应用ImageJ程序包进行材料显微组织图像处理、分析和可视化的一种框架(英文)

显微组织图像(例如胞、粒子与晶粒等)的数字图像处理、分割和分析,对于获取显微组织特征的三维信息非常重要。已有数种商用和共享程序包可以用于图像的处理和分析。"ImageJ"即其中之一,其长期广泛采用及其可扩展插件形式已使其成为许多不同应用领域科学家选用的工具。它包含了处理、分割、重建和可视化材料显微结构所需要的几乎所有基本的和最新的功能以及图像分析工具(例如‘Particle Analyzer’,‘3D object counter’,‘3D Roi Manager’),以用于成组粒子的复杂统计处理。虽然它在生物医学研究领域很受欢迎,被认为是一种有用的和有效的开放源码的图像处理与分析软件,但是在材料科学领域对其所知甚少。面向材料学界,本文尤其是那些没有图像处理和分析经验的材料科学与工程专业人员,在简要介绍ImageJ的基础上,提出了将其应用于在三维空间中处理、分割和分析显微组织结构连续切片图像的一个通用框架。

一种定量分析多孔材料孔隙结构的新方法

在普通个人计算机系统上 ,利用图形处理软件 Image J,并运用体视学原理 ,以多孔焦炭作为研究对象 ,开发了一套研究多孔材料孔隙结构的新方法 .在定量获得包括孔隙率和孔径大小等多种气孔参数的同时 ,基于体视学原理 ,还计算了其他可能与焦炭物理性质 (如强度 )建立相关性的重要参数 ,如圆度和粗糙度等 ,为研究多孔材料的物理性质提供了一定的理论依据 .只运用廉价的分析处理设备和应用软件而进行客观性强且效率高的图像分析处理 ,是本新方法的最大特点 .

体视学与图像分析技术在材料科学中的应用

介绍了图像处理与体视学技术相结合在材料科学中的应用。对应用系统的软、硬件构成进行了介绍,并论述了该技术的研究、开发及其在断口分析、显微组织测量、性能预测等方面应用情况,并指出当前需要解决的一些问题。该项技术的应用将为材料的研究提供强有力的技术支持。

纺织面料悬垂性的体视学分析

悬垂性是纺织面料造型的一个重要组成要素 ,但定量测试与描述一直较为困难。本文应用体视学图像分析技术 ,对不同织物的双轴双向弯曲法 (伞式法 )投影图像进行了动、静态测试分析 ,取得了表达织物悬垂美感的悬垂形态特征参数指标 ,为织物动、静态悬垂性客观评价提供了一种新的有效手段。

定量显微学及其在水泥混凝土材料科学中的应用前景

定量显微学(Quantitative Microscopy)是一门综合性学科.它的理论基础是定量体视学(Quantitative Stereology),测试手段用图像分析仪,能用于确定材料的三维结构特征参数,以解决材料科学中结构形貌与性能之间的关系问题.本文对定量显微学作了简介,并且综述了目前它在水泥混凝土材料研究中的应用状况,认为它将有广阔的发展前景,会成为水泥混凝土材料科学中的一个重要研究课题.

体视学、图像分析与计算材料学之间的关系及进展

在材料科学与工程领域,目前体视学、图像分析与计算材料学均已构建了自己独立完整的研究体系,并各自有了长足的发展,三者在一定层次上已成为强关联的材料研究手段,彼此相互补充和促进,共同推动着材料科学与工程的发展。本文综述了体视学、图像分析与计算材料学之间的关系以及近年来其相互关系的进展,并对所面临的问题进行了分析和讨论,指出:三维仿真建模等计算材料学手段与材料体视学的有机结合,可望为材料定量表征与材料设计提供一条新的途径。

体视学、图像分析、生物医学、材料科学与金相学、CT、仿真等多学科交叉协同发展的历史见证——《中国体视学与图像分析》创刊二十周年主编感言

体视学是研究三维结构的新型交叉学科和方法科学,图像分析则是从图像尤其是从数字化图像中提取有用信息的科学技术。二者的有机组合,可以在生物医学、材料科学、地质学、矿物学、工业、农业、遥感图像、救灾、环境保护、国家安全等不同应用领域中二维和三维结构进行定量分析和表征研究中发挥极其重要的作用。作为中国体视学学会会刊,《中国体视学与图像分析》创刊于1996年,是体视学、图像学、生物医学、材料科学与金相学、CT、仿真等多学科交叉协同创新发展的重要学术交流、信息发布的平台和历史记录载体。基于服务于该刊20年来的亲身经历,本文作者从交叉学科期刊定位与发展、论文关注度、推动新技术新方法的研究与应用、推动体视学方法与应用的标准化、国内外学术交流、学会工作等多个角度,扼要回顾了《中国体视学与图像分析》的创建与发展历程和面临的一些问题,谈了自己的一些感受与见解,并借此纪念《中国体视学与图像分析》创刊20周年。

中国体视学简史

本文回顾了在国际体视学发展的大背景下,中国体视学学科的形成和发展历程。20世纪70年代初,体视学专著和文集传入中国,中国学者开始了解、学习和传播体视学知识。其间,随着图像分析系统的引进和广泛应用,加速了体视学知识的传播。另一方面,体视学领域的学术交流和培训活动对中国体视学学科的形成起到了十分重要的作用。根据中国知网(CNKI)的统计,在过去30年里,中文体视学论文数量不断增长,影响逐渐扩大。经过深入研讨,我国学者采用了比国际上更为宽泛的体视学定义。随着经济发展和技术进步,我国在体视学方法和相关技术应用方面拥有更大潜力。

基于主成分分析及最近邻算法的纺织材料识别

探讨了利用主成分分析与最近邻分类器对8种纯纺织物的识别分类效果。首先采集8种纯纺织物在920nm～2 528nm波长范围内的720幅高光谱图像,经过图像标定、曲线滤波、波长预选等预处理之后得到可供分析使用的高光谱原始数据。而后将720个织物小样分为训练集和测试集,结合主成分分析提取出织物小样的4个特征波长,最后利用最近邻分类器完成训练并对测试集进行分类识别。结果表明:训练集识别率达到了100%,测试集分辨率也都达到了95%,整体识别效果较好。认为:高光谱成像技术可以用于棉、涤纶、聚乙烯、羊毛、聚氯乙烯、锦纶、亚麻、蚕丝的材料识别。

体视学和三维显微术:可选的还是相互竞争的显微组织定量分析技术?

随着现代三维图像显示技术的发展,使用体视学方法从二维截面估计三维几何似乎越来越显得多余了。本文将讨论这两种途径的局限性并概述两者在实际应用中的优点。对场和特征物参量及数据简约问题进行了讨论。结论是,在大量的应用中,体视学方法是表征不规则三维几何的最有效途径。当需要表征比较复杂的参数如形状、排列或尺寸分布时,应当优先采用三维直接测量手段。从二维截面分析获得的参数,对于比较研究、经验相关性分析和“指纹”识别式描述则是非常有用的。