Exponenta Banner

Деформация заблокированного изображения на уровнях грубого и тонкого разрешения

Открыть Live Script

В этом примере показано, как применить геометрическое преобразование (деформирование) к заблокированному изображению.

Применение геометрического преобразования к изображению является ключевым шагом во многих приложениях обработки изображений, таких как регистрация изображений. Вы можете использовать imwarp для деформации грубых изображений, которые помещаются в памяти. Для больших изображений с высоким разрешением, которые не помещаются в памяти, используйте заблокированное изображение. Установите пространственную ссылку на деформированное изображение, чтобы сохранить характеристики изображения, такие как границы пикселей.

Создайте заблокированное изображение с помощью измененной версии изображения «tumor_091.tif» из CAMELYON16 набора данных. Оригинальное изображение представляет собой обучающее изображение лимфатического узла, содержащего опухолевую ткань. Оригинальное изображение имеет восемь уровней разрешения, а лучшее - разрешение 53760 на 61440. Измененное изображение имеет только три уровня грубого разрешения. Пространственная привязка измененного изображения была скорректирована, чтобы обеспечить согласованное соотношение сторон и зарегистрировать функции на каждом уровне.

bim = blockedImage('tumor_091R.tif');

Применение геометрического преобразования к грубому изображению

Создайте affine2d объект, который хранит информацию об аффинном геометрическом преобразовании. Это преобразование применяет перемещение 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 = gather(bim);

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

imCoarseWarped = imwarp(imCoarse,tform);
figure
imshow(imCoarseWarped)

Создайте пространственные ссылки для деформированного тонкого изображения

Перед применением геометрического преобразования к изображению на уровне тонкого разрешения вычислите пространственную привязку заблокированного изображения после деформации. Используйте эту пространственную ссылку при преобразовании блоков

Получите размер пикселя оригинального изображения из его пространственной справочной информации.

inPixelExtent = (bim.WorldEnd(1,:)-bim.WorldStart(1,:))./bim.Size(1,:);

Вычислите выходные горизонтальные и вертикальные пространственные пределы, когда преобразование применяется. 

yWorldLimits = [bim.WorldStart(1,1), bim.WorldEnd(1,1)];
xWorldLimits = [bim.WorldStart(1,2), bim.WorldEnd(1,2)];
[xout, yout] = outputLimits(tform,xWorldLimits,yWorldLimits);

Вычислите размер выходного изображения, которое сохраняет размер пикселя. Укажите размер изображения в формате [numrows, numcols].

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

Сохраните пространственную ссылочную информацию деформированного изображения. Установите мировые пределы и размер изображения деформированного изображения.

outWorldStart = [yout(1),xout(1)];
outWorldEnd = [yout(2), xout(2)];

Вычислите соответствующие размерности выходного пикселя.

outPixelExtent = (outWorldEnd-outWorldStart)./outImgSize;
halfPixWidth = outPixelExtent/2;

Применение блочно-мудрой деформации к тонкому изображению

Создайте заблокированное изображение с возможностью записи путем определения выхода пространственной справочной информации. Задайте размер блока, достаточно большой, чтобы эффективно использовать память.

outBlockSize = [1024 1024 3];
bwarped = blockedImage([],[outImgSize 3],outBlockSize,uint8(0),...
    'Mode','w',...
    'WorldStart', [yout(1), xout(1)],...
    'WorldEnd', [yout(2), xout(2)]);

Цикл через выходное изображение, по одному блоку за раз. Для каждого выходного блока:

  1. Найдите координаты четырех углов выходного блока.

  2. Обратное отображение этих координат назад на вход, чтобы получить входную (исходную) область.

  3. Ознакомьтесь с содержимым входа области.

  4. Создайте пространственную ссылку, описывающую входную область.

  5. Вычислите содержимое блока выхода при помощи imwarp.

  6. Запишите выходной блок в выходное изображение при помощи setBlock функция.

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

inYWorldLimits = [bim.WorldStart(1,1), bim.WorldEnd(1,1)];
inXWorldLimits = [bim.WorldStart(1,2), bim.WorldEnd(1,2)];

for rBlockInd = 1:bwarped.SizeInBlocks(1)
    for cBlockInd = 1:bwarped.SizeInBlocks(2)
        
        blockSub = [rBlockInd, cBlockInd 1];
        
        % Center of top left pixel of this block in world units
        blockStartSub = blocksub2sub(bwarped, blockSub);
        blockStartWorld = sub2world(bwarped, blockStartSub);
        
        % Center of bottom right pixel of this block in world units
        blockEndSub = blockStartSub + outBlockSize - 1;
        blockEndWorld = sub2world(bwarped, blockEndSub);
        
        % Spatial reference which describes this block (Note: spatial
        % referencing is in x-y order, while blockStart etc are in y-x
        % order). Ensure to move the region outwards by half a pixel to
        % reference the outer edge of this block.
        outRegionRef = imref2d(fliplr(outBlockSize(1:2)));
        outRegionRef.YWorldLimits = [blockStartWorld(1)-halfPixWidth(1),...
                                     blockEndWorld(1)+halfPixWidth(1)];        
        outRegionRef.XWorldLimits = [blockStartWorld(2)-halfPixWidth(2),...
                                     blockEndWorld(2)+halfPixWidth(2)];
        
        % Output bounding box in world coordinates
        outbbox = [
            fliplr(blockStartWorld(1:2))
            blockStartWorld(2) blockEndWorld(1)
            blockEndWorld(2) blockStartWorld(1)
            fliplr(blockEndWorld(1:2))];
        
        % Get corresponding input region. Note: This region need NOT be
        % rectangular if the transformation includes shear
        inRegion = transformPointsInverse(tform,outbbox);   
        
        % Clamp region to image extents
        inRegion(:,2) = max(inRegion(:,2),inYWorldLimits(1));
        inRegion(:,2) = min(inRegion(:,2),inYWorldLimits(2));       
        inRegion(:,1) = max(inRegion(:,1),inXWorldLimits(1));
        inRegion(:,1) = min(inRegion(:,1),inXWorldLimits(2));
        
        % Find the corresponding input bounding box
        inbboxStart = [min(inRegion(:,1)) min(inRegion(:,2))];
        inbboxEnd = [max(inRegion(:,1)) max(inRegion(:,2))];
        
        % Move to y-x (row-col) order
        inbboxStart = fliplr(inbboxStart);
        inbboxEnd = fliplr(inbboxEnd);
        
        % Convert to pixel subscripts
        inbboxStartSub = world2sub(bim, [inbboxStart 1]);
        inbboxEndSub = world2sub(bim, [inbboxEnd 3]);
        
        % Read corresponding input region 
        inputRegion = getRegion(bim,inbboxStartSub,inbboxEndSub);
               
        % Input region's spatial referencing
        inRegionRef = imref2d(size(inputRegion));
        
        % Convert the actual region pixel's centers back to world
        % coordinates.
        inbboxStart = sub2world(bim, inbboxStartSub);
        inbboxEnd = sub2world(bim, inbboxEndSub);
        
        % Convert to pixel edges from pixel centers
        inRegionRef.YWorldLimits = [inbboxStart(1)-halfPixWidth(1),...
                                    inbboxEnd(1)+halfPixWidth(2)];
        inRegionRef.XWorldLimits = [inbboxStart(2)-halfPixWidth(1),...
                                    inbboxEnd(2)+halfPixWidth(2)];
        
        % Warp this block
        warpedBlock = imwarp(inputRegion,inRegionRef,tform,'OutputView',outRegionRef);
        
        % Set the block data in the output blocked image
        setBlock(bwarped,blockSub,warpedBlock);
        
    end
end

Отобразите деформированное изображение.

bwarped.Mode = 'r';
figure
bigimageshow(bwarped)

См. также

| | | | | |

Документация по Image Processing Toolbox

Поддержка