奧林巴斯數(shù)碼顯微鏡圖像背景減法工具包是一個(gè)獨(dú)立的Java應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的Windows操作系統(tǒng)。 該軟件應(yīng)用程序可被用來產(chǎn)生均勻的背景與任何光學(xué)顯微鏡拍攝的數(shù)字圖像。 由于在光學(xué)顯微鏡可照明模式的寬譜，圖像可以經(jīng)常遭受是由出現(xiàn)在背景漸變表現(xiàn)亮度的變化。 這些波動(dòng)往往會(huì)導(dǎo)致對(duì)比度和亮度的檢體區(qū)域的不足，會(huì)嚴(yán)重影響一個(gè)原本可以接受的數(shù)字圖像的質(zhì)量。

不均勻的背景通常采用離軸照明技術(shù)，如傾斜和暗視野照明，其中所述顯微鏡照明磁頭定位在一個(gè)角度相對(duì)于所述顯微鏡光軸的結(jié)果。 例如，在斜光，即使沒有在舞臺(tái)上以代替樣品時(shí)，視場(chǎng)顯示的光強(qiáng)度橫穿該字段從一個(gè)邊緣到另一個(gè)（參見圖1）的梯度。 此效果的大小取決于倍率變焦比，但通常會(huì)出現(xiàn)與的視場(chǎng)比所述另一側(cè)輕得多的一側(cè)。

呈現(xiàn)在圖1在低（圖1（a））和高（圖1（b））的放大倍率在斜照明觀察到典型的標(biāo)本viewfields。 樣品制備是作為一個(gè)整體裝入嵌入香脂介質(zhì)染色后的蟯蟲（ 蟯蟲 ）。 一個(gè)極端的梯度，以在中心具有明確定義的邊界，是顯而易見的，在低放大倍數(shù)圖像（圖1（a））和難以通過照明器的簡(jiǎn)單調(diào)整，除去。 相比之下，梯度變得更高的放大倍率（圖1（b））更平滑，并且可以通過仔細(xì)定位照明頭部幾乎被淘汰。

在淺至中度背景強(qiáng)度（或亮度）梯度存在于數(shù)字圖像的情況下，它們通?？梢杂?strong>奧林巴斯背景減法工具包的明智應(yīng)用消除。 之后，該軟件已被安裝在主機(jī)計(jì)算機(jī)（建議在軟件位于承載顯微鏡的軟件和硬件在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上）上，該可執(zhí)行程序可以通過Windows 開始按鈕位于左下方訪問角落里的工具欄。 單擊此按鈕可啟動(dòng)一個(gè)包含程序的選擇，從而導(dǎo)致了工具包軟件的菜單。 導(dǎo)航到包含該背景扣除軟件的菜單項(xiàng)，然后單擊上市啟動(dòng)程序。

初始化后，程序呈現(xiàn)給操作者一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows對(duì)話框標(biāo)題，請(qǐng)選擇一個(gè)圖像文件打開 。 對(duì)于文件搜索的默認(rèn)目錄是背景減法的軟件，這通常不是圖像文件的*位置的根目錄下。 使用下拉菜單和/或位于對(duì)話框的頂部選擇包含相應(yīng)的圖像文件的目標(biāo)目錄導(dǎo)航按鈕。 下一步，選擇一個(gè)文件，然后單擊打開按鈕來加載圖像到背景減法的應(yīng)用軟件。 請(qǐng)注意，該軟件是*能夠加載，處理和保存圖像中的下列格式之一：PSD（Photoshop文檔），JPG（聯(lián)合圖像專家組），BMP（Windows位圖），PCX（PC畫筆）， 熱 重分析 （ Targa圖像文件），PNG（可移植網(wǎng)絡(luò)圖形），和PICT（Macintosh的圖形文件）。

一旦背景減除計(jì)劃已經(jīng)啟動(dòng)，類似于圖2所示的窗口出現(xiàn)在屏幕上。 標(biāo)題欄列出了程序名（ 奧林巴斯表達(dá)式背景減除工具包 ），并且已被裝入（圖2中大腸桿菌vermicularis.psd）軟件中的圖像的名稱。 出現(xiàn)在軟件窗口都有權(quán)標(biāo)本的圖像 （左）和用戶生成的背景 （右）兩個(gè)圖像。 每個(gè)圖像以320×240像素默認(rèn)的*大大小出現(xiàn)在窗口，無論原始圖像有多大，除非圖像大小比默認(rèn)值小。 在原始圖像尺寸小于320×240像素的情況下，圖像出現(xiàn)在其實(shí)際大小和軟件調(diào)整窗口大小以匹配圖像。 *小的窗口大小為350×190，其能夠容納該應(yīng)用程序的控制滑塊和單選按鈕（*大窗口大小為672×430像素）的*小空間。

當(dāng)目標(biāo)圖像被加載到軟件窗口中，8個(gè)控制點(diǎn)顯示為疊加在具有三個(gè)位置沿左側(cè)邊緣，3沿右側(cè)邊緣，一個(gè)在上部中央，和一個(gè)在較低的圖像的頂部中心。 的控制點(diǎn)大小滑塊可用于調(diào)整像素的數(shù)目在每個(gè)控制箱，從9（3×3），以81（9×10），具有25的中間值（5×5）和49（7× 7）。 增加的控制點(diǎn)的像素的數(shù)目往往會(huì)導(dǎo)致所顯示更均勻外觀的背景。

在背景強(qiáng)度的計(jì)算利用控制點(diǎn)的數(shù)量是通過點(diǎn)擊相鄰的控制點(diǎn)文本輸入框的數(shù)字的藍(lán)色箭頭按鈕調(diào)節(jié)。 8初始控制點(diǎn)之后，新點(diǎn)被添加在彼此的頂部在圖像的中心。 它們可以通過在圖像窗口中拖動(dòng)任何地方重定位。由軟件計(jì)算后臺(tái)利用控制點(diǎn)的*小數(shù)是6，和較低的數(shù)字，不能輸入到文本輸入框。 要手動(dòng)輸入一些控制點(diǎn)，點(diǎn)擊里面的文本輸入框，輸入想要的號(hào)碼，然后點(diǎn)擊藍(lán)色箭頭的一個(gè)或按回車鍵。 控制點(diǎn)的*大數(shù)目是16，和背景的計(jì)算可以與任何數(shù)量的6和16之間的控制點(diǎn)，其中包括被執(zhí)行。

采用背景減除工具包進(jìn)行背景減除上的圖像在功能上類似于交互式的Java教程，上面的框中鏈接。 合適的背景圖片可以通過拖放方控制點(diǎn)的樣本圖像內(nèi)的適當(dāng)位置建造。 大多數(shù)的謊言在背景上的中性部分的控制點(diǎn)的顏色出現(xiàn)青色 。 被定位在較亮的背景區(qū)域的控制點(diǎn)出現(xiàn)在黑色，而那些落在較暗的背景區(qū)域的顏色顯示為白色。

一個(gè)控制點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)*初可以疊加在試樣本身，當(dāng)應(yīng)用程序初始化。 這些點(diǎn)應(yīng)該被重新定位到一個(gè)背景區(qū)域，以避免創(chuàng)建背景圖像的過程中引入偽像。 控制點(diǎn)應(yīng)分布在背景包括許多的強(qiáng)度值盡可能。 對(duì)于有嚴(yán)重的背景強(qiáng)度波動(dòng)標(biāo)本，更多的控制點(diǎn)，應(yīng)使用較小面積（3×3或5×5）被添加。 以適當(dāng)?shù)胤植嫉目刂泣c(diǎn)的典型試樣是在圖3中，隨著背景扣除后得到的圖像。 在圖3所示的圖象設(shè)有彩色蟯蟲整體安裝（見圖1和圖2），這是用光學(xué)顯微鏡拍攝的在偏斜照明。 *好的減法圖像產(chǎn)生時(shí)的控制點(diǎn)的位置，使所生成的背景圖像密切模仿原始試樣。

控制點(diǎn)的位置已經(jīng)被建立后，計(jì)算出的背景出現(xiàn)在用戶生成背景的窗口，它具有相同的像素尺寸的試樣圖像窗口。 要應(yīng)用背景減除算法，點(diǎn)擊減法圖片單選按鈕減去標(biāo)本圖像的新計(jì)算出的背景圖像。 結(jié)果將顯示在后臺(tái)窗口，也就是現(xiàn)在重新題為減標(biāo)本背景 。 背景減除可能會(huì)影響圖像的整體亮度，通過減少或增加整個(gè)圖像的亮度電平。 *后一步，因此，是調(diào)整亮度偏移滑塊將圖像恢復(fù)到正確的值。 此滑塊具有0到70的水平偏移范圍。

后試樣的亮度進(jìn)行了調(diào)整，圖像可以通過使用文件菜單，選擇Save選項(xiàng)保存。 當(dāng)此功能被激活時(shí)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows 另存為對(duì)話框出現(xiàn)，使操作導(dǎo)航到所需的目錄，并選擇適合的圖像處理適當(dāng)?shù)奈募?。 圖像將被存儲(chǔ)在相同的像素尺寸為原始的，無論在背景減法窗口顯示中使用的大小的。

在透射光顯微鏡，不均勻性在檢測(cè)器的靈敏度和/或視場(chǎng)照明效果在非常高的放大倍數(shù)常常觀察到。 斑點(diǎn)，污垢，以及亮度梯度通常會(huì)出現(xiàn)在圖像的背景，并且這些缺陷會(huì)嚴(yán)重影響圖像的對(duì)比度和掩蓋重要標(biāo)本細(xì)節(jié)。從高度放大的標(biāo)本圖像去除光照缺陷和文物是在視頻增強(qiáng)對(duì)比度（VEC）顯微鏡尤為重要。 背景減除經(jīng)常被用在視頻顯微鏡的方法，包括通過散焦或通過從視場(chǎng)中去除標(biāo)本攝像的背景圖像。 所捕獲的背景圖像，然后反復(fù)減去每個(gè)包含試樣的圖像。 這種技術(shù)是沒有研究的教程。

當(dāng)它捕捉到一個(gè)背景圖像中的顯微鏡是不可行的，背景圖像可以人為地通過擬合表面函數(shù)所捕獲的樣本圖像的背景創(chuàng)建。 這個(gè)人工背景圖像然后可減去由試樣的圖像。 通過設(shè)在該背景下，在圖像中選擇多個(gè)點(diǎn)，可以得到在不同位置的亮度值的列表。 所得到的信息可以被利用來獲得合適的表面功能，接近背景*小二乘 。在本教程中，8級(jí)可調(diào)控制點(diǎn)來獲得滿足與形式的表面函數(shù)B（X，Y）的背景圖像的*小二乘法：

其中，c（0）... C（5）的*小二乘解，以及（x，y）表示在嵌合背景圖像的像素的坐標(biāo)。 控制點(diǎn)的選擇應(yīng)使它們均勻地分布在圖像上，并且亮度電平在每個(gè)控制點(diǎn)應(yīng)具有代表性的背景亮度。 圖像的小區(qū)域內(nèi)放置多個(gè)點(diǎn)，而很少或沒有，被分配到周邊地區(qū)將產(chǎn)生一個(gè)制作粗糙的背景圖像。 在一般情況下，背景減除被用作在提高圖像質(zhì)量的*步，盡管（在實(shí)踐中）的附加圖像增強(qiáng)技術(shù)必須經(jīng)常被施加到減法圖像，以便獲得有用的結(jié)果。

在本教程中探討的多項(xiàng)式擬合方法可以與區(qū)域自動(dòng)直方圖分析相結(jié)合整個(gè)圖像定位*亮或*暗點(diǎn)的擬合。 背景減除替代方法依賴于灰度形態(tài)（主要是侵蝕）操作，以刪除狹窄（亮或暗）的功能和產(chǎn)生適合于去除背景。 注意背景的減法從顯微鏡拍攝的數(shù)字圖像往往是不恰當(dāng)?shù)奶幚聿襟E。 背景減除是*的對(duì)數(shù)檢測(cè)器（如模擬視頻攝像機(jī)和膜）的方法，但不適用于線性檢測(cè)器（許多數(shù)字照相機(jī)和平板掃描儀），其中適當(dāng)?shù)募夹g(shù)是由背景來劃分圖像。

下載地址：背景減法工具包下載 （文件大?。?,630 KB）