学术干货丨教你用Image Pro Plus统计分析粒径

Image pro plus（IPP）的主要用途是分析处理图像，它包含了异常丰富的增强和测量工具， 并允许用户自行编写针对特定应用的宏和插件。本人使用该程序进行材料方面的图象分析有一段时间了，使用得越久与发现这款软件的强大，简直是科研界的PS神器！希望在这里与大家交流使用心得，下面我将简单分享一下用IPP统计分析粒径的操作方法。

1.打开软件：
选择complete模式，打开一个电镜图片↓

2. 设置标尺
点击Measure-Calibration-Set System，如下图↓
 弹出如下图所示的对话框↓
 这里，我们可以对预先设置好的标尺直接调用（如Spatial Cal 0），也可以对一张新的图进行重新设置，因此，我们需要点击红框中的“…”按钮，会弹出一个设置对话框↓
 ↑如上面左边图中，点击new，新建一个标尺。首先设置好单位Unit为nm，然后点击红框内的Image按钮，出现Scaling对话框，输入标尺长度数值（20）↓
 这个时候注意到图片中出现了一个绿色“工”字形图标，我们现在需要用鼠标拖动调整它的长度和图中的原始标尺长度一致（均为20nm），如下图↓
 ↑然后点击OK，回到刚才的spatial calibration对话框，点击Apply按钮，也就是确认将我们刚才设置好的标尺应用到这幅图以后的测量统计程序中去。如果需要将标尺保留在图片中，我们可以点击Mark按钮，弹出Spatial Calibration Marker对话框↓
 对话框中有四种标尺模式，可选择标尺在不在图中显示（On-Image or Non-destructive），不在图中显示更好，因为在计算粒径时候，软件会把标尺上的字也当微粒算进去，输入标尺所代表的长度值（20）unit，点击“OK”按钮，出现如下对话框↓
 这时图片出现了新标尺，此时可用鼠标左键移动新标尺到你想要的图片位置，按右键固定，按“continue”键，回到spatial calibration对话框。

3. 计算粒径
点击工具栏中的Measure-Count/Size↓
 弹出如下对话框↓

有三种计算方式：Manual、Automatic Bright Objects、Automatic Dark Objects，选择其中一种，点击Count按钮。点击其工具栏中Measure下拉的Select Measurements，出来如下对话框↓
 这里我们选择平均直径Diameter(mean)为统计对象，选中，在下面Range中输入合理的范围，从而筛选出大小异常的颗粒。也可以通过点击Edit Range按钮，出现如下对话框↓
 我们可以看到初步选择出来的统计结果，如果有异常大或者小的值，可以很直观的看到，这时我们可以手动调节两条绿色的竖线，来选择统计的范围，点击OK。回到上一对话框后，记住要勾选Apply Filter Ranges按钮↓
 下面再来介绍一下自动测量（Automatic Dark/Bright Objects）和手动测量（Manual）的区别:

(a) 自动测量
自动顾名思义就是软件自己根据图片颜色对比度区分颗粒区域，勾选Automatic Dark Objects后，点击Count，我们的颗粒就会被默认的红色标记出来了↓
 需要注意的是，即使是自动的，我们还是需要进行一定的设置，注意到刚才的对话框里右侧有一个Option按钮，点击出现如下对话框↓

↑因为我们的颗粒是实心小球，所以Outline Style需要选择“Filled”，并且需要勾选上“Fill Holes”。这样才能保证软件标记出的颗粒大小和形状误差更小。

(b) 手动测量
点击Select Colors按钮↓


↑进入Segmentation对话框，在Histogram Based中调节图中竖线，到你觉得满意的位置。最后，得到如下图所示的样子↓
 然后，点击Create Preview Image按钮，得到一张新图片。关闭Segmentation对话框，回到Count/Size对话框，点击Count按钮，计算完毕↓

这里需要解释一下重新复制一张图片的左右，相信细心的小伙伴们可能已经注意到了，在统计颗粒的时候软件会把图中的标尺和文字也算进去，这样肯定会是结果产生偏差，因此我们要想办法去除掉标尺再统计。但是，一直让小编不解的是IPP中似乎并没有剪裁图片的功能，所以我们需要复制一张照片然后导出，用其他软件（如windows自带的画图工具）进行剪裁把标尺部分去除，再导入IPP中进行统计工作。这个过程中，只需要关闭图片的框而整个软件不能关闭，然后采用第二步设定好的标尺测量就行了。

4. 分割连体颗粒
无论是手动还是自动，Count完了之后，我们会发现，有一些颗粒因为各种原因连接在了一起，这样在统计的时候软件会把它们当作一个完整颗粒，对结果造成误差，所以，我们还需要将这些“连体婴儿”分离。方法很简单，点击Edit-Split Objects按钮↓
 然后在图中用鼠标划线分割连体颗粒↓
 点击OK确认，得到分割后的颗粒分布。

5. 查看统计结果
在Count/Size对话框中View下拉菜单，各种选择可以对计算的粒径进行统计↓
 如下图所示，在Measurement Data里可以查看每个颗粒的信息和位置；在Statistics里可以查看整体的统计数据；Histogram可以查看柱状分布图，可以自由调节bin的大小；还可以再Scattergram里查看散点分布↓

至此，对这张透射照片中颗粒分布的统计工作就基本结束了，如果不满意IPP软件的数据作图效果，还可以在Count/Size对话框中File下拉菜单中选择导出数据结果，然后再用Origin等专业软件重新作图。当然，IPP的强大之处远远不止这些，以后有机会小编还会继续向大家介绍分析这款软件在我们的科研工作中的其他应用。

本文由材料人编辑部学术干货组WDY供稿，材料牛编辑整理。

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