Деформируйте большое изображение

В этом примере показано, как применить геометрическое преобразование (деформирующееся) к большому изображению.

Применение геометрического преобразования к изображению является ключевым шагом во многих приложениях для обработки изображений как регистрация изображений. Можно использовать imwarp деформировать крупные изображения, которые умещаются в памяти. Для больших изображений с высоким разрешением, которые не умещаются в памяти, блоки деформации изображения. Установите пространственную ссылку деформированного изображения сохранять характеристики изображения, такие как пиксельные степени.

Создайте bigimage. Это примеры использует модифицированную версию изображения "tumor_091.tif" от набора данных CAMELYON16. Оригинальное изображение является учебным изображением лимфатического узла, содержащего ткань опухоли. Оригинальное изображение имеет восемь уровней разрешения, и самый прекрасный уровень имеет разрешение 53760 61440. Модифицированное изображение имеет только три крупных уровня разрешения. Пространственная ссылка модифицированного изображения была настроена, чтобы осуществить сопоставимое соотношение сторон и указать функции на каждом уровне.

bim = bigimage('tumor_091R.tif');

Примените геометрическое преобразование к крупному изображению

Создайте affine2d объект, который хранит информацию об аффинном геометрическом преобразовании. Это преобразование применяет перевод и сдвиг.

tform = affine2d([
    0.99 0.01 0
    0.17 0.98 0
    120 -30 1]);

Получите изображение на самом грубом уровне разрешения.

imCoarse = getFullLevel(bim);

Деформируйте крупное изображение при помощи imwarp. Отобразите оригинальное изображение и деформированное изображение в монтаже.

imCoarseWarped = imwarp(imCoarse,tform);
montage({imCoarse,imCoarseWarped})

Создайте пространственную ссылку для деформированного прекрасного изображения

Прежде, чем применить геометрическое преобразование к изображению на уровне высокого разрешения, вычислите пространственную ссылку большого изображения после деформирования. Используйте эту пространственную ссылку при преобразовании блоков

Получите пиксельную степень оригинального изображения от его пространственной информации о ссылке.

srcLevel = bim.FinestResolutionLevel;
inRef = bim.SpatialReferencing(srcLevel);
inPixelExtent = [inRef.PixelExtentInWorldX,inRef.PixelExtentInWorldY];

Вычислите выходную горизонталь и вертикальные пространственные пределы, когда преобразование будет применено.

[xout,yout] = outputLimits(tform,inRef.XWorldLimits,inRef.YWorldLimits);

Вычислите размер выходного изображения, которое сохраняет пиксельную степень. Задайте размер изображения в формате [numrows, numcols].

outImgSize = [ceil(diff(yout)/inPixelExtent(2)),ceil(diff(xout)/inPixelExtent(1))];

Создайте imref2d объект, который хранит пространственную информацию ссылки деформированного изображения. Установите мировые пределы и размер изображения деформированного изображения.

outRef = imref2d(outImgSize,xout,yout)

outRef = 
  imref2d with properties:

           XWorldLimits: [120.5800 6275]
           YWorldLimits: [-29.5050 4.9241e+03]
              ImageSize: [4954 6155]
    PixelExtentInWorldX: 0.9999
    PixelExtentInWorldY: 0.9999
    ImageExtentInWorldX: 6.1544e+03
    ImageExtentInWorldY: 4.9536e+03
       XIntrinsicLimits: [0.5000 6.1555e+03]
       YIntrinsicLimits: [0.5000 4.9545e+03]

Задайте источник выхода как левый верхний пиксель.

outOrigin = [xout(1),yout(1)];

Вычислите соответствующие размерности выходного пикселя.

outPixelExtent = [outRef.PixelExtentInWorldX,outRef.PixelExtentInWorldY];
halfPixWidth = outPixelExtent/2;

Примените мудрое блоком деформирование к прекрасному изображению

Создайте перезаписываемый bigimage путем указывания выхода пространственная информация ссылки. Задайте размер блока, который является достаточно большим, чтобы использовать память эффективно.

outBlockSize = [1024 1024];
bwarped = bigimage(outRef,bim.Channels,bim.ClassUnderlying, ...
    'BlockSize',outBlockSize);

Цикл через выходное изображение, один блок за один раз. Для каждого выходного блока:

Найдите координаты четырех углов выходного блока.
Обратная карта эти координаты назад к входу, чтобы получить вход (источник) область.
Считайте содержимое входной области.
Создайте пространственную ссылку, описывающую входную область.
Вычислите выходное содержимое блока при помощи imwarp.
Запишите выходной блок в выходное изображение при помощи setBlock функция.

Если у вас есть Parallel Computing Toolbox™, то можно заменить внешний for оператор с parfor оператор, чтобы запустить цикл параллельно.

colStarts = 1:outBlockSize(2):outRef.ImageSize(2);
for cInd = 1:numel(colStarts)
    colStart = colStarts(cInd);
    for rStart = 1:outBlockSize(1):outRef.ImageSize(1)
        
        % Center of top left pixel of this block in world units
        xyStart = [colStart,rStart].* outPixelExtent;
        xyStart = xyStart + outOrigin;
        
        % Center of bottom right pixel of this block in world units
        bsize = fliplr(bwarped.BlockSize); % (r,c) -> (x,y)
        xyEnd = ([colStart,rStart] + (bsize-1)).*outPixelExtent;
        xyEnd = xyEnd + outOrigin;
        
        % Output bounding box
        outbbox = [xyStart
            xyStart(1) xyEnd(2)
            xyEnd(1) xyStart(2)
            xyEnd];
        
        % Corresponding spatial reference which describes this rectangle
        outRegionRef = imref2d(bsize);
        outRegionRef.XWorldLimits = [xyStart(1)-halfPixWidth(1),xyEnd(1)+halfPixWidth(1)];
        outRegionRef.YWorldLimits = [xyStart(2)-halfPixWidth(2),xyEnd(2)+halfPixWidth(2)];
        
        % Get corresponding input region. The region is not rectangular if the transformation
        % includes shear
        inRegion = transformPointsInverse(tform,outbbox);   
        
        % Clamp to image extents (working with pixel centers)
        xcenterLims = inRef.XWorldLimits + [halfPixWidth(1)-halfPixWidth(1)];
        ycenterLims = inRef.YWorldLimits + [halfPixWidth(2)-halfPixWidth(2)];
        inRegion(:,1) = max(inRegion(:,1),xcenterLims(1));
        inRegion(:,1) = min(inRegion(:,1),xcenterLims(2));
        inRegion(:,2) = max(inRegion(:,2),ycenterLims(1));
        inRegion(:,2) = min(inRegion(:,2),ycenterLims(2));
        
        % Find the input bounding box (still using pixel centers)
        inbboxStart = [min(inRegion(:,1)) min(inRegion(:,2))];
        inbboxEnd = [max(inRegion(:,1)) max(inRegion(:,2))];
        
        % Read corresponding input region 
        inputRegion = getRegion(bim,srcLevel,inbboxStart,inbboxEnd);
        
        % Input region's spatial referencing
        inRegionRef = imref2d(size(inputRegion));
        % Convert to pixel edges from pixel centers
        inRegionRef.XWorldLimits = [inbboxStart(1)-halfPixWidth(1),inbboxEnd(1)+halfPixWidth(2)];
        inRegionRef.YWorldLimits = [inbboxStart(2)-halfPixWidth(1),inbboxEnd(2)+halfPixWidth(2)];
        
        warpedBlock = imwarp(inputRegion,inRegionRef,tform,'OutputView',outRegionRef);
        
        % Set the block data in the output bigimage
        setBlock(bwarped,1,xyStart,warpedBlock);
    end
end

Отобразите деформированное изображение.

bigimageshow(bwarped)

Документация