Множественные данные

Арифметические операции

Обработка данныхМножественные данныеАрифметические операции

Модуль арифметики над данными позволяет проводить произвольные операции над точками отдельного поля данных или соответствующими точками нескольких полей данных (на текущий момент до восьми). И, хотя это не является его главным предназначением, он может использоваться как калькулятор с непосредственным расчётом выражений. Синтаксис выражений описан в разделе Выражения.

Выражение может содержать следующие переменные, соответствующие значениям отдельных полей данных:

ПеременнаяОписание
d1, …, d8Значение данных в точке. Значение записывается в форме основных физических величин, например, для высоты в 233 нм, значение d1 равно 2.33e-7.
m1, …, m8Значение маски в точке. Значение маски равно либо 0 (для немаскированных точек) либо 1 (для точек под маской). Переменные маски могут использоваться и если маска не задана, значение равно 0 во всех точках в этом случае.
bx1, …, bx8Производная по горизонтали в точке. Снова значение в физических единицах. Производная считается как стандартная симметричная производная, кроме точек на границе, где берётся производная только с одной стороны.
by1, …, by8Производная по вертикали в точке, определяется так же, как и производная по горизонтали.

В дополнение определяется константа π, которую можно набирать либо как π, либо как pi.

Поля данных, которые реально используются в выражении должны быть совместимы. Это означает, что их размеры (как физические, так и в пикселях) должны быть идентичны. Другие поля данных (те, что не входят в выражения) ни на что не влияют. Результат всегда помещается в созданное заново поле данных в текущем открытом файле (который может отличаться от файлов, содержащих все операнды).

Поскольку модуль расчёта не может автоматически вывести правильные физические единицы измерения результата, единицы должны быть явно указаны. Это можно сделать двумя путями: или выбрав поле данных с теми же единицами значений, что должны быть у результата, или выбрав опцию Задать единицы и введя единицы вручную.

Следующая таблица содержит несколько простых примеров выражений:

ВыражениеЗначение
-d1Инвертирует значение. Результат очень похож на Инвертировать значение, за исключением того, что последнее инвертирует значения относительно среднего в то время, как здесь мы просто меняем знак у значений,
(d1 - d2)^2Квадрат разницы между двумя полями данных.
d1 + m1*1e-8Модификация значений под маской. Конкретно в этом случае значение 10-8 добавилось ко всем точкам под маской.
d1*m3 + d2*(1-m3)Комбинация двух полей данных. Точки берутся либо из поля 1, либо из 2, в соответствии с маской, заданной на поле 3.

В режиме калькулятора выражение вычисляется сразу по мере его ввода и результат показывается под полем ввода выражения. Не требуется совершать специальных действий чтобы переключаться между выражениями над полями данных и калькулятором: выражения, содержащие только численные величины рассчитываются сразу, выражения, содержащие поля данных используются чтобы рассчитать новое поле данных. Изображение предпросмотра, показывающее результат операции с полями не обновляется сразу следом за набором выражения; его можно обновить или нажатием на кнопку Обновить или нажатием Enter в поле ввода выражения.

Встраивание фрагмента

Обработка данныхМножественные данныеВстроить

Встраивание вставляет фрагмент, изображение с более высоким разрешением, внутрь более крупного изображения. Изображение, на котором была запущена функция формирует большое, базовое изображение.

Положение фрагмент может быть задано вручную на большом изображении с помощью мыши. Кнопка Уточнить может быть затем использована для получения точных координат в окрестности текущей позиции, которые дают максимум корреляции между фрагментом и большим изображением. Или наиболее подходящее положение может быть найдено на всём изображении с помощью кнопки Найти.

Следует отметить, что корреляционный поиск не чувствителен к масштабу значений и смещении. следовательно, автоматический поиск соответствия основан исключительно на свойствах данных, абсолютные значения высоты не играют значения.

Разрешение результата контролирует размер и разрешение результирующего изображения:

Увеличить разрешение большого изображения
Разрешение результата определяется разрешением встраиваемого фрагмента. Следовательно, масштаб большого изображения увеличивается.
Снизить разрешение фрагмента
Разрешение результата определяется разрешением большого изображения. Масштаб фрагмента уменьшается.

Выравнивание фрагмента выбирает преобразование значений z фрагмента:

Нет
Подстройка значений z не производится.
Среднее значение
Все значения изображения фрагмента сдвигаются на постоянную величину чтобы его среднее значение соответствовало среднему значению соответствующей области большого изображения.

Объединение

Обработка данныхМножественные данныеОбъединить

Изображения, которые формируют части большего изображения могут быть объединены вместе с помощью команды Объединить. Изображение, на котором была запущена эта функция формирует базовое изображение, изображение, выбранное с помощью Объединить с, представляет второй операнд. Сторона базового изображения к которой будет присоединено второе управляется с помощью выпадающего меню Поместить второй операнд.

Если изображения идеально соответствуют друг другу они могут просто совмещены сторонами без подстройки. Этот вариант выбирается опцией Нет в управляющем выравниванием элементе Выровнять второй операнд.

Однако, обычно необходима подстройка. Опция Корреляция выбирает автоматическое выравнивание основанным на корреляции поиском наилучшего соответствия. Поиск производится как вдоль направления параллельного присоединяемой стороне, так и в перпендикулярном ему. Если присутствует параллельный сдвиг, результат расширяется таким образом, чтобы в него полностью поместились оба изображения (неопределённые значения заполняются значением фона).

Опция Режим границы полезна только в последнем случае неточно выровненных изображений. Она управляет тем, что будет с пересекающейся частью обоих изображений:

Первый операнд
Значения в пересекающихся областях берутся из первого, базового изображения.
Второй операнд
Значения в пересекающихся областях берутся из второго изображения.
Сгладить
Гладкий переход между первым и вторым изображением производится на пересекающейся области используя взвешенное среднее с подходящей функцией веса.

Взаимное кадрирование

Обработка данныхМножественные данныеВзаимное кадрирование

С помощью этого модуля можно кадрировать два слегка сдвинутых друг относительно друга изображения одной и той же области (например, до и после какого-то воздействия), или, другими словами, обрезать непересекающиеся части возле границы изображений.

Общая область определяется корреляцией большего изображения с центральной частью меньшего. Разрешения обоих изображений (количество точек на единицу длины) должны быть одинаковы.

На текущий момент единственным параметром сейчас является Второй операнд - будет посчитана корреляция между ним и текущим активным изображением и оба поля данных будут обрезаны чтобы удалить непересекающиеся области возле границы.

Взаимная корреляция

Обработка данныхМножественные данныеВзаимная корреляция

Модуль находит локальные корреляции между фрагментами двух различных изображений. В идеальном случае выводится сдвиг каждого пикселя первого изображения как показано на втором. Это можно использовать для определения локальных изменений на поверхности, которую сняли дважды (сдвиг может существовать, например, при какой-то деформации образца или неправильной работе микроскопа).

Для каждого пикселя первого операнда (текущего окна) модуль берёт его окрестность и ищет наилучшую корреляцию с вторым операндом внутри заданной области. Положение максимума корреляции используется для задания значения сдвига для вышеупомянутого пикселя первого операнда.

Второй операнд
Изображение, которое будет использоваться для сравнения с первым операндом - базовое изображение.
Размер поиска
Используется для задания области, где алгоритм будет искать локальную окрестность (на втором операнде). Должно быть больше, чем размер окна. Увеличьте размер если между сравниваемыми изображениями есть большие различия.
Размер окна
Используется для задания размера области локальной окрестности (на первом операнде). Должно быть меньше, чем размер поиска. Увеличение этого значения может улучшить работу модуля, но, разумеется, замедлит расчёт.
Тип вывода
Определяет выходной формат (пиксельного сдвига).
Добавить маску порога низкой степени корреляции.
Для некоторых пикселей (с не очень ярко выраженной окрестностью) степень корреляции будет низкой везде, но алгоритм всё равно будет выбирать некоторые максимальные значения этой степени. Чтобы увидеть эти точки и возможно убрать их из дальнейшего рассмотрения можно дать модулю установить маску сдвигов пикселей с низкой степенью корреляции, для которых вероятность того, что она определена правильно, невелика.

Пометить корреляцией

Обработка данныхМножественные данныеПометить корреляцией

Модуль ищет заданный шаблон корреляции внутри текущего изображения. Результирующее положение шаблона помечается маской в окне данных.

Ядро корреляции
Изображение, которое нужно найти в базовом.
Тип вывода
Есть несколько вариантов того. что выводить: локальные максимумы корреляции (отдельные точки), маски с размером ядра для каждого максимума корреляции (хорошо подходят для презентаций) или просто степень корреляции.
Метод корреляции
Здесь можно выбрать алгоритм расчёта корреляции.
Порог
Порог для определения, будет ли локальный максимум считаться «ядром корреляции, найденным в этом месте».