Bildanalys

3.4.1 Olika metoder för bildanalys

För att utvärdera kornform på ett stort antal korn används bildanalys, alltså att fotografera korn och sedan använda datorprogram för att finna olika formstorheter. Kornens form analyseras objektivt, vilket är bildanalysens fördel jämfört med metoder där kornen mäts för hand. Bildanalys väljs på grund av att det är lätt att skaffa ett stort dataunderlag och det går att analysera många korn samtidigt, vilket gör det till en snabb metod. Att mäta kornform kan göras i både två och tre dimensioner.

Att använda tvådimensionell bildanalys innebär att varje korn endast representeras av en projektion. Antingen är orienteringen vald eller slumpmässig. Vilken metod som än används kommer information om kornets form att förloras, men det är betydligt enklare att användas sig av tvådimensionell

bildanalys än tredimensionell.

Tredimensionell bildanalys kräver fler än ett foto, oftast två foton ortogonalt orienterade. Kornen kan monteras i hållare som håller fast kornen i den valda orienteringen. Kornen kan antingen vridas mellan foton eller fotograferas från olika håll med två eller flera kameror. På så sätt fås information om tre dimensioner av kornets form. En nackdel är att väldigt få korn kan fotograferas samtidigt och att det då krävs många foton och mycket arbete att montera och orientera kornen.

Tvådimensionell analys väljs eftersom metoden är enklare och information fås om fler korn, och detta till viss del väger upp att kornets form inte analyseras i tre dimensioner. Att välja vilken projektion

27

som ska representera kornet utgör också en möjlig felkälla vid tredimensionell analys. Detta kan uteslutas vid tvådimensionell analys genom att släppa och sprida kornen slumpmässigt.

3.4.2 Provberedning och fotografering

För att kunna utföra bildanalys krävs fotografier av ballasten. Kameran som användes var en Nikon D5200 med upplösningen 24 megapixlar. Objektivet var ett AF-S Nikkor 18-55 mm f/3.5-5.6G VRII. En fast uppställning användes för att göra fotograferingen så lätt som möjligt att genomföra. Ett stativ gjorde att avståndet mellan kameran och provet inte ändrades mellan olika fotografier, detta avstånd var cirka 40 cm. Detta gjordes för att minska arbetet med att ställa in skalan individuellt för varje fotografi. Fotografierna analyseras med avseende på kornens form och då utgör skuggor från belysning eller blixt ett problem. För att undvika detta användes ett ljusbord av märket Microlight, med ljusyta lika stor som ett A3-ark. Ljusbordet skyddades från repor och andra skador av

ballastproven med hjälp av en 4 mm tjock glasskiva. Under glasskivan lades ett A3-papper med två skalor, 100 mm långa. Skalorna, en i den övre och en i den nedre delen av papperet, användes för att ställa in skalan i analysprogrammet och för att kontrollera att kamerauppställningen var ortogonal mot ljusbordet. Om båda skalorna gav samma längd i analysprogrammet var kamerauppställningen bra. Kamerauppställningen ses i Figur 25.

Provet placeras inte korn för korn på ljusbordet utan släpptes och spreds slumpmässigt för att undvika att ett aktivt val av kornens orientering påverkar vilken projektion av kornen som fotograferas. Kornen på ljusbordet separerades från varandra för att hela kornets rand ska vara synlig och flyttas så att skalorna syns tydligt. Ett fotografi togs och på kamerans display undersöktes om bilden blivit bra, alltså om kornen är separerade från varandra och inte ligger på skalorna. Om det var ett stort prov som skulle fotograferas kan det tillåtas att några korn ligger på en skala, då var det viktigaste att inte hela skalan är täckt, så att kornens storlek ändå kunde identifieras. Ytterligare ett fotografi togs, då en lapp med ett unikt identifikationsnummer fanns med i bilden, så att före- och efterbilder kunde paras ihop korrekt. Detta identifikationsnummer kopplades också ihop med resultatet från

Los Angeles-, micro Deval- eller flisighetsindex-testen.

Efter att fotografierna har tagits var det viktigt att allt material från ett prov återbördas till ett kärl i väntan på fortsatt testning. Om för många korn försvinner är det inte säkert att provets massa hamnar inom de godkända intervallen för det aktuella ballasttestet.

28

Figur 25. Fotograferingsutrustningen visas när ett prov ska fotograferas.

3.4.3 Bildanalys med ImageJ

För bildanalysen användes programmet ImageJ (version 1.47), som är en open source, Java-baserad programvara. Bildanalysen gick till så att en bild öppnas och översiktligt granskas efter överlappande korn och andra brister (se mer om brister i bilderna samt avhjälpande längre fram i avsnittet). Först ställs skalan in för bilden, en av skalorna mäts upp och detta avstånd anges som 100 mm. Den andra skalan kontrollmättes.

För att kunna göra en analys av kornens rand och form krävs stor kontrast mellan kornen och

bakgrunden. Detta fås med en binär bild, alltså en bild med endast svart och vit färg (inte gråskala), se Figur 26. Inställningar för analyserna inkluderade att sortera bort korn mindre än 20 mm² och korn som ligger på kanten av ljusbordet så att hela randen inte syns. Bilden analyseras och resultatet presenteras i en bild, där varje korn har numrerats, och en tabell med värden som hör till varje korn, se Figur 27 och Figur 28.

29

Figur 26. Ett fotografi (övre) och samma bild i binärt utförande (nedre).

30

Figur 28. Resultatet av bildanalysen presenteras i tabellform.

Då fotografierna var tagna och överförda till en dator för analys upptäcktes det ibland att det fanns brister i bilderna. Det kunde vara korn som överlappat varandra eller som legat nära varandra i fotografiet och som skulle tolkas som ett korn i ImageJ och följaktligen ge felaktiga resultat. För att eliminera dessa problem i efterhand fanns vissa olika lösningar. Det bästa sättet att lösa problem med överlappning är att radera alla korn som överlappar varandra, att eliminera en felkälla. Om många korn raderas kan detta i sig utgöra ett problem, då resultatet kan bli mindre tillförlitligt. Detta bör dock inte vara ett stort problem, varje fotografi innehåller 100-200 korn och att radera några korn bör inte påverka resultatet nämnvärt. I vissa situationer kan det däremot vara möjligt att behålla en del information från bilden, se Tabell 5. Att radera en del av bilden nära ett korns rand kräver

övervägande, kommer bilden efteråt att ge en bra approximation av kornets form eller är det bättre att helt radera kornet från bilden? Att skapa en felaktig rand av kornet kan ge ett större fel än att helt radera kornet. Så länge det är få brister i varje bild kommer resultatet inte att påverkas nämnvärt.

I bildmaterialet fanns också en brist som var tvungen att åtgärdas. Skalorna i bilderna identifierades av programmet som en form och togs med i bildanalysen. Skalornas form avvek stort från kornens och utgjorde en felkälla. Skalornas analysresultat raderades efter bildanalysen för att inte tas med i den fortsatta analysen.