Abstract

An algorithm for segmentation of images of atomic force microscopy is developed by using wave-growing regions around local maxima as a result of adjoining neighboring pixels to them, selected in descending order of values. The essence of the algorithm is to use the brightness threshold, gradually changing from maximum to minimum, to select growth points or to join existing areas. The features of the developed segmentation algorithm are iteratively expandable boundaries, the choice of initial growth points and points attached to regions with a focus on threshold values with a gradual decrease from maximum to minimum. These features made it possible to eliminate the segmentation errors of the AFM images, characteristic of the algorithms of the marker watershed, the cultivation of areas and the watershed using the classical Vincent–Sollie algorithm, which are commonly used. The developed algorithm was compared with standard algorithms such as: classic watershed algorithm, marker watershed, growing areas. The comparison was carried out on test and original AFM images. The algorithms were implemented in Matlab and C ++. A set of binary masks was used to quantify segmentation errors. The results showed that the developed algorithm provides the selection of the boundaries of the regions without errors and a higher segmentation rate in comparison with the algorithms of growing the regions and the Vincent–Sollie watershed. The result can be used to process AFM images of the surfaces of inorganic materials in the submicro and nano range.

Highlights

  • An algorithm for segmentation of images of atomic force microscopy is developed by using wave-growing regions around local maxima as a result of adjoining neighboring pixels to them, selected in descending order of values

  • The features of the developed segmentation algorithm are iteratively expandable boundaries, the choice of initial growth points and points attached to regions with a focus on threshold values with a gradual

  • The developed algorithm was compared with standard algorithms such as: classic watershed algorithm, marker watershed, growing areas

Read more

Summary

УБЫВАНИЯ ЗНАЧЕНИЙ

Разработан алгоритм сегментации изображений атомной силовой микроскопии (АСМ), использующий волновое выращивание областей вокруг локальных максимумов в результате присоединения к ним соседних пикселов, выбираемых в порядке убывания значений. Особенностями разработанного алгоритма сегментации являются итеративно расширяемые границы, выбор начальных точек роста и точек, присоединяемых к областям с ориентацией на значения порога с постепенным снижением от максимума к минимуму. Указанные особенности позволили устранить ошибки, характерные для алгоритмов маркерного водораздела, выращивания областей и водораздела по классическому алгоритму Винсента–Солли, которые обычно используются при сегментации АСМ-изображений. Эксперименты показали, что разработанный алгоритм обеспечивает выделение границ областей без ошибок и более высокую скорость сегментации в сравнении с алгоритмами выращивания областей и водораздела Винсента– Солли. Ключевые слова: сегментация изображений, атомная силовая микроскопия, выращивание областей, водораздел Винсента–Солли, локальный максимум, АСМ-изображения, маркерный водораздел. Для цитирования: Сегментация АСМ-изображений на основе волнового выращивания областей локальных максимумов с выбором пикселов в порядке убывания значений/ В.

EO EI ES EO EI ES EO EI ES
Список использованных источников

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.