粒徑統計之從電鏡圖到數據圖——簡單而實用的小軟體ImageJ

2021-01-19 科研共進社

前言:

有很多朋友在後臺留言,希望我們能夠分享下粒徑統計的基本操作。在這裡,我們跟大家推薦一款簡單而實用的小軟體——ImageJ. 咱們從TEM圖開始,以粒徑統計分布圖結束,跟大家分享下粒徑統計的整個流程,希望對大家有所幫助。此外,如果大家有什麼特別想要我們進行分享的內容,也可以通過留言的方式告訴我們,我們會根據需要增加一些分享內容。


友情提示:大家直接在百度中搜索ImageJ就可以找到這塊軟體,軟體本身也不大,下起來很方便,祝大家使用愉快!


ImageJ的功能很多(這是為什麼我們選取ImageJ來分享的一個原因),統計粒徑的方式也有多種,今天跟大家分享一種最常規的方式——手動統計粒徑。後續我們會對其他的方式也進行一些基本的介紹,敬請期待。


第一步:利用ImageJ打開圖片文件。

ImageJ是一個基於java的公共的圖像處理軟體,它能夠處理TIFF, PNG, GIF, JPEG, BMP, DICOM, FITS等多種格式的圖片(只要將SEM,TEM圖片變成這些格式就可以用ImageJ進行處理了)。


操作:點擊ImageJ菜單欄中File--Open,找到想要打開的TIF或者JPG文件,將其打開,得到下圖右所示界面。


備註:TEM圖片有的時候是DM3的格式,需要先通過Gatan DigitalMicrograph(有機會後面也會跟大家進行分享)將其轉變為TIF或者JPG格式。


第二步:設置標尺。

標尺對於一個圖片的重要性用不著我廢話,這裡,我只講操作。


a. 在工具欄中找到畫線工具,然後採用它畫一條直線,與標尺長度重合;

(備註:如果標尺太小,可以通過縮放工具將圖片放大之後,再用畫線工具畫直線)



b. 在ImageJ的菜單欄中找到Analyze-->Set scale,在彈出來的窗口中,Known Distance一欄中填入標尺的已知長度,Unit of Length中更改標尺的單位。然後,點擊OK完成標尺的設置。


設置標尺實際上就是要得到像素長度和已知標尺長度的比例尺,這樣畫一條線就可以通過這個比例直接得到這條線的真實長度。


第三步:量取粒徑。

設置好標尺以後,就可以通過劃線來方便地量取納米顆粒的粒徑尺寸了。


a. 採用畫線工具,劃出某一顆粒的直徑(如果顆粒太小,可以採用縮放工具進行縮放),然後點擊菜單中Analyze-->measure,在彈出的result窗口中,length即為測得的納米顆粒粒徑數據。



b. 標記好已經統計過的顆粒。

一般而言,粒徑統計應該統計最少100個納米顆粒,為了保證統計的準確性,不要重複統計。ImageJ中有一個標記工具,可以讓大家很方便地知道哪個顆粒已經統計過了。


操作:點擊Analyze-->Label即可,每量取一個納米顆粒之後,Label一下,可以避免重複統計。


第四步:統計結果導出。


待100顆納米顆粒全部統計完畢之後,點擊result窗口,在菜單中選取save as進行保存,會得到一個XLS文件。



第五步:統計結果分析。

統計結果的分析我們還是採用origin來進行。

具體操作步驟如下:

a. 打開xls文件,將length這一列數據拷貝到origin中。


b. 選中該列,然後點擊Origin菜單欄中Statistic-->Descriptive Statistic-->Frequency count;



c. 在彈出的窗口中可以選擇統計的參數,包括最小值(minimum),最大值(maximum),增量(Incremen)等。


d. 設置好之後點擊OK,可以得到下圖所示的表格。


e. 選中其中的count一欄,然後做column圖,並對坐標軸進行美化,得到上圖所示的粒徑分布圖。


f. origin中如何求取平均值和標準差?

以粒徑統計為例,在b步驟中選取該列後點擊Origin菜單欄中Statistic-->Descriptive Statistic-->Statistics on column,在彈出的窗口中,可以看到平均值和標準差。


一般,粒徑分布圖中, 人們會把平均值和標準差列在分布圖上,如下圖所示。



至此,粒徑統計的整個過程就結束了。有疑問?試一試吧,有什麼不懂的可以留言討論!


聲明:這裡分享的粒徑統計方法並不是唯一的,也可能不是最優的,只是提供一種可行的方式,後期我們還會推出其他簡潔的方式,敬請期待!


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