particles image analysis system
快速參考手冊
概述歡迎使用pias顆粒分析軟體。pias顆粒分析系統是一工作在windows作業系統下的24位真彩色通用顆粒檢測與分析系統。pias採用先進的顆粒分析演算法，能對各種顆粒進行處理、分析和檢測，是顆粒檢測與分析的有效工具。
一、pias能完成那些工作
pias提供的顆粒處理與分析功能，覆蓋顆粒定量分析的幾乎所有應用領域，包括材料、冶金、醫藥、生物、化工、摩擦學等各種需要利用顆粒手段進行統計學和形態學自動分析、測定的領域。凡是與顆粒形態學有關的各種檢測與分析都可以利用pias來完成。例如組織細胞形態學分析，金屬顯微組織及晶粒度分析，油料中汙染物含量分析，農業種子形態分析，各種微小異行零件幾何尺寸測量，化學工業中各種反應物粒子的形態分析等都可以利用pias來完成。
利用pias提供的分析結果，可使企業質量控制更具科學依據，提高企業管理水平和對外形象，是企業從事科技新產品開發，產品質量監控的有效工具。pias亦可作為理論教學、實驗分析和基礎科學研究的有效工具。
二、pias的主要特點
● 符合gb15445，美國astm112 及iso9276標準；
● 支援twain介面標準掃瞄器及數字相機，支援多種顆粒採集卡；
● 充分利用windows系統資源，全面支援win98，winme/win2k/winxp操作環境；
● 最新的程式設計手段，全漢化**介面，可泊位圖形工具條，使用簡潔、直觀、方便、快捷，只需點選滑鼠，便可完成分析；
● 提供**中文幫助提示，無需專業培訓，便可掌握使用方法；
● 提供多種功能強大的區域選取工具，可對任意形狀的區域進行處理與分析；
● 可完成包括色度調整，顆粒變形，數學形態學處理，顆粒增強，顆粒匹配，紋理分析，特徵識別等一百多種專業顆粒處理與分析功能；
● 支援24位真彩色顆粒採集、支援rgb、cmy、hsv、lab、yuv等彩色模型的處理與分析；
● 分析資料的視覺化處理使分析結果與顆粒之間構成直接對映關係，便於觀察分析；
● 先進的顆粒自動識別、粘連顆粒自動切分功能，保證了複雜顆粒的準確分析；
● 自動分析處理步驟編輯功能，能夠完成全自動分析過程的設定；
● 悔步、重複功能，使使用者能夠找到最佳處理路徑；
● 幾何引數測量功能，細長體、塊狀體、顆粒體、線狀體等各種特徵體的自動定量分析功能，分析引數達一萬多項。
● 分析結果可存入資料庫，進行統計分析，製作圖表，列印報告，並可以**質量輸出顆粒。
三、pias主要處理與分析功能
1. 幾何尺寸檢測
點、直線、曲線、圓、橢圓、矩形、任意形的長度、角度、面積、周長等幾何引數測量。測量單位微公尺、公釐、厘公尺、分公尺、英吋任選；
2．顆粒變形及幾何矯正
水平映象、垂直映象、平移、傾斜，縮放、旋轉、透視、漫遊、任意、網狀變形等；
3．區域選取工具
魔杖、套索、橢圓、矩形、圓形工具、方形工具；
4．區域處理
區域反選，區域擴大，區域縮小，邊界圓滑、平移、縮放、旋轉、任意變形；
5．顆粒處理
（1） 色調處理
負象、灰值化、色調調整、顏色平衡、亮度反差調整；
（2） 圖增象強
照明場均勻、直方圖拉伸、直方圖均衡，灰值函式變換等；
（3） 邊緣檢測
roberts、laplace、kirch、prewitt、水平、垂直、左45、右45等邊緣檢測；
（4） 顆粒平滑
均值、中值、低通濾波等；
（5） 灰值形態學
腐蝕、膨脹、開、閉，開閉、波峰、波谷、形態學梯度、混合濾波等；
（6） 顆粒常數運算
rgb各通道加、減、乘、除、乘方、指數等運算；
（7） 顆粒間運算
rgb各通道加、減、乘、除、與、或、非、與非、或非、最大、最小、距離、特徵與等運算；
（8） 其他濾波器
自定義濾波器、馬賽克、黑斑去除、黑區增強等；
6．分析目標處理
分析目標擴大，分析目標縮小，邊界圓滑、分析目標刪除、孔洞填充、內外輪廓抽取、形態學梯度，骨架化，骨架純化，分支修剪，斷點修復等；
7．分析引數
共十一類，包括：
（1） 幾何引數
（2） 位置引數
（3） 當量幾何引數
（4） 外接幾何引數
（5） 光密度引數
（6） 形態學引數
（7） 矩引數
（9） 紋理引數
（10） 孔洞引數
（11） 其他引數
其中個體引數100多項，統計引數100多項，分析引數。總數達10000多項。
9．分析引數視覺化處理
分析結果與顆粒之間直接影射顯示。特定目標及其長軸、質心、外接矩形、凸包，編號等抽取顯示。分析目標不同透明度顏色疊層顯示；
10其他功能
系統還提供了吸管、畫筆、填充、直線、移動、剪裁等十多種互動式處理工具；
五、pias使用方法簡介
歡迎使用pias顆粒分析軟體。pias採用先進的顆粒分析演算法，能對各種顆粒進行處理、分析、檢測。
pias可分為以下幾個功能部分：
1．顆粒處理部分
2．區域選取與處理部分
3．分析目標選取與處理部分
4．目標分析部分
5．顆粒輸入輸出部分
6．系統引數設定
7．互動式工具
pias完成顆粒分析的過程，可用下面的框圖來描述：
下面說明系統的使用方法。
一． 顆粒輸入
顆粒有三種輸入方式：
1．用攝象機採集
2．從磁碟中調入
3．從剪貼簿輸入
二．分析區域選取（roi）
如只對整個顆粒中的某個區域感興趣，可利用以下六種
工具將其選取出來，再對這一分析區域進行處理及分析。
如未選取分析區域，則分析將對整幅顆粒進行。
1． 魔杖
2． 橢圓形區域選取工具
3． 矩形區域選取工具
4． 任意形（套索）區域選取工具
5． 圓形區域修正工具
6． 方形區域修正工具
三．分析區域處理
pias提供了下面多種分析區域處理功能，可對選取後的區域做進一步的處理，這些功能包括以下八類。
1． 分析區域反選
2． 分析區域消除
3． 分析區域縮小
4． 分析區域擴大
5． 分析區域邊界外圓滑
6． 分析區域邊界內圓滑
7． 分析區域邊界內外圓滑
8． 分析區域自由變換
四．顆粒處理
顆粒處理包括以下兩大類：
4．1顆粒幾何變換
顆粒幾何變換完成顆粒的幾何形狀變形處理，包括以下處理：
1． 水平鏡象
2． 垂直鏡象
3． 水平傾斜
4． 垂直傾斜
5． 顆粒縮放
6． 顆粒旋轉
7． 顆粒自由變換
8． 顆粒漫遊變換
4．2顆粒處理
1． 負象
1． 灰值化
2． 二值化
3． 色調調整
4． 色調平衡
5． 亮度反差調整
6． 照明場矯正
7． 灰值變換
8． 邊緣檢測
9． 顆粒平滑
10． 灰值形態學
11． 顆粒運算
12． 自定義濾波器
13． 馬賽克
五．分析目標選取
分析目標選取是完成資料分析的關鍵步驟。我們可以將目標著色（標記）成不同的顏色，來完成目標的選取。用於目標標記的顏色可以通過分析目標顏色設定功能來完成。
1．分析目標選取
2．分析目標顏色設定
六．分析目標處理
1. 分析目標縮小
2. 分析目標擴大
3. 分析目標邊界外圓滑
4. 分析目標邊界內圓滑
5. 分析目標邊界內外圓滑
6. 分析目標自由變換
7. 分析目標刪除
8. 分析目標空洞填充
9. 分析目標外輪廓
10. 分析目標內輪廓
11. 分析目標內外輪廓
12. 分析目標形態學梯度
13. 分析目標骨架化
14. 分析目標骨架處理
七．目標分析
系統提供了下面分析功能，可以根據分析目標的特徵，採用不同的分析方法，完成幾何、光密度、當量引數等11類共計100多項分析，具體功能包括：
1．顆粒自動切分分析
2．含孔自動分析
3．塊狀體分析
為了方便提觀察分析結果，系統提供了下面視覺化功能：
1．目標編號
2．單目標分析結果觀察
1． 視場分析結果觀察
分析結果處理
分析操作完成後，得到的分析結果資料會顯示在下圖所示的資料對話方塊內。這些資料與影象之間存在一一對應的關係。我們稱這些資料為視覺化資料。
利用它們可以直接找到對應的影象目標。同樣，根據影象目標也可以找到其對應的資料。
對視覺化資料可以做下面的操作：
（1） 資料與影象目標之間的對映。操作如下：
1） 資料到影象目標的對映：用滑鼠點選資料，對應的目標會用紅色輪廓顯示。
2） 影象目標到資料的對映：
（2） 資料的排序操作
用滑鼠點選相應引數的表頭，該項引數便會按從小到大的次序從新排列。
（3） 分析目標刪除
由於分析資料與分析目標之間存在一一對應的關係，故通過刪除列表中的資料便可刪除相應的目標。
資料分析
系統完成影象分析測試後,得到全部視覺化引數,在此基礎上可加入面向應用的分類資料.分析。在分析選項中選取統計分析選項到表框，再按分析鍵，彈出單項引數分析對話方塊。
其中，引數選項列表框中給出了系統檢測的所有引數，共計100項。運算選項列表框給出了關於這些引數的所有運算，共計90項，即對每一種測量引數，系統可完成90種不同的運算，故系統共可完成9000項引數分析。
另外，插入選項中給出了一些視場和分析區域有關的引數，共計11項。對話方塊的右邊為各項引數按圖示繪製的直方圖和累積分布。對話方塊的下部為各項引數完成不同運算後得到的結果。
使用者可根據不同的應用完成不同的分析，並製作不同的分析報表。例如，要得到視場中分析目標的總數、總面積和總周長的分析結果，可以按下面方法做報表：
1） 在插入選項列表框中選分析目標總數。
2） 在引數選項列表框中選面積
3） 在運算選項列表框中選代數和
4） 按計算鍵
結果便出現在分析結果列表框中，這時可存檔或列印。
資料存檔
資料存檔可根據不同的選項來完成。按選項鍵，會彈出分析引數選取對話方塊，從中可選取相應的引數，按存檔選項列表框，可選擇資料的存檔型別。
呼叫excel作資料統計分析
如果使用者希望對資料作各種特殊分析，可以通過系統提供的ole自動化功能直接呼叫office的excel來完成。
在分析選項中選呼叫excel，按分析鍵，系統會啟用excel 並將所有選中的引數直接鍵入excel。這時，使用者可利用它完成資料的進一步分析。
單目標分析
目標分析完成後，選中分析選單中的單項分析選項，這時滑鼠會變成乙個手指，用手指
點選要分析的目標，便會彈出單目標分析對話方塊。目標影象以及相應的引數會顯示在對話方塊中，選擇特徵顯示列表框中的不同特徵，這些特徵更會標註在影象上。
自動分析
對於大量重複的操做和處理分析過程，系統提供了自動處理及分析功能。
首先，選擇設定選單選項中的自動分析步驟設定項，此時會彈出操作排序對話方塊，將可選擇操作中列出的影象操作選入實際執行操作序列，以後操作時，按分析選單中的自動分析項便可完成預先設定的操作步驟。
八、系統引數設定
在完成各種分析之前，應當設定好各種分析引數。系統引數設定包括以下幾項內容：
1. 落射光分析
2. 透射光分析
3. 自動處理及分析步驟設定
4. 系統測量尺寸設定
5. 採集顆粒尺寸設定
6. 分析引數設定
7. 分析統計引數設定
落射光分析
當光線從分析目標的正面照射時，往往表現為目標的亮度比背景的亮度高，這時應選擇落射光分析。
透射光分析
當光線從分析目標的背面照射時，往往表現為目標的亮度比背景的亮度暗，這時應選擇透射光分析。
系統尺寸標定
九．系統工具
1．區域移動工具
2．顆粒移動工具
3．顏色蘸取工具
4．畫線工具
5．鉛筆工具
6．填充工具
7．魔杖
8．橢圓形區域選取工具
9．矩形區域選取工具；
10．任意形（套索）區域選取工具
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