利用MATLAB实现医学图像处理与分析
利用MATLAB实现医学图像处理与分析边缘是图像最基本的特征。所谓边缘是指图像周围像素灰度有阶跃变化或屋顶状变化的像素的集合, 它存在于目标与背景、目标与目标、区域与区域、基元与基元之间。边缘具有方向和幅度两个特征, 沿边缘走向, 像素值变化比较平缓; 垂直于边缘走向, 像素值变化比较剧烈, 可能呈现阶跃状, 也可能呈现斜坡状因此, 边缘可以分为两种: 一种为阶跃性边缘, 它两边的像素灰度值有着明显的不同; 另一种为屋顶状边缘, 它位于灰度值从增加到减少的变化转折点。对于阶跃性边缘, 二阶方向导数在边缘处呈零交叉; 而对于屋顶状边缘, 二阶方向导数在边缘处取极值。第6期高向军,等:利用 MATLAB实现医学图像处理与分析1749d imw rie( modif, ank le_new series d en, n b)在 MATLA B中,笔者实现算法如下:a读入图像,预定义3.2 Levelset图像分割初始轮廓,如图3(a)所示;b定义离散化水平集函数;c)曲线在医学图像分割研究中,基于 level set技术的活动轮廓模演化,递准过程;d)求解演化后的零水平集,即为分割图像的型正引人注目。本实例在 MATLAB环境中,实现了Chm和边缘,如图3(b)所示。Ⅴese提出的无梯度的活动轮廓模型,并应用在医学图像分割之中。4结束语CⅤ分割方法的基本原理如下:没定义域为Ω的图像uo实践证明,MAT^AB软件功能强大、数据计算能力突出、被闭合边界C划分为目标O(C的内部)和背景B(C的外语言简洁易读。使用图像工具箱中的医学图像处理函数可以部)两个同质区域。两个区域的平均灰度分别为c1和c2此时方便快捷地实现医学图像的读写及简单处理功能。本文用实能量函数可看做为外部能量和内部能量之和,即例证明了在 MATLAB环境中可以方便、快速、有效地实现复杂E(cIc> C)=EinsidefC)+Eoutsidec)医学图像处理算法。同时Ⅵ ATLAR工具箱涉及的专业领域广H, m isc,(uo-Ci2dx dy+泛且功能強大。由于工具箱具有可靠性和开放性,可以方便H2IJout ie c)(o-C2)2dedy-YICI地直接加以使用,也可以将自己的代码加到工具箱中以改进函数功能。因比,在Ⅵ ATLA B(R2006b)环境下,实现医学图像的处理和分析具有很大的应用优势和价值。参考文献:1」田捷,包尚联,周明全.医学影像处理与分析[Ⅵ].北京:电子工业出版社,2003.(a)初始图像(b)分割结果「2]张尢赛,陈福民·D)IαM医学图像窗口变换的加速算法[J.计图3 Level set分割结果算机工程与应用,200339(13):218-2203]王立功,刘伟强,于甬华,等.DCOM医学图像文件格犬解析与当闭合边界C处于两个同质区域的边界时,能量达到最应用研究[J计算机工程与应用,20642(29):210212225小。为了解决曲线的拓扑变化问题,C-V分割法采用了水平[41曾筝,董芳华,陈咣,等.利用 MATLAB实现C断层图像的三维集方法,将闭合边界C嵌入高一维的曲面ψ中,根据初始闭合重建[J·CT理论与应用研究,200413(2):24-29曲线c构造一个内正外负的符号距离水平集函数中这样就5l任忠宝,李佳·基于 MATLA B的颅面三维重构技术J·计算机将关于闭合曲线C的能量函数转换为关于曲面中的能量函(6]王家文,李迎军.MAAB7.0图形图像处理(M].北京:国防数,再通过变分技术可以得到关于曲面的偏微分方程模型,即工业出版社,2006冲=1中/Yd(y中/1中1)-1(mo-c12+2(no-c2)2通(71HANT, VESE L. A ctive con bou rs w ithou t edges JI. EEE Tans过求由面的零水平集就可以得到C的位置mage Process 2001, 10(2): 266 277(上接第1740页)相比,本文算法虽然计算量有所增大,但能acam pos itc m ethod[ J]. Pattern Recogn tion 1982, 22(4: 381正确区分质量中等区域和质量较差的区域,并将背景区域和质385.量较差、后继算法无法恢复的噪声区域分割,保留质量巾等41 MEHTRE B M. F ngerp rmt m age ana ls s for autm atic ren tifica tion区域,使后续算法的处理区域更精确。I J] M achine Vis ion and App lica tons 1993, 6(2-3): 124-1395]苏彦华·Ⅴ balc++数字图像识別技术典型業例[M]·北京:人4结束语民邮电出版社,2004I6]耿茵茵,唐良瑞.指纹图像分级分割算法ⅠJ.北方工业大学学本文提出了一种改进的基于指纹灰度特性的指纹图像分200012(3):2-26割算法,克服了传统自适应阈值分割算法在指纹与背景交接区[7]甘树坤,欧宗瑛,魏鸿磊,基于灰度特性的指纹图像分割算法[J域,以及指纹内部脊线太淡或脊线粘连的区域分割不准及分割古林化工学院学报,200623(1):68-71前景边界的方坎效应问题,适用于更多类型的指纹图像,且分[8] ROSENFILD A, KAK A C. Digita I im age process ing[M].Naw割比较精确。实验结果表明,该算法的分割效果很好,对前景Yor a cadem i press 1976区和背景区的分割更加灵活准确,有效降低了指纹图像噪声的[9]G0 NAZALES R C. WOODSR E. D igital m age processing[M I影响,它不仅能分割出指纹质量较好的图像,也能有效地分割Read a add ison w esley 1992噪声干扰较大的指纹图像,经过分割后的图像指纹纹线清晰、「11田捷,杨鑫,生物特征识别技术理论与应用M],北京:子工业出版社,2005流畅,具有较强的适应性和很高的实用价值。目前该算法已被应用到成熟的指纹识别算法中。10]吴|金,朱兆达图像处理中阂值选取方法3年(192-1992)的进展(12)[J.数据采集与处狸19938(3):1920}(4):26278.参考文執I 12 BAZEN AM, GEREZ S H. Segn en tation of fingeprin t m ages[ c]//l]陆颍.指纹自动识别原理与方法综述[J]·工栏数学学报.2004Prme of the 12th Annual W orks op on C icu its Sys kms and Sign al21(6):10031010Pocess ng Neherland I s n, 2001 276-2802]硎 HANG J anwei I Heng li s udy on segm ent a lgorithm in au m a[l3]冯星奎,颜祖泉,肖兴明,等.指纹图像合成分割法[J.计算机l i fige prill ilen Lifica lion[ J. M cro oomputer Applica tons应用研究,200017(1):7G77199915(12)202214]韩思奇,王蕾·图像分割的阈值法综述丨J].系统工程与皃子技13 CMEBTREUM.C是是出m出是 lishing630 bihgts-ycscrved.htp/w. cnkinct
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Canopen控制伺服驱动中文资料(使用者手册)
Canopen协议控制埃斯顿伺服驱动使用者中文版手册,可以帮助初学者理解canopenEsTUN埃斯自动化伺服使用于册目录第章概述1.1cAN主要相关文档1.2本手册使用的术语和缩语1.3 CANopen概述第章接线和连接第章通讯3.1cAN标识符分配表3.2服务数据对象SD03.3过程数据对象PD03.4SYNC报文3.5 Emer gency报文3.6 HEARTBEAT报文3.7网络管理(NMT)第章单位换算单元4.1单位换算相关参数4.2 Position factor4.3 Ve locity factor4. 4 Acceleration factor第章位置控制功能第章设备控制6.1控制状态机6.2设备控制相关参数6. 2. 1 Contro/word6.2.2 Statusword6. 2.3 Shutdown option code6.2.4 Disab/e operation option code6.2.5 Quick stop option code6.2. 6 Ha/t option code6.2.7 Fault reaction option code第章控制模式7.1控制模式相关参数7. 1.1 Modes of operation7. 1.2 Modes of operation disp/ay7.2回零模式( HOM I NG MODE)7.2.1回零模式的控制字7.2.2回零模式的状态字EsTUN埃斯自动化伺服使用于册7.2.3回岺模式相关参数7.2.4回零方法3速度控制模式(PROF| LE VEL0 CITY MODE)7.3.速度模式的控制字7.3.2速度模式的状态字7.3.3速度控制模式相关参数7.4位置控制模式(PR0FLEP0s|T0NM0DE)74.1位置模式的控制字7.4.2位置模式的状态字7.4.3位置控制相关参数7.4.4功能描述7.5位置插补控制模式( I NTERPLATION P0S| TION MODE)7.5.1位置插补馍式的控制字7.5.2位插补模式的状态字7.5.3位置插林控制关参数7.5.4功能描述第章通讯相关参数控制模式第章通讯例程9.1S00操作2PD0配置9.3位置控制例子( Profile positon mode)4位置插补控制( Interplate position Mode)9.5回零第章其他功能10.1总线输入10.2占位对象附录对象字典表EsTUN埃斯自动化伺服使用于册第章概述1CAN主要相关文档2本手册使用的术语和缩语控制器局域网在自动化国际用户和制造商协会中的通讯对象,在网络上的一个传输单元。数据在内部沿着整个网络传输。本身是消息帜的一部分。电子数据表,在配置网络时需要使用的一个节点专用格式文件。文件包含关于节点及其字典对象(参数)的常规信息。层管理,给定模型中的应用层服务元素之一。它用来配置给定模型中每层的参数网络管理给定模型中的应用层服务元素之一。它负责网络上的初始化、配置和故障处理。在本地存储某个设备所识别的所有通讯对象()。参数参数是驱动器的一个操作指令。可以使用驱动器操作面板或者诵过来读取和修改参数进程数据对象,一种用来传输时间关键数据,比如控制命令、给定值和实际值。表示只读访问。表示读写访问EsTUN埃斯自动化伺服使用于册服务数据对象,一种用来传输非时间关键数据,比如参数。3 CANopen概述是一个基于(控制局域网)串行总线系统和(应用层)的高层协议假定相连设备的硬件带有一个符合标准的收发器和一个控制器。通讯协议包括周期和事件驱动型通讯,不仅能够将总线负载减少到最低限度,而且还能确保极短的反应时间。它可以在较低的波特率下实现较高的通讯性能,从而减少了电磁兼容性问题,并降低了电缆成本设备协议定义了直接访问变频器参数机制以及时间关键进程数据通讯满足(自动化中的)标准(变频器和运动控制),只支持刮造商专用操作模式。所用的物理介质是符合标准,采用分驱动机制和公共反馈的双线总线。总线的最大长度取决于通讯速度,具体规定如下通讯波特率最大总线长度从理论上来说,最多可以有个节点。不过,在实际应用中,最大节点数量取决于所用收发器的性能。更多信息可参见自动化国际用户和制造商协会的文献(EsTUN埃斯自动化伺服使用于册第章接线和连接通讯用连接器的端子排列端子记号名称功能保留通讯用端子隔离地通讯用端子通讯用端子通讯用端子注:的、引脚不能短接在一起。通讯用连接器的端子排列端子记号名称功能保留通讯用端子隔离地通讯用端子通讯用端子通讯用端子呕动器总是作为通讯电缆输入端子,总是作为通讯电缆输出端子(如昊还需连接从站,电缆从该端子连接到下一从站设备;如果不需连接其他从站,可以在该端子加终端电阻)。多台驱动器连接时,严禁直连任意台驱动的举例,网络由三台驱动器组成,电缆接线如下驱动器的的→驱动器的,的驱动器的欧终端电阻总线线路必须用在和线之间每端连接的欧姆()电阻来终接,如下所示。CAN-SHIELDCAN-SHIELDICAN-SHIELDCAN-GNDCE CAN-GND XXCAN-GND120g2CAN-HCAN-HCAN-H1209总线电缆请选用有两对双绞线的带屏蔽层电缆:一对双绞线分别接和,另外一对双绞线直接接EsTUN埃斯自动化伺服使用于册第章通讯提供了所有的网络管理服务和报文传送协议,但并没有定义对象的内容或者正在通讯的对象的类型(它只定义了,没有定义),而这正是切入点。是在基础上开发的,使用了通讯和服务协议子集,提供了分布式控制系统的一种实现方案。在保证网络节点互用性的同时允许节点的功能随意扩:或简单或复杂。的核心概念是设备对象字典(),在其它现场总线)系统中也使用这种设备描述形式。通讯通过对象字典()能够访问驱动器的所有参数。注意对象字典不是的部分,而是在中实现的。通讯模型定义了如下几种报文(通讯对象)缩写详称说明用于非时间关键数据,比如参数用于传输时间关键进程数据(给定值、控制字、状态信息等)。用于同步节点。用于传输驱动器的报警事件。用于网络管理。用于监测所有节点的生命状态通过数据帧在主机(控制器〕和总线节点之间传输数据。下图说明了数据帧的结构。仲裁域帧头控制域数据域校验域应答域帧尾(通讯对象标识符)(远程请求或位本驱动器暂不支持远程帧。其中(通讯对象标识符)分配:功能码(节点地址)STUN埃斯自动化伺服使用于册3.1CAN标识符分配表功能码相应通讯参数通讯对象(进制)进制在中的索引(发送)(接受)(发送)(接受)(发送)(接受)(发送)(接受)(发送)(接受)注意的发送接受是由()节点观察的。本驱动器的支持个发送个接受。EsTUN埃斯自动化伺服使用于册3.2服务数据对象SD0用来访问一个设备的对象字典。访问者被称作客户对象字典被访问且提供所请求服务的设备被称作服务器客户的报文和服务器的应答报文总是包含字节数据(尽管不是所有的数据字节都一定有意义)。一个客户的请求一定有来自服务器的应答。有种传送机制加速传送(最多传输字节数据分段传送(传输数据长蒉大于字节基本结构如下命令对象索引对象子索引报文对参数读写操作格式Read commandsWrite commandsLOW-Byte of main index(hex)High-Byte of main index(hex)UINT8/NT8Subindex(hex)Token for 8 bitCommand 40 IXO X1 su2FhIDⅨX1sUDoAnswer4Fn IXO IX1 SU DO60hIoⅨX1sUUINT16/INT16Token for 8 BitToken for 16 BitCommand40nX0Ⅸ1sU2BhⅨ0Ⅸ1 SU DO D1Answer4BnIX0Ⅸ1SUD0D160hl0Ⅸ1SUToken for 32 BitUINT32/NT32Token for 16 BitCommand 40Xo X1 SU23IoⅨX1 SU DO D1D2D3Answer43nⅨ0Ⅸ1SUD0D1D2D360hDXoⅨX1sUToken for 32 Bit举例
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