工具 | Image J进行电镜图像二维相面积和尺寸分析教程（二）

Image J图像分析软件是美国国家心理健康研究所(National Instituteof Mental Health)开发的免费科学图像分析工具，之前被广泛应用于生物学研究领域，从未被应用于材料相面积分析，笔者在实际操作中发现，这款软件可以轻松处理SEM（扫描电子显微镜）图像，从而得到二维相面积大小，不同相的实际尺度，相数量等等。但是由于软件限制，目前本款软件最适用于两相结构。通过操作ImageJ软件，我们可计算选定区域内分析对象，进而得到一系列几何数据。这些几何分析数据包括：长度、角度、周长、面积、长轴、短轴、圆度、最佳椭圆拟合、最小外接矩形拟合以及质心坐标等【1-3】。

上期教程（点击直达：SEM二维相面积和尺寸分析教程(一））中我们已经解决了问题1：图一中可见明显两相结构-Bright phase and Dark phase,如何得到两相的比例？

那么如何解决问题二呢？

问题2：求图二中白色相的实际面积以及最长距离。

这个问题其实不难解决，图中已经有了实际的比例尺，求白色相的最长距离，最笨的方法可以用尺子量，就能得出来。但是如何求得实际面积？因为白色相的形状非常不规律，常规方法根本无法计算。

这时候，不要着急，我们可以用image J 软件。

首先我们需要安装image J软件，由于这是一款免费的软件大家可以直接从官方网站下载：https://imagej.nih.gov/ij/，具体的安装流程非常简单，跟着软件安装提示，一步一步的操作即可。不过当大家发表论文的时候千万记得引用相关文献哦，毕竟免费的软件需要我们大家的支持和鼓励。下面我们直接言归正传的开始解决我们的两个问题。

问题2解决步骤：

看到了问题一的解决过程，大家知道了问题二该如何解决吗？实际上我们可以用相同的思路来解决问题二，首先我们来看看如何求得白色相的实际表面积。

首先用image J软件打开需要计算分析的图像，如下图。

现在我们需要设定标尺，由于SEM图像已经告诉我们实际标尺长度，所以我们采用直线工具（红框）画一条和SEM标尺等长的直线。

现在我们需要告诉image J软件我们的标尺长度，画完直线后，点击Analyze--Set Scale。

可以看到下图，需要设定的元素包括know distance (直线的实际距离，从SEM标尺得到)，直线的单位（nm）,像素点和直线的比例（此项一般默认1），

依次填写红框中的数据，点击OK，至此我们完成了软件标尺的设定工作，下面我们可以来分析相的表面积了。

类似问题一的解决过程，现在我们需要标定出白色相，选择Type-8bit,得到灰度图片。

选择Adjust-Threshold, 设置阈值，来调整白色相面积的取值范围。

选择Analyze-Analyze Particles，进而选择红框中选项，点击OK。

现在我们可以看到软件自动识别的白色相已经由红色标识。

此时我们也能得到白色相的总表面积为109.54nm², 假如你想得到每一块白色相的实际面积，在Analyze-Analyze Particles选择过程中，记得勾选Add to manager,这样你就能如下图得到每一块白色相的实际面积了。

那么如何得到图中黄色直线的实际距离呢？由于我们已经设定了系统标尺，所以我们不必再设置，在用直线工具画完图中的黄色直线后，直接点击Analyze。

选择Measure选项

现在你可以看到Results显示窗口，从中你能得到这条直线的实际长度是13.778nm,也就是我们问题二中白色相的最长距离。

参考文献：

1.毕利东，张斌，潘继花．运用Image J软件分析土壤结构特征：土壤，2009：4 l(4)：654-58

2. T. Collins, ImageJ for Microscopy. BioTechniques, 43,S25-S30. http://dx. doi. org/10.2144/000112517, (2007).

3. M.D. Abràmoff, P.J. Magalhães, S.J. Ram, Image processing with ImageJ,Biophotonics international, 11 (2004) 36-42.

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• 雨中专栏

作者简介：雨中，加国工科博士男，才高德好素养佳。偶尔做点小实验，思想敏锐人人夸。踏实奋进写论文，至今已得十多篇。交友广泛爱分享，微信日日朋友圈。目前主要从事固态储氢合金，复杂氢化物储氢材料的制备以及储氢性能改良。在国内外期刊发表SCI论文8篇，授权发明专利2项，实用新型专利1项。

来源 | 雨中 特约投稿发布

供稿 | 学术咖材料学版

编辑 | 小咖咖