GSA Image Analyser ................................................................................................................. 3 1. Allgemein ............................................................................................................................... 3 2. Funktionsbeschreibung........................................................................................................... 3

2.1 Bilddatenerzeugung.......................................................................................................... 3 2.2 Geräteauswahl .................................................................................................................. 3 2.3 Scannen ............................................................................................................................ 4 2.4 Twain-Eingabemaske verwenden .................................................................................... 5 2.5 Datei öffnen / Datei speichern.......................................................................................... 5

2.5.1 Datei öffnen............................................................................................................... 5 2.5.2 Datei speichen ........................................................................................................... 5

2.6 Erstellen............................................................................................................................ 6 2.6.1 Image erstellen .......................................................................................................... 6 2.6.2 Eingabegerät kalibrieren ........................................................................................... 7 2.6.3 Objekte zeichnen ....................................................................................................... 7 2.7 Videoschnittstelle ......................................................................................................... 8

2.8 Öffnen im Stapel .............................................................................................................. 9 2.8.1 Dateiliste.................................................................................................................... 9 2.8.2 Stapel erzeugen ......................................................................................................... 9 2.8.3 Monitorfenster ......................................................................................................... 10 2.8.4 Alpha-Werte der Bilder im Stapel ändern............................................................... 10 2.8.5 Bild für die Analyse übernehmen............................................................................ 11

3. Arbeitsfläche ........................................................................................................................ 12 3.1 Farbindikator und Einstellungen der Grenzwerte für die Objekterkennung .................. 13 3.2 Grenzwerte auf Image anwenden................................................................................... 15

4. Analysefunktionen ............................................................................................................... 16 4.1 Fläche ......................................................................................................................... 16 4.1.1 Ausgabe aller berechneter Objektflächen in Größenklassen................................... 17 4.2 Dichte ......................................................................................................................... 18 4.3 Länge.......................................................................................................................... 18 4.4 Objekte zählen............................................................................................................ 19 4.4.1 Optionen für Objektzählung von sich überlagernden Objekten.............................. 20 4.4.1.2 Trennung von sich überlagernden Objekten über einen Flächenvergleich .......... 21 4.4.1.3 Trennung von sich überlagernden Objekten über einen Intensitätsvergleich ...... 22 4.4.1.4 Trennung von sich überlagernden Objekten über eine Objekterkennung............ 22 4.5 Schnittpunktanzahl im Rasterverfahren ..................................................................... 23 4.6 Manueller Zähler ........................................................................................................ 24

5. Farbverteilung ...................................................................................................................... 25 6. Einstellungen ........................................................................................................................ 26

6.1 Grenzwert für Objekterkennung..................................................................................... 26 6.2 Einheiten......................................................................................................................... 26 6.3 Mauszeiger und Raster ................................................................................................... 27 6.4 Weißabgleich.................................................................................................................. 27 6.5 Sprache / Language ........................................................................................................ 28 6.6 dpi und Farbtiefe ............................................................................................................ 28 6.7 Vergrößerungsfaktor ...................................................................................................... 28 6.8 Scann-Methode............................................................................................................... 29 6.9 Speichern nach Bilderstellung........................................................................................ 29

7. Extras.................................................................................................................................... 29 7.1 Zerschneiden und Zählen ............................................................................................... 29 7.2 Kalibrieren...................................................................................................................... 30 7.3 Lupe................................................................................................................................ 31

7.4 Vermessungs-Skala ........................................................................................................ 31 7.4.1. Ein- bzw. Ausblenden ............................................................................................ 31 7.4.2 Position.................................................................................................................... 31

8 ? ............................................................................................................................................. 32 8.1 Registration .................................................................................................................... 32 8.2 Hilfe................................................................................................................................ 33 8.3 Update ............................................................................................................................ 33

GSA Image Analyser

1. Allgemein

Der GSA Image Analyser ist ein Werkzeug, das speziell für die Erstellung und Analyse von 2D Bildobjekten entwickelt wurde. Die Objekte können an Hand ihrer spezifischen Färbung von der Umgebung erkannt werden. Für eine Analyse werden folgende automatische Funktionen bereit gestellt:

• Anzahl der erkannten Objekte • 2D Flächenberechnung • Flächenanteil zur Gesamtfläche (Dichte) • Objekt-Längenberechnung • Schnittpunktzählung im Rasterverfahren • Visualisierung der Farbverteilung

Weitere Funktionen:

• Manueller Zähler mit Markierung • Manueller Zähler mit Bildteilung • Bilderzeugung • Bildbearbeitungsfunktionen

2. Funktionsbeschreibung

2.1 Bilddatenerzeugung

Für die Bilddatenerzeugung steht im Programm eine Twain-Schnittstelle zur Verfügung. Es können dementsprechend alle optischen Geräte mit einer solchen Schnittstelle über das Programm gesteuert werden. Denkbare Geräte sind zum Beispiel Scanner, Digitalkameras, Videokameras, Mikroskope.

2.2 Geräteauswahl

Über den Menüpunkt Datei -> Geräteauswahl gelangen sie in ein Auswahlfester, in dem ihnen alle vorhandenen Twain-Geräte zur Auswahl angezeigt werden.

Abb. Geräteauswahlmaske

2.3 Scannen

Mittels Auswahl Datei -> Scannen erfolgt das Öffnen des jeweiligen Geräteprogramms zur Erzeugung und zum Export einer Bilddatei.

Abb. Scanner Maske

Die Abbildung oben zeigt ein Steuerprogramm eines Canon-Farbbildscanners. Weiterführende Bedienungshinweise entnehmen sie bitte der Programmdokumentation des Herstellers. Allgemein ist die Auswahl des Farbmodus und die Auflösung der Zieldatei zu beachten. Die Einstellung des Farbmodus erfolgt am besten an Hand der eindeutigen Objektunterscheidung. Ist eine eindeutige Unterscheidung über eine Graustufen-Analyse möglich, so ist ein Graustufenbild ausreichend. Andernfalls muss die Auswahl Farbe getroffen werden. Bei der Auflösung des zu erstellend Bildes ist zu beachten, dass eine höhere Auflösung eine genauere Messung ergibt. Anderseits bedeutet es aber auch, dass längere Verarbeitungszeiten und größerer Speichebedarf bei der Bildarchivierung in Kauf genommen werden müssen.. Bilderzeugung über bildvergrößernde Geräte (z.B. Mikroskop) erfordern die Eingabe eines Vergrößerungsfaktors in einer Eingabemaske. Diese Maske wird automatisch geöffnet (zur Zeit nur bei Mikrokular) bzw. kann über den Menüpunkt Einstellungen -> Vergrößerungsfaktor geöffnet werden (siehe Kap.6.7).

Abb. Maske zur Eingabe des Vergrößerungsfaktors und Gerätesteuermaske Mikokular (Mikroskop)

Sollte der Vergrößerungsfaktor unbekannt sein, beispielsweise bei Aufnahmen über eine Digitalkamera, ist eine Testaufnahme mit Maßstab erforderlich. Der verwendete Vergrößerungsfaktor kann dann an Hand der Differenz zwischen Maßstab und Programmanzeige (Längenvermessung dieses Maßstabes siehe Kap. 4.3) ermittelt werden.

2.4 Twain-Eingabemaske verwenden

Ist diese Option aktiviert (empfohlen), so wird die Eingabemaske des jeweiligen Twain- Gerätes verwendet (Siehe Kap. 2.3). Anderenfalls wird versucht, das Bild über eine Standardeinstellung zu importieren. Scanner (default):

• Auflösung 100 dpi • Farbtiefe 24 Bit • Breite 210 mm • Länge 297 mm

Mikrokular

• Auflösung 320 x 240 dpi • Farbtiefe 24 Bit

2.5 Datei öffnen / Datei speichern

2.5.1 Datei öffnen

Standardmäßig erfolgt die Auswahl des Bilddateiformats MYP. Es handelt sich um ein programminternes Format, welches das verlustfrei komprimierte Bild und benötigte Zusatzinformationen (Vergrößerungsfaktor u.ä.) enthält. Es können aber auch Bilddateien der Formate BMP und JPEG geöffnet werden. In diesem Fall ist ein manueller Eintrag der Auflösung, der Farbtiefe (Menüpunkt Einstellungen -> dpi und Auflösung) und ggf. des Vergrößerungsfaktors vorzunehmen (siehe Kap. 6.6 und Kap. 6.7).

2.5.2 Datei speichen

Standardmäßig erfolgt das Abspeichern der Bilddateien im Bilddateiformat MYP (siehe Kap. 2.5.1) Ein Abspeichern im BMP-Format ist möglich, aber mit dem Verlust der benötigten Zusatzinformationen (Vergrößerungsfaktor u.ä.) verbunden. Das Bildformat MYP beinhaltet außerdem eine verlustfreie Bildkomprimierung. ACHTUNG: Gespeichert wird immer das Bild der Arbeitsfläche. Sollte das Bild

verändert worden sei, so werden auch diese Veränderungen gespeichert. (z.B. Bild mit

Raster oder Bild im Schwarz / Gelb – Modus) Siehe auch Kap. 6.3 und Kap. 3.2

2.6 Erstellen

Diese Funktion ermöglicht die Flächenberechnung von Objekten, deren Umriss mit einem grafischen Eingabegerät abgefahren werden kann.

2.6.1 Image erstellen

Menüpunkt Datei -> Erstellen auswählen.

Abb.: Image erstellen

Zum Erstellen einer Zeichenfläche (A2 – A5) ist das vorherige (einmalige) Kalibrieren des Eingabegerätes notwendig. Eingabegerät kalibrieren

2.6.2 Eingabegerät kalibrieren

Mit Hilfe dieser Funktion wird das eingestellte Auflösungsvermögen der Maus ermittelt (DPI)

Abb.: Eingabegerät kalibrieren

1. Kalibrierungsstrecke und Einheit auswählen 2. linke Maustaste drücken und die Messstrecke abfahren

Bei einer zu großen Auflösung lässt sich die Maus über den Button Systemeinstellung Maus verändern. (DPI über 500 führen zu einer verlangsamten Programmausführung, da die Imagegröße auf diese Einstellung angepasst werden muss. Nach Abschluss der Einstellungen Button Kalibrierung Beenden drücken.

2.6.3 Objekte zeichnen

Objekte lassen sich auf einer freien Arbeitsfläche (Format DIN A2 – A5) oder auf einer geöffneten Vorlage erstellen. Objekte können über zwei unterschiedliche Verfahren erzeugt werden.

1) Freihand 2) verbundene Linien

zu 1) Maus auf das Objekt setzen (Pfeil o.Ä.), linke Maustaste drücken und bei gedrückter Taste das Objekt umfahren. Nach dem loslassen der Taste wird der Einsprungspunkt mit dem Endpunkt verbunden und das Objekt gefüllt. Bitte beachten Sie, dass der Einsprungspunkt im oberen linken Zeichenbereich liegt. Die Veränderung der sichtbaren Fläche erfolgt beim Zeichnen automatisch (innerhalb der möglichen Begrenzung A5, A4 usw.) Sollten Sie beim Zeichnen über den Zeichenrad hinaus geraten, erklingt ein Systemton. In der Vollversion lässt sich das erzeugte Image über den Button Übernehmen in das Hauptprogramm überführen und die Flächenberechnung erfolgt automatisch.

zu 2) Maus auf das Objekt setzen (Pfeil o.Ä.), linke Maustaste drücken. Der Startpunkt wird als kleiner schwarzer Punkt auf der Zeichenfläche markiert. Bei gedrückter linken Maustaste zum nächsten Objektpunkt fahren und zusätzlich die rechte Maustaste drücken. Die Punkte werden automatisch verbunden. Weitere Punkte in der selben Weise markieren. Zu Abschluss beide Tasten loslassen und die Rechte Maustaste erneut drücken. Der letzte und der erste Punkt werden nun verbunden und das Objekt gefüllt. Das halten der linken Maustaste aktiviert die Auto - Scroll – Funktion. Sollten Sie beim Zeichnen über den Zeichenrad hinaus geraten, erklingt ein Systemton. In der Vollversion lässt sich das erzeugte Image über den Button Übernehmen in das Hauptprogramm überführen und die Flächenberechnung erfolgt automatisch. In Beiden Verfahren ist ein zusätzliches Scrollen mittels der NUM-Tasten 4,8,6,2 möglich.

2.7 Videoschnittstelle

Über dieses Fenster ist der Import von Bilder direkt über Videogeräte (Framegrabber, Videograbber etc.) möglich.

Abb. Videoimport Wählen Sie den gewünschten Videoeingang und tragen Sie bitte die Kameraauflösung und den Vergrößerungsfaktor von Hand in die vorgesehenen Fenster ein (siehe hierzu auch Kapitel 7.2 Kalibrieren). Über den Button Bild übernehmen importieren Sie das Bild als Momentaufnahme in das Programm.

2.8 Öffnen im Stapel

Sie haben die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Bilder (z.B. Bildsequenzen) in einem Stapel zu öffnen. Ziel ist das Erzeugen eines neuen Bildes, welches aus mehreren Quellbildern hervorgeht.

Abb. Öffnen im Stapel

2.8.1 Dateiliste

Es können beliebig viele Bild-Dateien in eine Liste aufgenommen werden, aus der der Bilderstapel später generiert werden soll. Die Einträge dieser Liste können automatisch (Spaltenüberschrift anklicken) oder manuell (rechte Maustaste bzw. Button links neben der Tabelle oder Funktionstaste F5 bis F8) sortiert werden. Auch ein Drehen der Späteren Stapel-Bilder ist möglich. Markierte Bilder der Liste (anklicken) werden im linken Monitorfenster angezeigt. Fertig erstellte Listen können für eine spätere Bearbeitung gespeichert werden.

2.8.2 Stapel erzeugen

Der Button „Stapel erzeugen“ fügt die Bilder der Liste in der vorgegebenen Reihenfolge in einem Stapel zusammen. Das Ergebnis wird im rechten Monitorfenster angezeigt.

2.8.3 Monitorfenster

Die Monitorfenster dienen zur Kontrolle (Stapel) bzw. zur Auswahl der Bilder aus der Bilderliste. Sie bieten mehrere Möglichkeiten der Bildskalierung. Im Modus „Scale“ ist ein Zoomen mittels Funktionstasten F9 bzw. F10 möglich.

Abb. Monitorfenster

2.8.4 Alpha-Werte der Bilder im Stapel ändern

Die Sichtbarkeit (Alpha-Wert) einzelnen Stapelbilder kann verändert werden und somit ein neues Bild individuell erzeugt werden 2.8.4.1 Alphawert harmonisch verändern

Abb. Alpha-Wert harmonisch ändern

Der linke Schieberegler bestimmt das Masterbild im Bilderstapel. Sind beispielsweise 10 Bilder im Stapel vorhanden und der Regler steht auf 5, so ist das 5. Bild komplett sichtbar. Die Bilder vor bzw. nach diesem Bild sind entsprechend der rechten Schiebereglerposition abgeschwächt sichtbar. Für das Beispiel ergeben sich folgende Alpha-Werte: Bild 1 : 0; Bild 2 : 21; Bild 3 : 99; Bild 4 : 177; Bild 5 : 255 Bild 6 : 177; Bild 7 : 99; Bild 8 : 21; Bild 9 : 0; Bild 10 : 0

Das heißt, die Bilder 1, 9, und 10 haben bei dieser Einstellung keinen Einfluß auf das Ausgabebild. Wenn Sie den linken Schieberegler bewegen, können Sie sich also durch den Stapel bewegen. Die Bildübergänge sind entsprechend der Einstellung des rechten Schiebereglers mehr oder weniger fließend (bei 100% ist Masterbild gleich Ausgabebild ). 2.8.4.2 Alphawert individuell verändern

Abb. Alpha-Wert individuell

Bei dieser Einstellung können Sie den Alpha-Wert individuell für jedes einzelne Bild im Stapel setzen. Das Resultat (gemischtes Bild)wird im rechten Monitorfenster angezeigt. Der Alpha-Wert 255 bewirkt eine große Sichtbarkeit, 0 bedeutet unsichtbar.

2.8.5 Bild für die Analyse übernehmen

Nach der Fertigstellung des Bildes, kann das Resultat in das Hauptprogramm übertragen werden. Drücken Sie hierzu den Button „Übernehmen“. Sie werden dann aufgefordert, die Bildauflösung, den Bildtyp und die benutzte Bildvergrößerung von Hand einzutragen. Diese Werte sind für die Flächenberechnung bzw. die Längenberechnung notwendig.

3. Arbeitsfläche

Auf der Arbeitsfläche wird das erzeugte bzw. geöffnete Bild angezeigt. Die Arbeitsfläche kann über den Menüpunkt Bearbeiten -> Drehen 90 ° in Uhrzeigersinn gedreht werden. Dieser Vorgang lässt sich beliebig oft wiederholen. Weitere Menüpunkte Bearbeiten (Arbeitsfläche)

• Zentrieren zentriert das Bild auf der Arbeitsfläche • Filter Auswahl eines Filters zur Darstellungsaufbereitung

§ Nearest § Linear § Spline § Lanczos § Mitchell

• Zoom Vergrößert bzw. verkleinert die Darstellung • Ausschneiden und Einfügen der mittels Maus markierte Bereich (rechte Maustaste

halten und Maus verschieben) Wird ausgeschnitten und auf die Arbeitsfläche gebracht. • Werkzeugkasten Bildbearbeitung

Abb. Arbeitsfläche mit Bild Abb. Zeichenwerkzeuge

3.1 Farbindikator und Einstellungen der Grenzwerte für die Objekterkennung

Farbdarstellungen: Fahren sie mit dem Mauszeiger über das Bild, so werden die Farbanteile des berührten Pixels in den Fenster Rot, Grün und Blau dargestellt. Bei gleichzeitigem Drücken der Taste [STRG] wird der Farbdurchschnitt der überschrittenen Pixel berechnet und in einem Farbwertspeicher zwischengespeichert. Die Anzeige erfolgt auch hier in den Fenstern Rot, Grün, Blau. Nach dem Drücken der Taste [S] werden diese Werte in die Maske Grenzwerte für Objekterkennung geladen und die Maske geöffnet.

Abb. Durchschnittliche Farbwerte und Positive / Negative Maximalwerte

Sollen die angezeigten Werte der Fenster Rot, Grün und Blau für die Objekterkennung verwendet werden, so drücken sie bitte den Button Hinzufügen in dieser Maske. Die Farbwerte und die erreichten Maximal bzw. Minimalwerte werden in die Tabelle eingefügt und bei der Objekterkennung berücksichtigt. Sie können beliebig viele Werte hinzufügen. Beim Überfahren der Objekte empfiehlt es sich, die Darstellung stark zu vergrößern, um ein versehendliches Überschreiten der Objektgrenzen zu vermeiden. Sie können den Farbwertspeicher durch drücken der Taste [R] löschen (ein Loslassen der Taste [Strg] reicht nicht aus!) Der beschriebene Vorgang lässt sich auch direkt in der Maske Grenzwerte für Objekterkennung durchführen. Suchen Sie den gewünschten Bildausschnitt (ggf. Vergrößern) und fahren Sie mit der Maus bei gehaltener [STRG] – Taste über die Fläche für die Grenzwertbestimmung (z.B. markierte Objektfläche). Ist das Vorschaubild aktiviert erscheint das Ergebnis nach dem Drücken der Taste [S] im rechten Fenster. Ist die Option Grenzwerte sofort anwenden aktiviert, sehen Sie das Ergebnis bereits beim Überfahren der Fläche mit der Maus. Sollen die angezeigten Werte der Fenster Rot, Grün und Blau für die Objekterkennung verwendet werden, so drücken sie auch hier bitte den Button Hinzufügen in dieser Maske.

Abb. Es wurden drei Bereiche für die Objekterkennung mit den zugehörigen Toleranzbereichen eingegeben bzw. ermittelt

Hintergrunderkennung:

Für die Flächenbestimmung des Gesamtobjektes ist eine Abgrenzung zum Objekthintergrund notwendig. Verfahren Sie analog zur im Abschnitt Farbdarstellungen beschriebenen Methode und speichern Sie die ermittelten Hintergrundfarbwerte in der Tabelle Grenzwerte für die Hintergrunderkennung.

Automatische Grenzwerterweiterung Wichtig! Für diese Methode ist eine aktive Hintergrunderkennung notwendig. Die Funktion untersucht alle nicht eingeordneten Bildpunkte (gelb) und versucht diese automatisch einer der beiden Gruppen (Objekt oder Hintergrund) zuzuordnen. Ist diese Zuordnung möglich, werden die Grenzwerte der jeweiligen Gruppe so erweitert, dass der Bildpunkt in diese Gruppe passt. Mit der Option "mit Distanzmethode" werden auch solche Punkte in eine der beiden Gruppen eingeteilt, für die eine Zuordnung zweier Farben in beide Gruppen möglich wäre. Hier entscheidet dann die geringere Distanz der dritten Farbe über die Gruppenwahl.

Graustufendarstellung: Das Prinzip ist identisch zum Verfahren für Farbdarstellungen, es werden allerdings nicht die Werte für die drei Grundfarben angezeigt, sondern ein Grauwert. Auch wird nicht der Durchschnitt der überfahrenen Pixel ermittelt. Es wird das Maximum in den Zwischenspeicher geschrieben.

Abb. Grenzwerte für die Objekterkennung Grauwertdarstellung

Im obigen Beispiel werden sehr dunkele Objekte (0-50) und sehr helle Objekte (200-255) erkannt. Schwarzweißdarstellungen:

Es werden nur Objekte erkannt, deren Grauwert 0 (Schwarz) entspricht. Alle anderen Werte werden nicht als Objekt gewertet.

3.2 Grenzwerte auf Image anwenden

Markieren sie diese Check-Box, um die im Abschnitt 3.1 erläuterten Grenzwerte auf das Bild anzuwenden. Es erfolgt eine Berechnung und die Darstellung des Ergebnisses als Gelb / Schwarz-Darstellung. Schwarz bedeutet als Objekt erkannt und für die Analysefunktionen benutzt. Ein kurzeitiges, schnelles Umschalten zwischen Original und Schwarz / Gelb-Darstellung, ist über den Button Original Image möglich. (Kontrolle der Objekterkennung) Den gleichen Effekt bringt das Drücken der Taste [O].

Abb. Original Image und Objekterkennung

Im Bild Grau dargestellte Flächen wurden als Hintergrund erkannt. Die Fläche wird für die Gesamtobjekt-Flächenberechnung nicht berücksichtigt. Die Anzeige für die Gesamtfläche finden Sie in der Statusanzeigeleiste im unteren Bildbereich.

4. Analysefunktionen

4.1 Fläche

Es wird die Fläche der erkannten Objekte des gesamten Bildes berechnet und in der eingestellten Maßeinheit (Kap. 6.2) ausgegeben. Eine Neuberechnung erfolgt nach dem Drücken des Button Reset. Die Untersuchte Bildgröße lässt sich mittels Maus auf eine kleinere Untersuchungsfläche eingrenzen. Markieren sie den neuen Bereich, bei gedrückter rechten Maustaste. Ein generelles Verkleinern der zu untersuchenden Bildfläche, ist über den Menüpunkt Bearbeiten -> Ausschneiden und Eifügen möglich. In der Darstellung mit angewendeten Grenzwerten ist ein direktes Anklicken der interessierenden Objekte möglich. Es erfolgt eine Flächenberechnung und eine Farbänderung (Rot) des gewählten Objektes. Des weiteren wird die Pixelanzahl in der Statusanzeigeleiste ausgegeben. Dieser Wert ist für eine Objektabgrenzung bei der automatischen Objektzählung von Interesse. Außerdem steht in dieser Darstellung ein Freihandwerkzeug zur Abgrenzung der Untersuchungsfläche zur Verfügung.

Abb. Flächenberechnung eines Objektes

4.1.1 Ausgabe aller berechneter Objektflächen in Größenklassen

Diese Funktion untersucht alle im Bild erkannte Objektflächen und ordnet diese in frei wählbare Größenklassen ein. Der Funktionsaufruf erfolgt über den „Berechnen“ Button in der Werkzeugleiste für die Objektzählung (Kap. 4.4). Flächen, welche die Einschränkungen min. Pixelanzahl pro Objekt bzw. max. Pixelanzahl pro Objekt nicht erfüllen, werden in der Ausgabe nicht berücksichtigt.

Abb. Option Ausgabe der Objektflächen in Großenklassen

Die Dimensionen der verwendeten Größenklassen lassen sich frei wählen. Hierzu wird die gewünschte Pixelanzahl einer Klasse eingestellt (die hieraus resultierende Fläche wird in den Klammern ausgegeben) . Die Gesamtanzahl der Größenklassen ergibt sich dann nach dem größten Objekt im Bild. Beispiel: Anzahl der Pixel des größten Objekts: 8680 Pixel Klassenunterteilung in Pixel: 500 (14,33 mm²) Es werden 18 Größenklassen gebildet

Abb. Ausgabe der Flächenuntersuchung

4.2 Dichte

Es wird das Verhältnis aus Objektfläche (alle Objekte welche die Grenzwertbedingung erfüllen) zu Gesamtbildfläche berechnet. In der Schwarz / Gelb-Darstellung ermöglicht der Button Berechnen eine Verhältnisrechnung der Objektfläche (Gelb + Schwarz) zur ermittelten Fläche (Schwarz). Wurde die Fläche nur eines Objekts berechnet (durch direktes Anklicken des Objektes siehe 4.1. Fläche), so bezieht sich die Dichteberechnung auf das Verhältnis der Gesamtfläche des Objektes (aller Gelbe plus Schwarze Objekte) zur Fläche des Einzelobjektes.

4.3 Länge

Eine Längenmessung kann manuell bei gedrückter linken Maustaste erfolgen. Die mit dem Mauszeiger zurückgelegte Strecke wird in der eingestellten Maßeinheit im Fenster Länge angezeigt. Gleichzeitig erfolgt ein Aufsummieren im Fenster Summe, welches durch Betätigen des Buttons Reset (unter Summe) zurückgesetzt werden kann. Eine automatische Längenberechnung der erkannten Objekte erfolgt nach Drücken des Buttons Berechnen. Diese Funktion steht nur in der Schwarz / Gelb-Darstellung zur Verfügung. Nach erfolgter Berechnung erscheint als Ergebnis ein Bild, mit den Umrissen aller erkannter Objekte. (siehe auch Abschnitt Wurzellängenberechnung) Auch hier steht ein Freihandwerkzeug zur Abgrenzung der Untersuchungsfläche zur Verfügung.

Abb. automatische Objektlängenberechnung

4.4 Objekte zählen

Diese Funktion ermöglicht das automatische Zählen der erkannten Objekte. Die gezählten Objekte können über die Einstellungen minimale Pixelanzahl pro Objekt und maximale Pixelanzahl pro Objekt eingeschränkt werden. Zur Ermittelung der Pixelanzahl pro Objekt ist ein direktes Anklicken eines Objektes möglich.

Abb. Objekte zählen

Die Funktion Objekt zählen steht nur in der Schwarz / Gelb-Darstellung zur Verfügung. Die Gezählten Objekte können durch Betätigen des Buttons Objekte zeigen rot Dargestellt werden (Kontrolle der Funktion). Außerdem steht in dieser Darstellung ein Freihandwerkzeug zur Abgrenzung der Untersuchungsfläche zur Verfügung.

Abb. zeige alle gezählten Objekte

4.4.1 Optionen für Objektzählung von sich überlagernden Objekten

Die Trennung von sich überlagernden Objekten kann über einen Flächenvergleich und/oder über ein Intensitätsvergleich erfolgen. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, Kreis- bzw. Elypsenförmige Objekte über eine Objekterkennung zu trennen.

Abb. Optionen für die Objekttrennung

4.4.1.2 Trennung von sich überlagernden Objekten über einen Flächenvergleich

Die Vergleichsfläche kann von Hand vorgegeben werden. Die Angabe erfolgt in Pixel. Hilfreich ist hierbei ein Anklicken des Referenzobjektes in der Schwarz/Gelb Darstellung. Die Pixel des Objektes werden dann ermittelt und automatisch in das Vorgabefeld eingetragen. Die zweite Möglichkeit zur Vergleichsflächenerzeugung besteht in der Ermittlung der Objektdurchschnittsfläche bzw. des Objektflächenmedian. Alle Objekte, die die unter Punkt 4.4 erläuterten Bedingungen erfüllen, werden nun mit der Referenzfläche verglichen. Ganze Teiler erhöhen den Objektzähler, der Rest wird in Abhängigkeit der Ähnlichkeitsvorgeben behandelt (Schieberegler).

Abb. Ergebnisanzeige mit Objekttrennung über Flächen-AVG

4.4.1.3 Trennung von sich überlagernden Objekten über einen Intensitätsvergleich

Eine weitere Möglichkeit sich überlagernde Objekte getrennt zu zählen, ist oft über eine Beurteilung der Objektintensität zu realisieren. Diese Option ist sowohl einzeln als auch mit der Flächentrennung (Punkt 4.4.1.2) oder der Objekterkennung (Punkt 4.4.1.3) zusammen einsetzbar. Sich vollständig überdeckende Objekte lassen sich so getrennt zählen, vorrausgesetzt die resultierende Intensität unterscheidet sich von der Intensität der Einzelobjekte. Wird diese Option zusammen mit der Flächentrennung gewählt, so besitzt die Flächentrennung Vorrang. Das heißt, es werden nur Objekte behandelt, die durch Flächentrennung nicht separiert gezählt werden konnten. Die Empfindlichkeit des Intensitätsvergleichs (Gesamtintensität aller Objekte, AVG bzw. Median) zur Objektduzschnittsintensität lässt sich auch hier mittels Schieberegler variieren.

4.4.1.4 Trennung von sich überlagernden Objekten über eine Objekterkennung

(Kreis bzw. Elypse)

Abb. Objekterkennung

Sich überlagernde, kreisförmige Objekte können über das Erkennen von Unregelmäßigkeiten in der Körperform erkannt werden. Die Fehlertoleranz bei kleinen Abweichungen (z.B. durch eine unebene Oberfläche des Objektes) kann angegeben werden. Erst nach Überschreiten dieses Wertes wird eine Richtungsabweichung als neues Objekt gezählt.

4.5 Schnittpunktanzahl im Rasterverfahren

Es werden die Schnittpunkte der Objekte mit einem Raster bestimmt. Der Rasterabstand ist frei wählbar. Dieses Verfahren wird z.B. zur Bestimmung der Pflanzenlänge nach Tennant verwendet. (Tennant D (1975) A test of a modified line intersect method of estimating root length) Umschalten in den Rastermodus:

Abb. Auswahl der Analysemethode Das Rastermaß kann im Menüpunkt Einstellungen -> Rastervorgaben eingestellt werden. Die gezählten Schnittpunkte werden im Raster rot markiert. Das Raster wird beim drücken des Reset-Buttons oder bei Bildwechsel automatisch über das gesamte Bild gelegt. Nach betätigen der linken Maustaste wird das gezeichnete Raster gelöscht. Ein Auszählen von Teilabschnitten des Bildes ist nach Markieren mittels rechter Maustaste möglich. Siehe auch Kap. 6.3

Abb. Ansicht der gezählten Schnittpunkte

4.6 Manueller Zähler

Dieses Verfahren dient der manuellen Auszählung von Objekte. (siehe auch Abschnitt 6.9)

Abb.: Scann-Methode Manueller Zähler

Einstellung -> Scann-Methode -> Manueller Zähler wählen. Danach können Sie die Größe der Markierung festlegen. Einstellung -> Marker

Es handelt sich um einen Kreis, der um den angeklickten bereich gezogen wird. Die Farbe der Markierung ist über Einstellung -> Marker -> Farbe für Markierung wählbar. Bei jedem Klick mit der rechten Maustaste wird die entsprechende Stelle markiert und der Zähler hochgezählt. Die letzte Zählung läßt sich mittels Button Rückgängig zurücknehmen. Wenn Sie das Bild und den Zähler löschen wollen, drücken Sie bitte den Reset-Button.

Abb.: manuell gezählte Zellkerne

5. Farbverteilung

Diese Funktion ermöglicht eine Analyse der Farbverteilung im Arbeitsflächenbereich. Diese Funktion kann bei der Grenzwertermittlung für die Objekterkennung hilfreich sein.

Abb. Farbverteilung 3D Ansicht

Das „Manövrieren“ in der Darstellung kann über die Button-Leiste oder mit Hilfe der Maus erfolgen.

Abb. Buttonleiste

Zum Vergrößern eines Teilbereiches der Darstellung, benutzen sie bitte die Lupen-Buttons oder markieren sie den gewünschten Bereich mittels Maus, bei gedrückter linker Maustaste. Ein Verschieben der Darstellung ist über die Pfeil-Buttons- oder über Mausfunktion bei gedrückter rechten Maustaste möglich. Das Wechseln zwischen Arbeitsbereich und Farbverteilung erfolgt über den Menüpunkt Extras -> Farbverteilung ermitteln bzw. Extras -> Arbeitsfläche anzeigen.

6. Einstellungen

6.1 Grenzwert für Objekterkennung

Es können die Grenzwerte für die Objekterkennung für die Farb- bzw. Grauwertanalyse manuell oder automatisch (Siehe 2.3.1) bestimmt und verwaltet werden. Die Eingestellten Werte werden nach Programm-Ende gespeichert und beim nächsten Start automatisch geladen.

6.2 Einheiten

Unter dem Menüpunkt Einheiten lassen sich folgende Maßeinheiten für die Ergebnisausgabe einstellen: Meter, Millimeter, Zentimeter, Inch bzw. Zoll.

6.3 Mauszeiger und Raster

Bei der manuellen Vermessung und der Bildausschnittmarkierung mittels Maus, wird der markierte Bereich im Bild gezeichnet. Diese Markierungen verschwinden beim Loslassen der Maustaste. Das generelle Anzeigen der Markierung kann über diesen Menüpunkt eingestellt werden. Auch bei der Raster-Schnittpunktzählung wird das verwendete Raster sichtbar über das Bild bzw. über den Bildausschnitt gelegt (Kap. 4.5). Dieses Zeichnen kann optional unterbunden werden.

6.4 Weißabgleich

Bei dieser Funktion erfolgt ein automatischer Bildimport über das ausgewählte Gerät. Es sollten sich keine Objekte auf der Bildebene befinden. Die Maximalwerte der gefundenen Bildpunkte (Grauwert) werden angezeigt und sollen einer besseren Einstellung der Grenzwerte bei der Objekterkennung dienen. Im Idealfall ist dieser Wert bei einem Scanner 255 (weiß), d.h. es wurden keine störenden Objekte (beispielsweise Staub) gefunden. Sollte der ermittelte Wert kleiner als 255 sein, so ist eine Objektunterscheidung auch erst unterhalb dieses Messwerten möglich. Beispiel:

Abb. empfohlener Grenzwert für die Objekterkennung

Eine genaue Auswertung kann über die Grafik der Farbverteilung erfolgen. (siehe auch Kap. 5)

Abb. Farbverteilung gesamt und vergrößerter Bereich um den Grauwert 64

6.5 Sprache / Language

Zur Zeit ist ein Wechsel der Programm-Sprache zwischen Deutsch und Englisch möglich.

6.6 dpi und Farbtiefe

Über diesen Menüpunkt ist das Einstellen der verwendeten Auflösung und der Farbtiefe möglich. Bei Bilddatenerzeugung über Twain-Schnittstelle oder beim Öffnen von Bilddateien mit MYP-Format, erfolgt die Einstellung automatisch. Das Öffnen anderer Formate (BMP,JEPG) erfordern eine manuelle Eingabe dieser Werte. Die Parameter für die Bildauflösung haben direkten Einfluss auf die Analyseergebnisse.

Abb. Auflösung und Farbtiefe

6.7 Vergrößerungsfaktor

Auch der Vergrößerungsfaktor hat direkten Einfluss auf die Analyseergebnisse. Er wird bei der Bilddatenerzeugung mittels Mikroskop oder Digitalkamera benötigt und muß immer von Hand eingegeben werden. Siehe auch Kap. 2.3.

6.8 Scann-Methode

Über diesen Menüpunkt erfolgt die Auswahl der Analysemethode 2D Flächenbestimmung oder Raster-Schnittpunkt zählen. Siehe Kap. 4.1 und Kap. 4.5.

6.9 Speichern nach Bilderstellung

Ist diese Option gewählt, wird nach einem Scann bzw. nach der Erstellung eines Bildes automatisch eine Speicheraufforderung ausgegeben. Es wird so das Speichern des Originalbildes ermöglicht.

7. Extras

7.1 Zerschneiden und Zählen

Dieser Menüpunkt enthält ein Werkzeug zum manuellen Zählen von Bildobjekten. Die aktuelle Bilddatei wird entsprechend der Vorgaben ‚Schneide nach’ in Teilbilder zerlegt.

Abb. Vorgabe für Bildschnitt

Der Button Schneiden bewirkt ein erneutes Schneiden und löscht die aktuellen Zählerstände.

Abb. Zerschneiden und Zählen Die Teilbilder werden in der rechten Scrollbox angezeigt. Das aktive Teilbild ist rot umrahmt und gleichzeitig im Arbeitsfenster zu sehen.

Im Beispiel wurde die Bilddatei in 15 Teilbilder geschnitten. Ein Wechsel des aktiven Teilbildes ist mittels der Tasten 5 (Vor) und 4 (Zurück) möglich. Der Zähler wird über die Tasten + bzw. – beeinflusst. Diese Funktionen sind auch über ein Popup-Menü steuerbar.

Abb. Popupmenü rechte Maustaste

Der Button ‚Zähler löschen’ bewirkt ein Rücksetzen des Zählers der aktiven Teilansicht.

Der Gesamtzählerstand wird nach dem Erreichen des letzten Teilbildes ausgegeben.

7.2 Kalibrieren

Diese Funktion ermöglicht eine Anpassung der DPI Werte an die tatsächlichen Größenverhältnisse. Eine Anpassung ist z.B. bei unbekanntem Vergrößerungsfaktor (Digitalkamera) nötig. Es wird ein Bild mit Maßstabsabbildung benötigt (siehe Beispielabbildung).

Abb. Imagekalibrierung mittels Maßstab

1. Kalibrierungsstrecke und Einheit auswählen 2. linke Maustaste drücken und die Messstrecke abfahren

Nach Abschluss der Einstellungen Button Kalibrierung Beenden drücken.

7.3 Lupe

Die Funktion Lupe öffnet zusätzlich ein Lupefenster. Der Vergrößerungsfaktor ist frei wählbar.

Abb.: Lupenfenster

7.4 Vermessungs-Skala

Es wird eine Vermessungsskala in das geöffnete Bild eingeblendet. Die Position und die Dimension dieser Skala ist frei wählbar. Die Maßeinheit und den Skalenabstand wählen Sie bitte unter dem Menüpunkt Einstellungen-> Vermessungs-Skala.

7.4.1. Ein- bzw. Ausblenden

Blendet die Vermessungsskala ein bzw. aus. Analysefunktionen werden bei eingeblendeter Vermessungsskala nicht beeinflusst.

7.4.2 Position

Die Vermessungsskala kann frei innerhalb des Hauptbildes positioniert werden. Bei geöffnetem Positionsfenster, können Sie die Start- und End-Position mit der Maus im Analysebild festlegen. Dazu fahren Sie mit der Maus zu der gewünschten Startposition im Bild und drücken (und halten) die linke Maustaste. Ziehen Sie jetzt die Maus zur Endposition und lassen die linke Maustaste wieder los. Die Vermessungsskala wird eingeblendet. Nach dem Schließen des Positionsfensters stehen Ihnen wieder alle Analysefunktionen zur Verfügung.

Abb.: Vermessungsskala

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8.1 Registration

Hier erfolgt die Eingabe der Registrierungsdaten. Bitte geben Sie die erhaltene Lizenznummer und den Registrierungsnamen ein. Nach erfolgreichem Test dieser Daten wird aus dem Demoprogramm eine Vollversion.

Abb.: Registrierung

8.2 Hilfe

Diese Funktion ruft das Hilfedokument auf.

8.3 Update

Diese Funktion sucht automatisch nach Updates des GSA -Image Analysers.

Neue Versionen können in das selbe Programmverzeichnis wie die Vorgängerversion installiert werden. Persönliche Einstellungen und der Registrierungsschlüssel bleiben von der Update-Installation dann unberührt.