在顯示你的數(shù)據(jù)和工作方面我發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)科學(xué)軟件，但是我不會(huì)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(mén)圖像處理軟件。特別的，我會(huì)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(gè)名字是一個(gè)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(lái)辨認(rèn)航拍風(fēng)景圖中樹(shù)的種類(lèi)。 ImageJ 能劃分物品種類(lèi)。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(huà)，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(shí)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(huì)有可用的 Fiji 安裝包。幸而，官網(wǎng)上的簡(jiǎn)單安裝文件是可以使用的。這是一個(gè) zip 文件，包含了運(yùn)行 Fiji 需要的所有文件目錄。第一次啟動(dòng)時(shí)，你只會(huì)看到一個(gè)列出了菜單項(xiàng)的工具欄。（圖 1）

圖 1. 第一次打開(kāi) Fiji 有一個(gè)最小化的界面。

如果你沒(méi)有備好圖片來(lái)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(xiàng)（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(huì)被安裝。首先要注意的是自動(dòng)更新器插件。每次打開(kāi) ImageJ ，該插件將聯(lián)網(wǎng)檢驗(yàn) 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(xiàng)中可選。一旦你安裝了很多插件，列表會(huì)變得冗雜，所以需要精簡(jiǎn)你選擇的插件。你想手動(dòng)更新的話(huà)，點(diǎn)擊“Help”->“Update Fiji” 菜單項(xiàng)強(qiáng)制檢測(cè)并獲取可用更新的列表（圖 3）。

圖 3. 強(qiáng)制手動(dòng)檢測(cè)可用更新。

那么，現(xiàn)在，用 Fiji/ImageJ 可以做什么呢？舉一例，統(tǒng)計(jì)圖片中的物品數(shù)。你可以通過(guò)點(diǎn)擊“File”->“Open Samples”->“Embryos”來(lái)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(xiàn)條按鈕。然后選擇“Analyze”->“Set Scale”，然后就會(huì)設(shè)置比例尺包含的像素點(diǎn)個(gè)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(duì)圖片設(shè)定一個(gè)范圍。

接下來(lái)的步驟是簡(jiǎn)化圖片內(nèi)的信息。點(diǎn)擊“Image”->“Type”->“8-bit”來(lái)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(dòng)設(shè)置圖片門(mén)限。(圖 6)。

圖 6. 有些工具可以自動(dòng)完成像門(mén)限一樣的任務(wù)。

圖片內(nèi)的物品計(jì)數(shù)前，你需要移除像比例尺之類(lèi)的人工操作。可以用矩形選擇工具來(lái)選中它并點(diǎn)擊“Edit”->“Clear”來(lái)完成這項(xiàng)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(méi)有區(qū)域被選中，點(diǎn)擊“Analyze”->“Analyze Particles”來(lái)彈出窗口來(lái)選擇最小尺寸，這決定了最后的圖片會(huì)展示什么（圖 7）。

*圖 7. 你可以通過(guò)確定最小尺寸生成一個(gè)縮減過(guò)的圖片。 *

圖 8 在總結(jié)窗口展示了一個(gè)概覽。每個(gè)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(gè)分析程序可以工作于給定圖片類(lèi)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(jì)，你當(dāng)然不會(huì)想對(duì)每張圖片手動(dòng)重復(fù)操作。這時(shí)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(gè)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(gè)宏文件，并且通過(guò)點(diǎn)擊“Plugins”->“Macros”->“Run”來(lái)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(jiǎn)單地打開(kāi)宏文件并手動(dòng)編輯它，因?yàn)樗且粋€(gè)簡(jiǎn)單的文本文件。事實(shí)上有一套完整的宏語(yǔ)言可供你更加充分地控制圖片處理過(guò)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(zhǎng)乏味的工作。這種情況下，前往“Process”->“Batch”->“Macro”，會(huì)彈出一個(gè)你可以設(shè)置批量處理工作的新窗口（圖 9）。

圖 9. 對(duì)批量輸入的圖片用單一命令運(yùn)行宏。

這個(gè)窗口中，你能選擇應(yīng)用哪個(gè)宏文件、輸入圖片所在的源目錄和你想寫(xiě)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(guò)文件名篩選輸入圖片中需要使用的。萬(wàn)事具備之后，點(diǎn)擊窗口下方的的“Process”按鈕開(kāi)始批量操作。

若這是會(huì)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(gè)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(gè)功能可以使得研究中最冗余部分自動(dòng)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(yè)就有超過(guò) 500 個(gè)插件和超過(guò) 300 種宏可供使用，簡(jiǎn)短起見(jiàn)，我只能在這篇短文中提出最基本的話(huà)題。幸運(yùn)的是，還有很多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的教程可供使用，項(xiàng)目主頁(yè)上還有關(guān)于 ImageJ 核心的非常棒的文檔。如果你覺(jué)得這個(gè)工具對(duì)研究有用，你研究的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域也會(huì)有很多信息指引你。

作者簡(jiǎn)介：

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

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