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MIAS-1图像分析系统是在多年科研实践基础上开发出来的24位真彩色通用图像检测与分析软件。该软件以数学形态学为基础，采用了大量*的图像处理与分析算法，可以完成各种显微图像的处理、分析和检测。MIAS-1图像分析软件的每一条代码都经过反复推敲和严格测试，具有很高的空间效率和时间效率及可靠性和稳定性，是从事图像处理、分析与检测的有效工具。

图1.1 系统主界面

MIAS-1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MIAS-1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MIAS-1来完成。利用MIAS-1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。MIAS-1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MIAS-1完成的一些图像处理与分析实例。

图1.2  网状图像变形处理

图1.3  齿轮轮齿检测

(a)齿轮图像 （b）轮齿检测结果

图1.4 像边缘检测

(a) 原始图像 （b）边缘图像

图1.5图像骨架

(a)原始图像   (b)图像骨架

图1.6分叶细胞核分析

(a)原始图像  (b)分析结果（分叶自动切分）

1.7细胞统计分析

(a)原始图像     (b)统计分析结果

图1.8钢筋根数自动计数

(a) 原始图像   (b) 自动切分结果   (c) 统计结果

图1.9 限定区域内的组织分析

图1.10 机械零件几何参数测量

图1.11 晶粒层片厚度及角度测量

图1.12 晶界抽取

图1.13  图像标注

图1.14 彩色图文报告编辑

MIAS-1的主要特点：

符合GB15445，美国ASTM112 及ISO9276标准；

支持TWAIN接口标准扫描仪及数字相机，支持多种图像采集卡；

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位真彩色图像采集、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；

*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，使用户能够找到上佳处理路径；

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；

彩色图文报告编辑制作功能，可完成各种形式的彩色图文报告，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。

MIAS-1主要处理与分析功能

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；

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；

3.区域选取工具

魔杖、套索、椭圆、矩形、圆形工具、方形工具；

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；

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、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；

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；

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；

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；

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。

MIAS-1系统结构

MIAS-1可分为以下几个功能部分：

1．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

MIAS-1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。

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）采集图像的大小

系统通过图像采集卡采集到的图像尺寸，可采集图片尺寸大于等于32×32，小于等于768×576。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

（5）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优异处理路线，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。

图像输入

为了完成图像分析工作，首先要输入图像。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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，详尽操作方法参见第九章。

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色图文报告打印输出或存档。