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¿Qué se puede "apretar" de usb-microscopio
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Izquierda - material de archivo "en bruto" del dispositivo. Sí. - Procesamiento I>
En este artículo voy a tratar de lograr la máxima calidad de primer plano foto de una típica usb-microscopio. Tales dispositivos - no están diseñados para fotografías artísticas. Su misión - para visualizar rápida y fácilmente los detalles del tema. Sin embargo, voy a tratar de capturar las condiciones especiales, post-procesamiento o cualquier otro medio compensados en parte estos inconvenientes.
Artículo escrito «Sólo por diversión» y es esencialmente una historia sobre la forma de encontrar el mejor resultado. No se debe considerar como una recomendación. Si usted necesita un buen primer plano - la mejor manera de utilizar para este equipo especial
.
USB-microscopio
Todas las fotos de macro en el artículo fabricado con un microscopio USB, proporcionado por Dadzhet (para el que ¡gracias!).
El dispositivo en sí es muy típico de los dispositivos de microscopio de esta clase. Web-cámara montada en un soporte equipado con un conjunto de 8 LEDs para iluminar el objeto, y dos dial giratorio para ajustar el enfoque y el grado de iluminación.
El microscopio está montado sobre la mesa, encender las luces, y la lente se coloca bajo el objeto investigado. A continuación, debe establecer el foco, y mediante el software - tomar una foto o grabar un vídeo. Las fotos se guardan en formato jpg, y el formato de vídeo AVI (sin comprimir).
Dado que el artículo acerca de este dispositivo ya está publicada en geektimes.ru (recomiendo leer en el artículo de una gran cantidad de imágenes frescas y comparaciones ) No voy a repetir más de describir el dispositivo y su funcionalidad.
A los efectos de este artículo, basta con saber lo que hay dentro del dispositivo es una cámara web con un módulo de luces opcionales y ajustar el enfoque. Permite ver en la imagen de la computadora con una ampliación de 20 a 200 veces en tiempo real, y tiene una resolución de 1600 * 1280 matriz de píxeles.
El resto de las especificaciones no son de importancia crítica, pero tengo que decir unas palabras al respecto al final del artículo.
Parte 0:
Snapshot Así, el primer paso es conseguir que la imagen sea procesada. Puede utilizar la aplicación estándar «Microcaptura» incluido en el paquete. O cualquier otro, le permite capturar imágenes con una cámara web.
Como una imagen de prueba he usado un pedazo de tela, es claramente visible todo tipo de artefactos.
Todos los cuadros en el artículo, voy a guardar con una resolución de 1600 * 1280 píxeles, ya que es la resolución "nativa" de la cámara. Utilice una resolución diferente, no tiene sentido si queremos conseguir los más altos fotos de calidad, como algoritmos de interpolación destruirán la información y hacer que sea difícil para trabajar con el ruido.
Vamos a ver la imagen en escala de 100%.
Se puede observar que la imagen mucho ruido. Vamos a empezar.
Primera parte.
Ruido dinámico ¿Cómo puedo eliminar el ruido de fotos?
Una pequeña digresión para las personas alejadas de las imágenes B> La imagen completa se basa esencialmente en la relación entre los tres parámetros principales:. matriz de sensibilidad i> (ISO = 100, 200, 400, etc ... .), Shutter i> (Establece el tiempo que la luz llega a la matriz) y de apertura i> (el tamaño de la "ventana" a través del cual la luz incidente sobre la matriz). Estos tres números determinan cuánto luz llega a la matriz, y con qué exactitud de esta luz será "digitalizada».
Los ruidos se producen debido a la falta de matrices de sensibilidad. Usted puede imaginar (aunque esto no es del todo cierto) que la sensibilidad, es simplemente el coeficiente que multiplica todos los datos provienen de la matriz. Está claro que cuanto menor es la luz se encendió una serie de detrás de la abertura cerrada o extractos breves - mayor es la necesidad de multiplicar el número de matriz de datos con el fin de mantener un brillo final aceptable de la imagen, y el más trabajo será matriz de error visible - es decir, ruido.
Para reducir el ruido - que necesita para bajar la ISO (sensibilidad), y para este propósito - o el diafragma más abierto o aumentar la velocidad de obturación.
Pero aquí nos encontramos con limitaciones técnicas y - en esta cámara web, como la mayoría de los demás - matriz de sensibilidad no cambia. Apertura - no regulado y velocidad de obturación - sólo regula la cantidad de luz. Y eso cambia el programa de ajuste al nivel de luz.
Puede mejorar la iluminación exterior - pero entonces tendrá que reducir la exposición. Usted puede reducir la luz de fondo - luego aumentar la velocidad de obturación. En cualquier caso, la cantidad real de la luz será igual a la matriz y por lo tanto el ruido será siempre el mismo (en la oscuridad y luz suficiente para la señal de la cámara es simplemente multiplicado por una ganancia, lo que conduce a más ruido).
So. No podemos aumentar la velocidad de obturación significa que la cámara, luego a la izquierda que hacer es prescindir de ella. Por ejemplo, usted puede ahorrar unos pocos disparos, y luego pegarlas en una sola, la búsqueda de la media aritmética para cada píxel. Mejor aún, grabar vídeo de cientos de fotos ... probar:
La imagen fue definitivamente mejor, prácticamente desaparecido ruido "pequeña". Pero la calidad sigue siendo pobre, fueron brillantes (3 de ellos se destacan en rayas amarillas Figura).
El hecho de que el ruido generado desviaciones al azar de la matriz de color que considera el "derecho". Pero matrices baratas que ponen en una cámara web - este es el valor "correcto" puede ser un error. En otras palabras, la expectativa de desviaciones no tiende a cero.
Es fácil ver si el "pegamento" imagen plana, por ejemplo, completamente imagen desenfocada, a fin de no interferir con detalles innecesarios.
Один marco. Al hacer clic - el original i>
Среднее de 200 marcos. El brillo se incrementa en 2 veces, para mayor claridad. I>
Como se puede ver el ruido muy significativo. Algunos píxeles se suele dividir, otros forman bandas y zonas de decoloración. Si el ruido a distancia puede ser llamado dinámico, esto - una permanente o estático. Trate de eliminar el suyo.
Ruido estático Mi primer pensamiento - usted puede utilizar la imagen resultante anteriormente para el recuadro de corrección. Sólo restar desde el color promedio de la imagen y añadir gris y aumentar el contraste en 2 veces. Como resultado, se obtiene una imagen, que lo puso en cualquier marco - que tipo vamos a reducir la interferencia
.
Un principio similar se utiliza en post-procesamiento en algunas células, pero en general - es una mala decisión. Píxeles defectuosos - es la falta de información, y que no les imponemos - no toma la información de la nada.
Píxeles parcialmente efectivas - en el mejor de causa, lo que reduce el rango dinámico de colores y en el peor - una distorsión a todo color.
Otra solución - "extendió" el impacto de cada matriz de píxeles o varios píxeles de la imagen final. Esto se puede lograr si desplazar al sujeto dentro de un rango pequeño, y luego "pegar" la imagen dada desplazamiento. De modo que cada punto del objeto ha sido representado en un píxel de la imagen combinada.
Mover pieza de manos de tejido que conseguí una foto:
Para pegar estas imágenes - que necesita primero para "estabilizar" la imagen para lograr la completa inmovilidad. Esto se puede hacer mediante el análisis del movimiento, por ejemplo, usando OpenCV, pero me fui para una manera más simple -. Mediante la ejecución de un programa de seguimiento de terceros
Después de seguir en AE, y "pegado" enmarcar mi utilidad - conseguir este resultado.
Notable que no hay ruido, pero había una falta de definición desagradable causada por el hecho de que el desplazamiento de la imagen y el desenfoque tembló.
Trate de determinar el grado de la falta de definición de excluir de unión marcos aceitados. Para ello, fui la manera más fácil - Calcula la suma de la diferencia entre todos los píxeles adyacentes de la imagen. La imagen más borrosa - cuanto más cerca el color de los píxeles vecinos, y por lo tanto la suma total de diferencia absoluta - dar una estimación de la falta de definición del marco. Horario falta de definición en una unidad de prueba se verá así:
Zona claramente visible donde me deslicé Imagen y unté (horario en estos lugares una serie de imágenes se cae). El corte de las imágenes borrosas puede ser un poco mejor imagen, pero los cambios significativos que no será demasiado movimiento agudo. Me gustaría mejorar aún más el resultado, por lo que pasó.
Automatización Un requisito previo para su posterior fue el hecho de que me pasó a ser un motor paso a paso 28BYJ-48. Es mejor dejar que se mueve un objeto delante de un microscopio. Para la masa es suficiente para hacer un simple escritorio giratorio.
Ventajas en la ausencia de lubricación, y jugar un poco con el foco saliente jitter, etc. Por supuesto que es mejor para arreglar el motor directamente al microscopio, el cual tuvo que imprimir el archivo adjunto, que consta de tres piezas:
Pero incluso en esas circunstancias, el seguimiento no es perfecto. Si aumenta convierte persiana significativa y la perspectiva de distorsión, lo que conduce a la distorsión de la imagen que no se puede resolver de seguimiento (tuvo que cambiar a seguimiento en Mocha, pero todo esto no resuelve los problemas). Parte del problema se nivela en comparación con todas las tramas secuencialmente desde el principio, y cuando hay desviaciones significativas - simplemente no tiene en cuenta el marco
.
Para obtener una tabla típica secuencia parece excepciones:
Se puede observar que la variación con el tiempo se acumula desde cada trama se compara con la primera. También oleadas notables, estos puntos corresponden a la diferencia de seguimiento.
El trabajo era la imagen:
Tejido
azúcar y una gota de mermelada
Decepcionante profundidad superficial de campo, pero es corregible. Aunque con reservas, pero pegados partir de varias imágenes con diferente punto focal, el que tiene la mayor profundidad de campo es posible.
Resultado:
Todas las imágenes se puede hacer clic. I>
He aquí un ejemplo de trabajo en un objeto normal (pendientes de oro).
Eliminado el único fondo de ruido + 2 imágenes cosidas con diferente profundidad de foco, «crudo» marco.
Procesamiento.
Conclusión
En el experimento, se utilizó «Цифроскоп» proporcionado por Dadzhet.
Fuente: geektimes.ru/company/dadget/blog/249662/
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