ММС МультиМетр (MMC MultiMeter)
ММС МультиМетр (MMC MultiMeter)
Программа для анализа изображений и видео в микроскопии, системах машинного зрения и контроля качества на производстве
Программа для анализа изображений, выделения и классификации объектов
ММС МультиМетр (MMC MultiMeter) - программа для микроскопа, систем машинного зрения и контроля качества на производстве, позволяющая автоматически выделять объекты на изображении и видео, измерять набор параметров, классифицировать, выводить статистику.
ММС МультиМетр является дополнительным программным модулем базы данных МультиМедиа Каталог (MultiMedia Catalog, MMC) и обладает всеми функциями этой программы с добавлением возможностей автоматического анализа изображений.
Функционал ММС МультиМетр можно расширить, подключив следующие модули:
ММС МультиМетр является дополнительным программным модулем базы данных МультиМедиа Каталог (MultiMedia Catalog, MMC) и обладает всеми функциями этой программы с добавлением возможностей автоматического анализа изображений.
Функционал ММС МультиМетр можно расширить, подключив следующие модули:
- MMC FISH для съёмки и анализа флуоресцентных изображений
- ММС Микротвердость для измерения микротвердости по стандарту ГОСТ 9450-76 (Беркович, Виккерс, Кнупп)
- MMC Scope ICG - модуль программно-аппаратного комплекса для визуализации и оценки флуоресценции в ближнем инфракрасном спектре.
Основные возможности
изображения по яркости и по цвету
параметров формы, размеров и оптических характеристик
с масками объектов
Анализ соотношения протяженных взаимопроникающих объектов
объектов
измерение параметров движения и яркости
Статистическая обработка серии изображений, видео
Расчет концентрации объектов
Оценка размеров частиц
Области применения ММС МультиМетр
- Анализы с использованием световой микроскопииАнализы с использованием световой микроскопии, связанные с измерением морфологических или оптических параметров объектов в области медицины, биологии, геологии и материаловедении1
- Исследования изображений/видеоНаучные исследования, связанные с получением и обработкой изображений или видео с микроскопа2
- Анализ макросъемкиЛюбые виды анализа изображений, полученных любым методом макросъемки3
- Системы машинного зренияРабота с системами машинного зрения и контроля качества на производстве4
- Базы данных с сопроводительной информациейНаполнение и ведение баз данных изображений с разнообразной сопроводительной информацией5
- Фотоархивы, картотеки, каталоги сканированных изображенийИспользование MMC МультиМетр в качестве фотоархива, картотеки и каталога сканированных изображений6
Выделение объектов анализа (сегментация, бинаризация)
В программе ММС МультиМетр реализовано два варианта алгоритма выделения объектов:
Если объекты анализа представляют собой не отдельные частицы, а протяженные участки изображения большой площади и сложной формы, и типы объектов заранее известны, программа ММС МультиМетр предлагает специальный режим, объединяющий сегментацию и классификацию – фазовый анализ. Пользователь задает количество и название классов-фаз и сразу при сегментации указывает, к какому классу относятся выделенные участки изображения.
Доступен инструмент решения задач типа ядерно-цитоплазматического отношения клеток, NCR (отношение площади ядра клетки к площади цитоплазмы – объект в объекте).
Целый ряд задач требует ограничения области, в которой будут выделяться объекты. Например, измерение роста колоний бактерий относительно чашки Петри, в которой они находятся (4е изображение). Можно выбрать множественные области, внутри которых будет производиться анализ с помощью инструмента выделения.
- простой вариант для несложных выделений путем указания точек изображения, которые относятся к объектам,
- расширенный вариант сегментации по цвету и оттенкам серого.
Если объекты анализа представляют собой не отдельные частицы, а протяженные участки изображения большой площади и сложной формы, и типы объектов заранее известны, программа ММС МультиМетр предлагает специальный режим, объединяющий сегментацию и классификацию – фазовый анализ. Пользователь задает количество и название классов-фаз и сразу при сегментации указывает, к какому классу относятся выделенные участки изображения.
Доступен инструмент решения задач типа ядерно-цитоплазматического отношения клеток, NCR (отношение площади ядра клетки к площади цитоплазмы – объект в объекте).
Целый ряд задач требует ограничения области, в которой будут выделяться объекты. Например, измерение роста колоний бактерий относительно чашки Петри, в которой они находятся (4е изображение). Можно выбрать множественные области, внутри которых будет производиться анализ с помощью инструмента выделения.
Пример сегментации изображения
Слева - изображение с флуоресцентного микроскопа, полученное с применением методики FISH (Fluorescence in Situ Hybridization, флуресцентная гибридизация in situ) с помощью подключаемого модуля MMC FISH. Справа - выделены объекты анализа (клетки), назначены областью интереса (AOI Area of Interest или ROI Region of Interest)-. Анализ будет производиться только в данных областях изображения, фон в анализе учитываться не будет.
Обработка масок объектов
Несмотря на наличие гибкого автоматического инструмента выделения объектов, иногда требуется дополнительно обработать маски, наложенные на объекты измерения, представленные на изображении микропрепарата. ММС МультиМетр позволяет произвести следующие морфологические операции с масками:
- Заполнение применяется для заполнения всех площадей, находящихся внутри границ объектов.
- Эрозия убирает один слой пикселов по периметру объектов, применяется для удаления мелких шумов и неровностей границ объектов и для восстановления размеров объектов после Дилатации.
- Дилатация добавляет один слой пикселов по периметру объектов, применяется для закрытия незначительных промежутков между объектами или частями одного объекта и для восстановления размеров объектов после Эрозии.
- Открытие и Закрытие - две комплексные операции. Открытие - сначала выполняется заданное число эрозий, затем столько же дилатаций. При Закрытии сначала выполняется заданное число дилатаций, затем столько же эрозий.
- Операция Деление позволяет автоматически разделить соприкасающиеся объекты.
- Операция Негатив инвертирует маски объектов, т.е. те участки, которые считались объектами, становятся фоном.
- Удаление краевых объектов - удаляет все объекты, касающиеся края изображения. Форма и размеры таких объектов неизвестны, поскольку видна только их часть, поэтому от измерения таких объектов на изображении часто приходится отказываться.
Параметры измерений
После выделения объектов программа автоматически измеряет набор параметров для каждого объекта. Доступен экспорт измеренных величин в текстовой файл с выбором необходимых параметров. Любые параметры могут использоваться для разработки классификатора объектов. Если имеющихся параметров недостаточно для решения Ваших задач, обратитесь к нам, мы постараемся добавить новые релевантные параметры для Вашего классификатора.
- Площадь – площадь объекта
- Периметр – периметр объекта
- Длина – длина, измеренная в направлении ориентации объекта
- Ширина – максимальная ширина объекта в направлении перпендикулярном длине
- Удл.Г - удлиненность габаритная, отношение длины к ширине
- Б.ось – большая ось эквивалентного эллипса
- М.ось – малая ось эквивалентного эллипса
- Удл.Э – удлиненность эллипса, отношение большой оси эллипса к малой
- Эллиптичность - отношение малой оси эллипса к большой (0-1.0)
- Фактор формы круга – параметр, определяющий близость формы объекта к кругу, изменяется от 0 до 1
- Фактор формы эллипса - параметр, определяющий близость формы объекта к эллипсу, изменяется от 0 до 1
- Х - координата центра тяжести объекта по Х
- Y - координата центра тяжести объекта по Y
- Яркость – средняя яркость объекта
- Красный – среднее значение красной составляющей цвета
- Зеленый – среднее значение зеленой составляющей цвета
- Синий – среднее значение синей составляющей цвета
- Опт.пл. - оптическая плотность1 объекта, измеренная относительно моды яркости фона
- Инт.опт.пл. - Интегральная оптическая плотность1 – суммарная оптическая плотность всех точек объекта
- Диаметр – диаметр круга эквивалентного по площади
- Размер – полусумма длины и ширины объекта
- Объем – параметр использует две модели для вычисления объема, эллипсоид вращения и цилиндр. Если форма объекта сильно отличается от эллипса, вычисляется объем цилиндра, причем он может быть произвольно изогнут.
- Время – значение времени, используется при измерении видеороликов
- Инт.яркость - Интегральная яркость – суммарная яркость всех точек объекта
- ЛентаДлина - длина вытянутых объектов, объект может быть изогнут
- ЛентаШирина - ширина вытянутых объектов,
- ЛентаУдл. - удлиненность вытянутого объекта, объект может быть изогнут
- R/G - отношение красной составляющей цвета к зеленой
- R/B - отношение красной составляющей цвета к синей
- G/B - отношение зеленой составляющей цвета к синей
- ДиапазонЦв - максимальная разница между минимальным и максимальным значениями цветов R,G,B объекта
- Угол - Угол ориентации большой оси эллипса
- Чвстота - частота изменения яркости объектов, пример использования - диагностика цилиарной дискинезии.
Классификация объектов
После выделения и измерения параметров объектов на изображении микропрепарата, полученном с микроскопа, следующим этапом является классификация объектов. В программе для микроскопии ММС МультиМетр реализованы два типа классификации:
- По известным пределам классов, - пользователь выбирает параметры классификации, и сам вписывает значения, разграничивающие классы объектов. Этот тип классификатора можно обучать, указывая класс выделенных на изображении объектов.
- Статистический классификатор, в котором используются средние значения выбранных параметров и значение дисперсии. Этот тип классификатора можно обучать, оставив на изображении или серии изображений объекты соответствующего класса.
Пример классификации объектов
Слева изображение клеток крови до применения классификатора. Справа изображение уже классифицированных клеток крови на эритроциты и тромбоциты.
Фазовый анализ
Если объекты микроскопического анализа представляют собой не отдельные частицы, а протяженные участки изображения большой площади и сложной формы, и типы объектов заранее известны (например, анализ состава горных пород в геологии или анализ соотношения площадей окрашенных участков ткани в гистологии), программа ММС МультиМетр предлагает специальный режим, объединяющий сегментацию и классификацию - фазовый анализ. Пользователь задает количество и название классов-фаз, и сразу при сегментации указывает, к какому классу относятся выделенные участки изображения. Имеется также инструмент решения задач типа ядерно-цитоплазматического отношения клеток, NCR (отношение площади ядра клетки к площади цитоплазмы - объект в объекте).
Иммунногистохимические исследования
Анализ иммунногистохимических препаратов под микроскопом с помощью программы ММС МультиМетр. Пример работы методики Фазовый анализ.
Концентрация
Программа имеет отдельный инструмент для измерения концентрации объектов:
- Расчёт объемной и весовой концентрации, концентрации объектов в единице объема.
- Возможность задания глубины счетной камеры.
- Коэффициент разбавления.
- Пересчёт в нужных единицах (литры, миллилитры, микролитры).
- Делитель. Например - пересчёт результата в миллионах на миллилитр.
- Результат отправляется в выбранное числовое поле базы данных.
- Указание плотности среды и объектов.
- Результат вычислений в произвольных единицах измерения (грамм на килограмм, грамм на тонну и т.д.) отправляется в зарезервированное поле базы данных.
Измерения на видеороликах
Программа для микроскопа ММС МультиМетр позволяет проводить измерения параметров на видеороликах с последующей статистической обработкой.
Например, одна из задач в медицинской микроскопии: анализ частоты колебаний реснитчатого эпителия с целью диагностики цилиарной дискинезии.
Изображение #1 - реснитчатый эпителий, видео, на первом кадре нанесены маркеры объектов, изображение #2 - график колебаний яркости внутри объекта, инструмент для определения точности постановки объекта: наличие выраженного пика означает удачное место для измерений.
Точность измерений можно контролировать с помощью графиков колебания яркости. При наличии более крупных областей колебания ресничек можно нанести на изображение матрицу объектов заданного размера (на всё изображение или на одну или несколько областей, содержащих фронт колебания ресничек) – с помощью классификатора программа определит частоты нужного диапазона и отбросит шумы.
Изображение #3 - график зависимости параметра от времени.
Например, одна из задач в медицинской микроскопии: анализ частоты колебаний реснитчатого эпителия с целью диагностики цилиарной дискинезии.
Изображение #1 - реснитчатый эпителий, видео, на первом кадре нанесены маркеры объектов, изображение #2 - график колебаний яркости внутри объекта, инструмент для определения точности постановки объекта: наличие выраженного пика означает удачное место для измерений.
Точность измерений можно контролировать с помощью графиков колебания яркости. При наличии более крупных областей колебания ресничек можно нанести на изображение матрицу объектов заданного размера (на всё изображение или на одну или несколько областей, содержащих фронт колебания ресничек) – с помощью классификатора программа определит частоты нужного диапазона и отбросит шумы.
Изображение #3 - график зависимости параметра от времени.
MMC МультиМетр
Диагностика цилиарной дискинезии
Диагностика цилиарной дискинезии
Диагностика цилиарной дискинезии с помощью ММС МультиМетр проводится в Детском городском многопрофильном клиническом центре высоких медицинских технологий им. К. А. Раухфуса и в НИИ ЛОР в Санкт-Петербурге, в Первом МГМУ им. И. М. Сеченова, Москва.
В Первом МГМУ им. И. М. Сеченова на материалах, полученных с помощью нашей программы, защищена диссертация И. В. Озерской.
Ссылка на диссертацию:
Морфо-функциональное состояние цилиарного эпителия верхних дыхательных путей у детей с бронхиальной астмой в сочетании с аллергическим ринитом.
Диагностика цилиарной дискинезии с помощью ММС МультиМетр проводится в Детском городском многопрофильном клиническом центре высоких медицинских технологий им. К. А. Раухфуса и в НИИ ЛОР в Санкт-Петербурге, в Первом МГМУ им. И. М. Сеченова, Москва.
В Первом МГМУ им. И. М. Сеченова на материалах, полученных с помощью нашей программы, защищена диссертация И. В. Озерской.
Ссылка на диссертацию:
Морфо-функциональное состояние цилиарного эпителия верхних дыхательных путей у детей с бронхиальной астмой в сочетании с аллергическим ринитом.
Статистика
Программа позволяет обрабатывать серию изображений и выводить результаты с диаграммами, графиками зависимости параметров друг от друга, а также отправлять любые результаты в числовые поля базы, указанные при установке взаимодействия с базой. Изображения с диаграммами и графиками могут использоваться в отчетах. Параметры статистики:
- Количество объектов.
- Среднее арифметическое значение выбранного параметра.
- Минимум - минимальное значение параметра.
- Максимум - максимальное значение параметра.
- Стандартное отклонение или среднеквадратическое отклонение.
- Дисперсия - мера разброса данной случайной величины.
- Коэффициент вариации, относительное отклонение, процент стандартного отклонения от среднего.
- Удельное количество объектов на единицу площади.
- Обработанная площадь, сумма площадей всех обработанных изображений.
- Процент площади объектов от обработанной площади.
Комбинируя описанные выше результаты микроскопического анализа серии изображений микропрепарата, можно решать широкий спектр задач. Если вам потребуется помощь, вы всегда можете обратиться к нам с описанием вашей задачи. Для изучения зависимостей параметров друг от друга и динамических процессов при обработке видеороликов программа может построить график. График зависимости может быть построен как по всем объектам анализа, так и по статистическим результатам каждого кадра. При построении графика зависимости параметра от времени можно включить соединение точек графика линией, для большей наглядности.
Алгоритм
Для автоматизации рутинных операций при обработке серии изображений в программе предусмотрен конструктор алгоритма работы. Вы можете выбрать:
- Способ получения изображения: ввод с камеры, текущее сохранённое изображение или все сохранённые в записи изображения.
- Операции предварительной обработки: автоконтраст, яркость, резкость, фильтры, повороты, вычитание фона.
- Выбрать автоматическую сегментацию или нанесение объектов вручную.
- Выбрать операции с масками объектов.
- Выбрать классификатор.
- Применить удаление объектов, находящихся у края изображения, представленных на изображении не полностью.
- Выбрать классификатор для статистической обработки и сохранение результатов статистики в виде изображения.
- Можно сохранять и загружать любое количество алгоритмов работы программы.
ММС МультиМетр: алгоритм обработки серии изображений
Пример использования алгоритма для быстрой обработки серии изображений.
Компания Альготек использует ПО ММС МультиМетр для оценки концентрации водорослей хлорелла (Chlorella Vulgaris GKO) при производстве инновационного продукта Альготек Аква для комплексной очистки и биологической реабилитации водоёмов.
В этом видео мы покажем, как настроить выделение объектов, подберём операции с масками объектов, разработаем классификатор для распознавания объектов, обучим его, проверим работу, настроим инструмент для расчёта концентрации объектов, укажем, в какие поля базы отправляются результаты, заведём все операции в автоматизированный алгоритм для обработки серии изображений.
Компания Альготек использует ПО ММС МультиМетр для оценки концентрации водорослей хлорелла (Chlorella Vulgaris GKO) при производстве инновационного продукта Альготек Аква для комплексной очистки и биологической реабилитации водоёмов.
В этом видео мы покажем, как настроить выделение объектов, подберём операции с масками объектов, разработаем классификатор для распознавания объектов, обучим его, проверим работу, настроим инструмент для расчёта концентрации объектов, укажем, в какие поля базы отправляются результаты, заведём все операции в автоматизированный алгоритм для обработки серии изображений.
Гранулометрия
В программе имеется отдельный режим для определения гранулометрического состава образцов с большим разбросом размеров исследуемых частиц, требующим использования двух увеличений. Пользователь может:
- Задать увеличения
- Привязать к ним калибровки
- Провести анализ в соответствии с указаниями интерактивного алгоритма.
- Возможно автоматическое вычитание изображения фона для повышения контраста анализируемых частиц. Программа проводит сшивку данных по обоим увеличениям и выдает общий результат.
- Если включить использование одного увеличения, этот алгоритм будет удобен для быстрого анализа любых серий изображений с микроскопа, на которых требуется выделить, классифицировать и статистически обработать любые объекты типа отдельных частиц или клеток (не фазы).
Комплекты камера + программное обеспечение
ММС МультиМетр – гибкий исследовательский инструмент анализа изображений, который можно применять с любыми профессиональными камерами для микроскопа. Мы рекомендуем обращаться к нам с описанием вашей задачи, мы подберем оптимальный комплект камера + программа.
Наши камеры с прямыми драйверами в сочетании с ММС МультиМетр представляют интересную альтернативу дорогим брендовым комплектам от Zeiss, Olympus, Nikon, Leica.
Наши камеры с прямыми драйверами в сочетании с ММС МультиМетр представляют интересную альтернативу дорогим брендовым комплектам от Zeiss, Olympus, Nikon, Leica.
Получить консультацию
Сообщите ваши контакты, наши менеджеры свяжутся с вами и помогут подобрать необходимое программное обеспечение или оборудование.
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с правилами обработки персональных данных