測量幾百個顆粒粒徑?小意思啦

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以前在作者群討論過一個問題,有幾百個顆粒,如何快速統計分析所有顆粒的粒徑?
用Image J的話需要每個顆粒都去劃線測量,比較麻煩,最近看到使用Image pro plus可以搞定。
Image pro plus(IPP)的主要用途是分析處理影像,它包含了異常豐富的增強和測量工具, 並允許使用者自行編寫針對特定應用的宏和外掛。本人使用該程式進行材料方面的圖象分析有一段時間了,使用得越久與發現這款軟體的強大,簡直是科研界的PS神器!希望在這裡與大家交流使用心得,下面我將簡單分享一下用IPP統計分析粒徑的操作方法。
1.開啟軟體:

選擇complete模式,開啟一個電鏡圖片↓

2. 設定標尺
點選Measure-Calibration-Set System,如下圖↓
 彈出如下圖所示的對話方塊↓
 這裡,我們可以對預先設定好的標尺直接呼叫(如Spatial Cal 0),也可以對一張新的圖進行重新設定,因此,我們需要點選紅框中的“…”按鈕,會彈出一個設定對話方塊↓
↑如上面左邊圖中,點選new,新建一個標尺。首先設定好單位Unit為nm,然後點選紅框內的Image按鈕,出現Scaling對話方塊,輸入標尺長度數值(20)↓
 這個時候注意到圖片中出現了一個綠色“工”字形圖示,我們現在需要用滑鼠拖動調整它的長度和圖中的原始標尺長度一致(均為20nm),如下圖↓
↑然後點選OK,回到剛才的spatial calibration對話方塊,點選Apply按鈕,也就是確認將我們剛才設定好的標尺應用到這幅圖以後的測量統計程式中去。如果需要將標尺保留在圖片中,我們可以點選Mark按鈕,彈出Spatial Calibration Marker對話方塊↓
 對話方塊中有四種標尺模式,可選擇標尺在不在圖中顯示(On-Image or Non-destructive),不在圖中顯示更好,因為在計算粒徑時候,軟體會把標尺上的字也當微粒算進去,輸入標尺所代表的長度值(20)unit,點選“OK”按鈕,出現如下對話方塊↓
這時圖片出現了新標尺,此時可用滑鼠左鍵移動新標尺到你想要的圖片位置,按右鍵固定,按“continue”鍵,回到spatial calibration對話方塊。
3. 計算粒徑
點選工具欄中的Measure-Count/Size↓
 彈出如下對話方塊↓

有三種計算方式:Manual、Automatic Bright Objects、Automatic Dark Objects,選擇其中一種,點選Count按鈕。點選其工具欄中Measure下拉的Select Measurements,出來如下對話方塊↓
這裡我們選擇平均直徑Diameter(mean)為統計物件,選中,在下面Range中輸入合理的範圍,從而篩選出大小異常的顆粒。也可以透過點選Edit Range按鈕,出現如下對話方塊↓
我們可以看到初步選擇出來的統計結果,如果有異常大或者小的值,可以很直觀的看到,這時我們可以手動調節兩條綠色的豎線,來選擇統計的範圍,點選OK。回到上一對話方塊後,記住要勾選Apply Filter Ranges按鈕↓
 下面再來介紹一下自動測量(Automatic Dark/Bright Objects)和手動測量(Manual)的區別:
(a) 自動測量
自動顧名思義就是軟體自己根據圖片顏色對比度區分顆粒區域,勾選Automatic Dark Objects後,點選Count,我們的顆粒就會被預設的紅色標記出來了↓
 需要注意的是,即使是自動的,我們還是需要進行一定的設定,注意到剛才的對話方塊裡右側有一個Option按鈕,點擊出現如下對話方塊↓

↑因為我們的顆粒是實心小球,所以Outline Style需要選擇“Filled”,並且需要勾選上“Fill Holes”。這樣才能保證軟體標記出的顆粒大小和形狀誤差更小。
(b) 手動測量
點選Select Colors按鈕↓

↑進入Segmentation對話方塊,在Histogram Based中調節圖中豎線,到你覺得滿意的位置。最後,得到如下圖所示的樣子↓
然後,點選Create Preview Image按鈕,得到一張新圖片。關閉Segmentation對話方塊,回到Count/Size對話方塊,點選Count按鈕,計算完畢↓
這裡需要解釋一下重新複製一張圖片的作用,相信細心的小夥伴們可能已經注意到了,在統計顆粒的時候軟體會把圖中的標尺和文字也算進去,這樣肯定會是結果產生偏差,因此我們要想辦法去除掉標尺再統計。
但是,一直讓小編不解的是IPP中似乎並沒有剪裁圖片的功能,所以我們需要複製一張照片然後匯出,用其他軟體(如windows自帶的畫圖工具)進行剪裁把標尺部分去除,再匯入IPP中進行統計工作。這個過程中,只需要關閉圖片的框而整個軟體不能關閉,然後採用第二步設定好的標尺測量就行了。
4. 分割連體顆粒
無論是手動還是自動,Count完了之後,我們會發現,有一些顆粒因為各種原因連線在了一起,這樣在統計的時候軟體會把它們當作一個完整顆粒,對結果造成誤差,所以,我們還需要將這些“連體嬰兒”分離。方法很簡單,點選Edit-Split Objects按鈕↓
 然後在圖中用滑鼠劃線分割連體顆粒↓
點選OK確認,得到分割後的顆粒分佈。
5. 檢視統計結果
在Count/Size對話方塊中View下拉選單,各種選擇可以對計算的粒徑進行統計↓
如下圖所示,在Measurement Data裡可以檢視每個顆粒的資訊和位置;在Statistics裡可以檢視整體的統計資料;Histogram可以檢視柱狀分佈圖,可以自由調節bin的大小;還可以再Scattergram裡檢視散點分佈↓
至此,對這張透射照片中顆粒分佈的統計工作就基本結束了,如果不滿意IPP軟體的資料作圖效果,還可以在Count/Size對話方塊中File下拉選單中選擇匯出資料結果,然後再用Origin等專業軟體重新作圖。
轉自:武漢理工理院研究生會


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