在顯示你的數(shù)據(jù)和工作方面我發(fā)現(xiàn)了幾個科學(xué)軟件，但是我不會涉及太多方面。因此在這篇文章中，我將談到一款叫 ImageJ 的熱門圖像處理軟件。特別的，我會介紹?Fiji，這是一款綁定了一系列用于科學(xué)圖像處理插件的 ImageJ 軟件。

Fiji 這個名字是一個循環(huán)縮略詞，很像 GNU 。代表著 “Fiji Is Just ImageJ”。 ImageJ 是科學(xué)研究領(lǐng)域進(jìn)行圖像分析的實(shí)用工具 —— 例如你可以用它來辨認(rèn)航拍風(fēng)景圖中樹的種類。 ImageJ 能劃分物品種類。它以插件架構(gòu)制成，海量插件可供選擇以提升使用靈活度。

首先是安裝 ImageJ （或 Fiji）。大多數(shù)的 ImageJ 發(fā)行版都可有該軟件包。你愿意的話，可以以這種方式安裝它，然后根據(jù)你的研究安裝所需的獨(dú)立插件。另一種選擇是安裝 Fiji 的同時獲取最常用的插件。不幸的是，大多數(shù) Linux 發(fā)行版的軟件中心不會有可用的 Fiji 安裝包。幸而，官網(wǎng)上的簡單安裝文件是可以使用的。這是一個 zip 文件，包含了運(yùn)行 Fiji 需要的所有文件目錄。第一次啟動時，你只會看到一個列出了菜單項的工具欄。（圖 1）

圖 1. 第一次打開 Fiji 有一個最小化的界面。

如果你沒有備好圖片來練習(xí)使用 ImageJ ，F(xiàn)iji 安裝包包含了一些示例圖片。點(diǎn)擊“File”->“Open Samples”的下拉菜單選項（圖 2）。這些示例包含了許多你可能有興趣做的任務(wù)。

圖 2. 案例圖片可供學(xué)習(xí)使用 ImageJ。

如果你安裝了 Fiji，而不是單純的 ImageJ ，那么大量插件也會被安裝。首先要注意的是自動更新器插件。每次打開 ImageJ ，該插件將聯(lián)網(wǎng)檢驗 ImageJ 和已安裝插件的更新。

所有已安裝的插件都在“插件”菜單項中可選。一旦你安裝了很多插件，列表會變得冗雜，所以需要精簡你選擇的插件。你想手動更新的話，點(diǎn)擊“Help”->“Update Fiji” 菜單項強(qiáng)制檢測并獲取可用更新的列表（圖 3）。

圖 3. 強(qiáng)制手動檢測可用更新。

那么，現(xiàn)在，用 Fiji/ImageJ 可以做什么呢？舉一例，統(tǒng)計圖片中的物品數(shù)。你可以通過點(diǎn)擊“File”->“Open Samples”->“Embryos”來載入示例。

圖 4. 用 ImageJ 算出圖中的物品數(shù)。

第一步給圖片設(shè)定比例，這樣你可以告訴 ImageJ 如何判別物品。首先，選擇在工具欄選擇線條按鈕。然后選擇“Analyze”->“Set Scale”，然后就會設(shè)置比例尺包含的像素點(diǎn)個數(shù)(圖 5)。你可以設(shè)置“known distance ”為 100，單元為“um”。

圖 5. 很多圖片分析任務(wù)需要對圖片設(shè)定一個范圍。

接下來的步驟是簡化圖片內(nèi)的信息。點(diǎn)擊“Image”->“Type”->“8-bit”來減少信息量到 8 比特灰度圖片。要分隔獨(dú)立物體點(diǎn)擊“Process”->“Binary”->“Make Binary”以自動設(shè)置圖片門限。(圖 6)。

圖 6. 有些工具可以自動完成像門限一樣的任務(wù)。

圖片內(nèi)的物品計數(shù)前，你需要移除像比例尺之類的人工操作。可以用矩形選擇工具來選中它并點(diǎn)擊“Edit”->“Clear”來完成這項操作。現(xiàn)在你可以分析圖片看看這里是啥物體。

確保圖中沒有區(qū)域被選中，點(diǎn)擊“Analyze”->“Analyze Particles”來彈出窗口來選擇最小尺寸，這決定了最后的圖片會展示什么（圖 7）。

*圖 7. 你可以通過確定最小尺寸生成一個縮減過的圖片。 *

圖 8 在總結(jié)窗口展示了一個概覽。每個最小點(diǎn)也有獨(dú)立的細(xì)節(jié)窗口。

圖 8. 包含了已知最小點(diǎn)總覽清單的輸出結(jié)果。

當(dāng)你有一個分析程序可以工作于給定圖片類型，你通常需要將相同的步驟應(yīng)用到一系列圖片當(dāng)中。這可能數(shù)以千計，你當(dāng)然不會想對每張圖片手動重復(fù)操作。這時候，你可以集中必要步驟到宏，這樣它們可以被應(yīng)用多次。點(diǎn)擊插件->“Macros”->“Record”，彈出一個新的窗口記錄你隨后的所有命令。所有步驟完成，你可以將之保存為一個宏文件，并且通過點(diǎn)擊“Plugins”->“Macros”->“Run”來在其它圖片上重復(fù)運(yùn)行。

如果你有非常特定的工作步驟，你可以簡單地打開宏文件并手動編輯它，因為它是一個簡單的文本文件。事實(shí)上有一套完整的宏語言可供你更加充分地控制圖片處理過程。

然而，如果你有真的有非常多的系列圖片需要處理，這也將是冗長乏味的工作。這種情況下，前往“Process”->“Batch”->“Macro”，會彈出一個你可以設(shè)置批量處理工作的新窗口（圖 9）。

圖 9. 對批量輸入的圖片用單一命令運(yùn)行宏。

這個窗口中，你能選擇應(yīng)用哪個宏文件、輸入圖片所在的源目錄和你想寫入輸出圖片的輸出目錄。也可以設(shè)置輸出文件格式，及通過文件名篩選輸入圖片中需要使用的。萬事具備之后，點(diǎn)擊窗口下方的的“Process”按鈕開始批量操作。

若這是會重復(fù)多次的工作，你可以點(diǎn)擊窗口底部的“Save”按鈕保存批量處理到一個文本文件。點(diǎn)擊也在窗口底部的“Open”按鈕重新加載相同的工作。這個功能可以使得研究中最冗余部分自動化，這樣你就可以在重點(diǎn)放在實(shí)際的科學(xué)研究中。

考慮到單單是 ImageJ 主頁就有超過 500 個插件和超過 300 種宏可供使用，簡短起見，我只能在這篇短文中提出最基本的話題。幸運(yùn)的是，還有很多專業(yè)領(lǐng)域的教程可供使用，項目主頁上還有關(guān)于 ImageJ 核心的非常棒的文檔。如果你覺得這個工具對研究有用，你研究的專業(yè)領(lǐng)域也會有很多信息指引你。

作者簡介：

Joey Bernard 有物理學(xué)和計算機(jī)科學(xué)的相關(guān)背景。這對他在新不倫瑞克大學(xué)當(dāng)計算研究顧問的日常工作大有裨益。他也教計算物理和并行程序規(guī)劃。

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