जगह एक सर्कल के रूप में ली जाती है। GIMP और अन्य विभिन्न चालों में पहले से चयनित सीमाओं के बाद भी।

सामान्य तौर पर, मैंने अपनी बाइक लिखने का फैसला किया। इसलिए, सबसे पहले, हमें सीमाओं को उजागर करने की आवश्यकता है। कई तरीकों की कोशिश करने के बाद (वे आम तौर पर बहुत अधिक नहीं होते हैं, इसलिए शायद मैंने उन सभी की कोशिश की), सबसे स्वीकार्य परिणाम "कैनी एज डिटेक्टर" विधि द्वारा दिया गया था (जैसा कि मैं रूसी में नहीं जानता, हिट नहीं), और उसके बाद परिणाम निकला। इस प्रकार है:



रचनात्मक पीड़ा के कुछ समय बाद, मुझे अंततः एहसास हुआ कि ब्याज के क्षेत्र बंद हैं। लेकिन यह कैसे पता करें कि ये बिंदु एक बंद वक्र बनाते हैं, और ये - नहीं? मैंने इस मुद्दे के बारे में सोचने में बहुत समय बिताया, कुछ प्रकार की अमानवीय गणनाओं का निर्माण किया, गणितीय उपकरण को लागू करने की कोशिश की जो मुझे बहुत पहले नहीं सिखाया गया था (और यह काफी उच्च गुणवत्ता वाला था)। और एक बार यह मुझ पर छा गया ... भरें !!! आपको यह देखना होगा कि ग्राफिक ओपन सोर प्रोजेक्ट्स में "फिल" टूल कैसे काम करता है !!! इसलिए मैंने अपने लिए चौड़ाई-पहला खोज एल्गोरिदम खोजा । बाद में, मैंने इन उद्देश्यों के लिए इंटरनेट पर तैयार तैयार वर्ग का उपयोग किया।
यहाँ भरने के बाद की छवि है:



हाँ! हमने हमारे लिए ब्याज की सभी वस्तुओं को उजागर किया है! लेकिन उनमें से केवल कुछ अजीब स्पर्श हैं। जैसे ही मैंने यह सोचना शुरू किया कि इस मुद्दे को कैसे हल किया जाए, और फिर (उसी दिन सही) मैं गणितीय आकृति विज्ञान के बारे में हब्राहब पर एक बहुत ही समय पर लेख आया (जो अब सामान्य उपयोगकर्ता के लिए अप्राप्य है)। जल्दी से नहीं कहा!
यह हमारी छवि अब की तरह दिखता है ("इरोड" विधि, मानक 3x3 क्रूसिफ़ॉर्म मैट्रिक्स ने मैट्रिक्स लिया):



हुर्रे! हो गया! अब हमें फिर से बीएफएस एल्गोरिथ्म का उपयोग करने और केंद्रों के निर्देशांक और हमारे कणों के चरम बिंदुओं को खोजने की आवश्यकता है।
कुल मिलाकर, हमें स्वचालित लॉगिंग के लिए लगभग तैयार-से-उपयोग कार्यक्रम मिला :) चूंकि माइक्रोस्कोप एक सामान्य यूएसबी कॉर्ड के साथ आता है, मैं वास्तव में तुरंत कैमरे से छवि को कार्यक्रम में देखना चाहता हूं, तुरंत तस्वीरें ले लो और इसे पहचानो। लेकिन यह पहले से ही मेरी अगली रातों की नींद हराम करने का विषय है।
और यहाँ अंतिम परिणाम (क्लिक करने योग्य) है:

- 02.22.2011, 22:05 - ब्लॉग "इमेज प्रोसेसिंग" में स्थानांतरित