NK-400分析软件

NK-400分析软件

图1.1 系统主界面

1.1 NK-400分析软件能完成哪些工作

NK-400分析软件提供的图像处理与分析功能，覆盖图像定量分析的几乎所有应用领域，包括材料、冶金、医药、生物、化工、摩擦学等各种需要利用图像手段进行统计学和形态学自动分析、测定的领域。凡是与图像形态学有关的各种检测与分析都可以利用NK-400来完成。例如组织细胞形态学分析，金属显微组织及晶粒度分析，油料中污染物含量分析，农业种子形态分析，各种微小异形零件几何尺寸测量，化学工业中各种反应物粒子的形态分析等都可以利用NK-400来完成。

NK-400分析软件提供的影像录制和播放功能,可以将长时间的实验过程以AVI文件格式纪录在磁盘上,在后续的分析过程中播放出来,并可抓取其中的某一幅图像作进一步分析。

NK-400分析软件提供的自由组态彩**文报告功能，可以制作各种格式的彩**文分析报告。

NK-400分析软件提供的图像打印功能，可以以严格的比例尺打印输出彩**像，图像的位置、大小可任意调整，并可在图像上加注文字信息。

利用NK-400分析软件提供的分析结果，可使企业质量控制更具科学依据，提高企业管理水平和对外形像，是企业从事科技新产品开发，产品质量监控的有效工具。NK-400分析软件亦可作为理论教学、实验分析和基础科学研究的有效工具。下面是NK-400分析软件完成的一些图像处理与分析实例。

              1.2 NK-400分析软件的主要特点

符合GB15445，美国ASTM112 及ISO9276标准；

支持TWAIN、WDM、VFW、VCM接口标准扫描仪、采集卡、USB摄像机及数字相机；

支持JPG,BMP,GIF,TGA等图像文件格式；

支持AVI,MPJ,MPEG,MOV,MWV等视频影像文件格式；

充分利用WINDOWS系统资源，**支持WIN95，WIN98操作环境；

*新的程序设计手段，全汉化图文界面，可泊位图形工具条，使用简洁、直观、方便、快捷，只需点击鼠标，便可完成分析；

提供在线中文帮助提示，无需专业培训，便可掌握使用方法；

提供多种功能强大的区域选取工具，可对任意形状的区域进行处理与分析；

可完成包括色度调整，图像变形，数学形态学处理，图像增强，图像匹配，纹理分析，特征识别等一百多种专业图像处理与分析操作；

支持24位真彩**像采集、支持RGB、CMY、HSV、Lab、YUV等彩色模型的处理与分析；

分析数据的可视化处理使分析结果与图像之间构成直接映射关系，便于观察分析；

先进的颗粒自动识别、粘连颗粒自动切分功能，保证了复杂图像的准确分析；

自动分析处理步骤编辑功能，能够完成全自动分析过程的设置；

悔步、重复功能，使用户能够找到*佳处理路径；

几何参数测量功能，细长体、块状体、颗粒体、线状体等各种特征体的自动定量分析功能，分析参数达一万多项；

   彩**文报告编辑制作功能，可完成各种形式的彩**文报告，图像、分析数据及统计分布直方图可直接插入报告，打印输出。用户还可根据需要制作各种形式的报告模板，加快报告制作过程；

    分析结果可存入数据库，进行各种统计分析，或调用Excel制作电子图表；

    图像输出功能，可以照片质量输出图像，输出图像的大小和位置可任意调整，并能按严格的标尺输出图像。

1.3 NK-400主要处理与分析功能

1.3.1几何尺寸检测

直线、曲线、圆、椭圆、矩形、任意形的长度、角度、面积、周长不点与直线位置测量、直线与直线、直线与圆弧、圆弧与圆弧等几何参数测量。测量单位微米、毫米、厘米、分米、英寸任选；

1.3.2图像变形及几何矫正

水平镜像、垂直镜像、平移、倾斜，缩放、旋转、透视、漫游、任意、网状变形等；

1.3.3区域选取工具

魔杖、套索、椭圆、矩形、圆形工具、方形工具；

1.3.4区域处理

区域反选，区域扩大，区域缩小，边界圆滑、平移、缩放、旋转、任意变形；

1.3.5图像处理

（1）色调处理

负像、灰值化、色调调整、颜色平衡、亮度反差调整；

（2）图增像强

照明场均匀、直方图拉伸、直方图均衡，灰值函数变换等；

（3）边缘检测

Roberts、Laplace、Kirch、Prewitt、水平、垂直、左45、右45等边缘检测；

（4）图像平滑

均值、中值、低通滤波等；

（5）灰值形态学

腐蚀、膨胀、开、闭，开闭、波峰、波谷、形态学梯度、混合滤波等；

（6）图像常数运算

RGB各通道加、减、乘、除、乘方、指数等运算；

（7）图像间运算

RGB各通道加、减、乘、除、与、或、非、与非、或非、*大、*小、距离、特征与等运算；

（8）其他滤波器

自定义滤波器、马赛克、黑斑去除、黑区增强等；

1.3.6分析目标处理

    分析目标扩大，分析目标缩小，边界圆滑、分析目标删除、孔洞填充、内外轮廓抽取、形态学梯度，骨架化，骨架纯化，分支修剪，断点修复等；

1.3.7分析参数

包括：

（1）几何参数

（2）位置参数

（3）当量几何参数

（4）外接几何参数

（5）光密度参数

（6）形态学参数

（7）矩参数

（9）孔洞参数

（10）       其他参数

其中个体参数100多项，统计参数100多项，分析参数总数达10000多项；   

1.3.8分析参数可视化处理

    分析结果与图像之间直接影射显示。特定目标及其长轴、质心、外接矩形、凸包，编号等抽取显示。分析目标不同透明度颜色叠层显示；

1.3.9其他功能

    系统还提供了吸管、画笔、填充、直线、移动、剪裁、标尺、测量等几十种交互式处理工具，可完成图像变形、加注标尺、箭头、文字、绘制各种图形等操作。

1．4NK-400分析软件系统结构

   NK-400可分为以下几个功能部分：

1．视频图像处理部分

2．区域选取与处理部分

3．分析目标选取与处理部分

4．目标分析部分

5．图像输入输出部分

6．系统参数设置

7．交互式工具

8．图文报告生成器

    NK-400完成图像分析的过程，可用下面的框图来描述：

图1.13系统工作原理框图

       下面对框图作一些解释。

1.4.1系统参数设置

在作分析之前，首先要完成对系统各项参数的正确设置，这些参数包括：

（1）尺寸标定

尺寸标定用于确定每一个像素所表示的实际尺寸，单位为微米/像素，毫米/像素，厘米/像素，英寸/像素等可根据需要选择。

（2）落射光透射光设定

当要分析的目标较背景亮度高时，应采用落射光分析，否则采用透射光分析。

（3）分析参数设定

系统提供了一百多种分析参数（见后面分析参数列表），分析时，系统自动完成全部参数的测量与计算。利用这些参数，还可以进一步完成一百多项统计分析，故系统总共可完成一万多项参数分析。在实际应用中，并不需要所有这些参数，可以通过分析参数设定功能来确定实际要输出的分析参数。

（4）自动处理与分析步骤设定

在实际应用中，经常会遇到需要多次重复的操作，这时可以用自动分析与处理步骤设定功能，实现自动处理与分析。大部分图像分析工作，需要在实际操作中摸索确定*佳处理路线，将这些分析步骤利用自动处理与分析步骤设定功能记录下来，可以使一些比较复杂的处理与分析过程一步完成。

上述设置过程也可以在分析过程中完成，用户可根据实际应用情况来确定。

系统参数设置完成后，便可以开始进行图像分析工作。框图中给出了分析过程的流程。

1.4.2图像输入

为了完成图像分析工作，首先要输���图像。图像可以通过摄像机采集，可以从磁盘中读入，也可以从剪贴板中输入。

1.4.3区域选取

图像输入系统后，应根据情况选取分析区域。分析区域就是用户对图像感兴趣的区域，可以是一个矩形，也可以是任何形状和大小的区域。如果没有选取分析区域，则整个图像都将做为系统分析对像。系统提供了六种工具用于选取分析区域，这些工具包括：魔杖、椭圆形区域选取工具、矩形区域选取工具、套索区域选取工具、圆形区域修正工具、方形区域修正工具。

1.4.4分析区域处理

分析区域选定后，可以根据需要对分析区域的几何形状和位置、大小等作进一步处理。系统提供了9种区域处理方法。

1.4.5图像处理

图像处理的目的是为了更好地完成图像分析。系统为图像处理提供了大量工具和算法，大体可以分为几何处理、图像增强处理、图像平滑处理、灰值形态学处理、图像间的运算处理等。

1.4.6目标选取

图像前期处理完成后，便可以对要分析的目标进行各种分析。在分析之前，首先应选取要分析的目标，选取的方法是将要分析的目标涂上标记颜色。系统提供了三种目标选取方法和九种目标选取处理工具，这些工具包括：直线、铅笔、套索、椭圆、矩形、圆形限域、方形限域、填充、剪刀工具。

1.4.7目标处理

分析目标选取完成后，可以对选中的目标作进一步处理。这些处理包括分析目标扩大、缩小、中值滤波，边缘圆滑、边界抽取、骨架化等。另外，系统还提供了九种目标处理工具，可完成目标的各种交互式处理。

1.4.8目标分析

    完成目标选取与必要的处理后，便可以进行目标分析。系统提供了颗粒自动切分分析、含孔自动分析、直接分析等分析方法。

1.4.9分析结果观察及数据处理

目标分析完成后，会得到一百多项分析数据，系统会自动将这些分析数据和图像目标之间建立起一一对应的关系。这时可以根据数据查找对应的目标，或根据目标观察对应的数据。另外，还可以对分析数据进行排序、编号、删除等操作。由于这些数据直接来自原始图像，同时与分析目标之间存一一对应的关系，我们称这些数据为可视化数据。

    如果希望对这些原始数据作进一步分析，系统还提供了一百多项统计分析算法；如变异系数、极差、均值、标准差、一元分类统计分析等。如果希望作更详尽的分析，系统还可以将分析结果传入Excel完成图表制作及各种统计分析。

1.4.10样本分析与图文报告制作

    系统为用户提供了一个功能完备的图文报告生成器，用户可以将采集到的图像和分析结果组织成精美的彩**文报告打印输出或存档。

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