显微图像测量的基本方法
显微图像测量的实施主要通过计算机软件实现。主流显微镜厂家包括蔡司、奥林巴斯等,它们都会提供相应的显微图像处理分析软件;也有单独的图像处理分析软件如Image pro等。我们在这里给大家介绍由美国国立卫生研究院研发的免费开源的图像处理分析软件ImageJ。
(一)标尺校正
在计算机软件中对图像进行几何参数的测量,事实上测量的是图像中像素的数量,而我们在实际运用中是以国际单位为标准的,因此需要将图像中的像素数和图像中对象的实际单位对应起来,通过标尺校正就可以实现这个过程。具体在ImageJ中的操作过程如下:
File→Open(打开标尺图像)→Straight工具(按住Shift键从显微尺图像中一端画到10μm长度的直线)→Analyze→SetScale→Clicktoremovescale>Knowndistance(10.0μm)→Unit of length(μm)→Global→OK。
显示标尺:
File→Open(打开分析图像)→Analyze→Tools→Scale bar(调整其中参数观察标尺变化)→OK。
(二)测量区域与测量对象的选择
通常的情况是我们拍摄了一张显微图片,但是我们感兴趣的不是整张图片而是特定的目标区域,并且只有将目标区域选定后才能获取目标区域的相应参数。这就需要我们对目标区域选择的方法有所了解。一般有依据对象形状性质和灰度(也就是明暗)性质的选择方法:
1.工具栏工具选择测量区域
File→Open(打开分析图像)→点击Rectangular、Oval、Polygon等选择工具完成分析图像中目标区域的选择。同时按住Shift键可以将多个选区叠加在一起,而同时按住Alt键可以从已经选定的区域中去除某一部分。
2.图像阈值过滤选择测量区域(https://www.daowen.com)
File→Open(打开分析图像)→Image→Type→8-bit→Image→Adjust→Threshold→调整阈值的上下限可以选择不同明暗程度的图像。
(三)几何尺度的测量、计数、光密度测量
在确定好目标区域后就可以进行相关参数的测量了。
1.几何参数
依据(二)中的方法选择区域,用工具栏中Straight可以进行包括直径等线段长度的测量,用Angle进行角度的测量;也可以用Analyze→Measure进行测量,从而得到被测对象的基本几何参数值。
2.计数
运用(二)中的方法选择全部对象后,可以用Analyze→Analyze Particles进行对象的计数等操作。
3.光密度测量
对于具有吸光性质的物质,其在某种混合物中的含量与其透射光和入射光的比值(光密度)成比例。因此经显微镜光源照射后得到的图像的明暗程度能在一定程度上反映物质的含量,但是需要在软件中将图像的灰度信息转换为光密度才能进行定量分析。
首先需要设置软件,通过校正实现灰度值转换为光密度值。具体操作为:Analyze→Calibrate→Function→Uncalibrated OD→Global calibration→Ok;然后Analyze→Set Scale→Click to remove scale→Ok;接着Analyze→Set Measurements→点选Area、Integrated density,Limit to threshold。
打开分析图像运用(二)中的方法选择全部对象,Analyze→Analyze Particles,就得到了每个对象的积分光密度,除以面积后就得到了平均光密度。