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2024年4月13日发(作者：assessment词根词缀)
Image J在显微成像中的应用介绍
1、关于Image J
ImageJ是一个基于java的公共的图像处理软件，它是由 National Institutes of Health 开
发的。可运行于Microsoft Windows，Mac OS，Mac OS X，Linux，和 Sharp Zaurus PDA等多
种平台。其基于java 的特点，使得它编写的程序能以applet等方式分发。
ImageJ能够显示，编辑，分析，处理，保存，打印8 位，16 位，32 位的图片，支持 TIFF,
PNG, GIF, JPEG, BMP, DICOM, FITS等多种格式。ImageJ 支持图像栈（stack）功能，即在一个
窗口里以多线程的形式层叠多个图像，并行处理。只要内存允许，ImageJ 能打开任意多的
图像进行处理。除了基本的图像操作，比如缩放，旋转，扭曲，平滑处理外，ImageJ还能
进行图片的区域和像素统计，间距，角度计算，能创建柱状图和剖面图，进行傅里叶变换。
下载地址：/ij/
2、Image 界面
界面分为：菜单栏，工具栏和状态栏。
菜单栏
菜单栏从左至右分别是：文件，编辑，图形，处理，分析，插件，窗口，帮助。
文件和 office word 等软件类似，主要有文件打开，关闭，保存等功能，比较特殊的一
个功能是恢复功能（revert），可以直接回到上次保存过的状态。由于编辑菜单里的取消功能
（undo）只能回退一步，所以revert 有时会很有帮助。
编辑 Undo, Cut, Copy, Copy to system, Paste, Paste Control.., Clear, Clear Outside, Fill, Draw,
Invert, Selection, Options.
图像 Type（可改变图片格式，如彩色变灰度）, Adjust, Show info, Properties, Color, Stacks,
Hyperstacks, Crop, Duplicate.., Rename, Scale, Transform, Zoom, Overlay, Lookup Tables.
处理 Smooth, Sharpen, Find Edges, Find Maxima, Enhance Contrast, Noise, Shadows, Binary,
Math, FFT, Filters, Batch, Image calculator, Subtract Backgroud, Repeat Command.
分析 Measure, Analyze Particles, Summarize, Distibution, Label, Clear Results, Set
measurements, Set Scale, Calibrate, Histogram, Plot Profile, Surface Plot, Gels, Tools.
窗口和帮助
工具栏
工具栏从左至右分别是 4种区域选择工具，直线选择工具，角度工具，点工具，魔棒，
文字，放大镜，拖手，颜色吸管，动作宏，菜单宏，绘图工具等（颜色吸管以后的内容可以
变化，通过点击最右边的 >> 按钮选择需要的栏目。不同的按钮可以进行测量，画图，标记，
填充等操作。双击左键或单击右键可以扩展按钮的功能，如双击文字可以选择字体和大小等。
4种区域选择工具分别是方形，椭圆形，多边形和任意形状。选择之后，这些区域可以
进行改变，分析，拷贝等。工具栏下的状态栏可以显示坐标信息。
直线工具：可以画直线、分段或任意形状的线（右键选择线的类型），双击该按钮可以
改变直线的宽度。选择分析测量Analyse →Measure(or Ctrl+M)可以记录线的长度，使用Edit
→Draw (or Ctrl+D)可以使直线永久保留。
角度工具：点击角度按钮后可以画相交的直线可以测量形成的角度，在状态栏可显示，
选择分析测量Analyse →Measure(or Ctrl+M)，在结果窗口中显示角度。
点工具：当自动测量（Auto-Measure）开启（默认是开启状态）时，可以在状态栏显示
图标所在位置的坐标和亮度，也可点击某点，选择分析测量Analyse →Measure(or Ctrl+M)，
可以在结果窗口显示上述指标。如果是RGB图，显示红色，绿色和蓝色的亮度（0-255），如
果是灰度图片，根据选择图片格式8位（8bit）或16位（16bit），数值不同。8位最大值255，
16位为65535（图片格式知识可见下述小知识栏）。
魔棒：魔棒工具和photoshop里的类似，可以自动发现目标的边界并勾勒出形状。当图
像明暗对比明显时尤为有用。有时可配合阈值(Thresholding)使用。
文字：双击文字按钮可以选择字体和大小。单击按钮并按住左键拖出文本框，可以键入
需要的文字，文字颜色使用颜色吸管来选择。Edit →Draw (or Ctrl+D)，将固定并永久保留文
本。
放大镜：左键放大，右键缩小。
拖手工具：当图片很大超过显示器窗口时，可以使用拖手工具将感兴趣的区域已到显示
窗口中央。按住空格键可以暂时用鼠标左键来拖动图像。
颜色吸管： 可以设置前景的画笔或文字的颜色。 可以左键图片某处选择该处的颜色，
也可以双击按钮显示颜色窗口来选择颜色。
其他工具中有部分是和画图有关的工具，如喷壶等。
3、如何使用之基础知识部分（安装过程略）
图片编辑与分析（在编辑图片前建议拷贝一个副本后编辑）
取消（Undo）：Edit →Undo，恢复到前一步，不过只能回退一步，这点和photoshop操
作是一样的。
恢复（Revert）：File →Revert，恢复到上次保存后的状态。
裁剪（Crop）：Image →Crop. 方框选择工具选好区域后进行裁剪。
清除界外（Clear Outside）：Edit →Clear Outside.将选择区域以外图形清除。相类似Edit
→Clear是清除选择区域内部。
改变亮度对比度（Brightness and Contrast）：Image →Adjust →Brightness/Contrast，类
似于photoshop里的操作。 可以是图形的明暗对比更明显或更模糊。（Process →Enhance
Contrast.这个选项是自动改变对比度，小心使用）
清除噪点：Process →Noise →Despeckle 或者Process →Filters →Median 此外，
Process →Noise 选项里面还有添加噪点的选项。
旋转：Image →Transform→Rotate 转化成灰度图：Image →Type →8-bit （8位），或
16-bit（16位）
阈值（Thresholding）：假设要计算组织或细胞HE染色图片的细胞数量，可以根据细胞
核的数目来确定。具体步骤可以把图片变成灰度图，然后设置阈值使得高于某个值的部分凸
显出来，这样就容易计数个数。操作为： Image →Type →8-bit； Image →Adjust →Threshold；
通过拖动标杆来设置具体值，最后选择apply。红色的区域最后变成黑色，其他区域变成白
色，整个图片变成二元图（非黑即白）。还可自动设置阈值：Process →Binary →Make Binary。
测量和计数：
设置刻度：在标尺或其他已知长度的两点画一条直线，进入 Analyze →Set Scale ,在设
置标尺（Set scale）窗口里会显示直线的像素长度，键入实际中的长度以及单位。这样就会
在像素和实际长度间建立联系。选择 global， 表示其它图片也将应用该标尺。
设置测量指标：Analyze →Set Measurements. 可以选择需要测量的指标。如面积，灰
度值等。
测量两点间的距离：在亮点间直线，状态栏会显示相对于水平线的角度和长度。进入
Analyze →Measure (or Ctrl+M),在结果栏中显示，并可复制到excel中。
测量特定区域：使用区域选择工具画出特定区域（也可用魔棒选择），然后测量 Analyze
→Measure ，测量内容根据测量指标决定。
计数微粒：将图片转化成8-bit灰度图，然后根据上述设置阈值（threshold），然后进入
Analyze →Analyze Particles, 键入微粒大小的下限和上限，并且选择显示轮廓（Show outlines）
和显示结果(Display Results)。点击ok，被计数的微粒将显示轮廓和编号。每个微粒的结果在
结果窗口中被显示。
保存文件：存成Tiff的要比jpeg的画质损失要少(File →Save As →Tiff)
4、使用实例
导入连续照片合成视频
step 1. 打开软件，导入连续照片(File->Import->Image Sequence)。
step 2. 另存为视频文件格式，并设置帧率即可(File->Save as->AVI)。
多色荧光照片叠加
step 1. 打开软件，再开启要分析的图片(File->Open)。
Step 2. 打开照片叠加对话框(File->Image->Color->Merge channels)。
Step 3. 正确完成对话框填写，完成照片叠加(File->Image->Color->Merge channels)。
计算细胞数：
step 1. 打开软件，再开启要分析的图片(File->Open)。
Step 2. 设定分析影像的阈值(Image->Adjust->Threshold,或快捷键 Ctr+Shift+T)
step 3.调整阈值再按 set 决定。
step 4. 选择 analyze particle(Analyze->Analyze particle) 并且记得要选择 summarize，才会
有分析的结果。
step 5. 分析结果，可以看到原图像的视窗会出现电脑判读的数据，summary 会显示个数及
分析影像的区域大小
用Image J软件给图片加标尺：
step 1. 打开软件，再开启要分析的图片(File->Open)。根据照片上的刻度，在照片上用直线
工具画一直线
Step 2. 进行标尺校准：校准所标记直线所代表的实际长度及单位(Analyze->Set Scale)
Step 3. 设置标尺：设置标尺、长度、字体、显示位置等(Analyze->Tools>Scale Bar)
在照片上没有刻度的情况下，确定标尺长度与像素的关系你必须至少知道以下信息：
1. 拍摄照片时的实际放大倍率M。
2. 照片的分辨率R (像素/英寸）。
假设在R (像素/英寸）分辨率条件下照片上的标尺长度b(宏观的，毫米或厘米）代表
实际大小a（微观的，微米或纳米），那么：M=b/a，
另外，标尺长度b是有P个像素组成的，那么
R=P/b, =>P=aRM.根据以上的关系你可以
给照片确定一个合适的标尺长度。注意：计算的过程中量纲要一致。
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