通用軟件 Microsoft Word 在顯微組織定量分析中的應(yīng)用

1、中國體視學(xué)與圖像分析 2002年9月 第7卷 第3期182 CHINESE JOURNAL OF STEREOLOGY AND IMAGE ANALYSIS Vol.7 No.3 Sep.2002 文章編號(hào)：1007-1482（2002）03-0182-03通用軟件Microsoft Word在顯微組織定量分析中的應(yīng)用黃啟今，劉國權(quán)（北京科技大學(xué)，北京）【摘 要】簡要討論了通用文字處理軟件在金相圖像二值化處理、網(wǎng)格計(jì)點(diǎn)法測(cè)量體積分?jǐn)?shù)和金相圖片文字標(biāo)注等方面的應(yīng)用可能，為定量金相或材料顯微組織定量分析技術(shù)提供了一種新的、極為容易普及推廣的簡便操作方法，尤其適用于那些不具備定量金相專用軟件而又需要

2、對(duì)顯微組織進(jìn)行定量分析的情況。本文建議的方法同樣可推廣應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)顯微組織圖像的處理與定量分析。【關(guān)鍵詞】顯微組織定量分析；數(shù)字圖像；圖像分析；體視學(xué)；Microsoft Word【中圖分類號(hào)】；【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】APPLICATION OF MICROSOFT WORD IN QUANTITATIVEMICROSTRUCTURE ANALYSISHUANG Qi-jin, LIU Guo-quan(University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)【ABSTRACT】In this article, the

3、general-purpose software, Microsoft Word, is applied in imageprocessing, volume friction measurement, and labeling of metallographic images. Such practiceprovides a convenient, easy-to-use approach for quantitative metallography or materialography，especially suitable for those without professional s

4、oftware of or related to quantitative metallography.The proposed methods are also applicable to microstructure analysis in biology and medicine.【KEYWORDS】Quantitative microstructure analysis; Digital images; Image analysis; Stereology;Microsoft Word隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，個(gè)人電腦的普及，定及。量金相分析技術(shù)也在逐步與計(jì)算機(jī)結(jié)合起來。目作者發(fā)現(xiàn)，利用目

5、前已廣為普及的Office通用前，市場上出現(xiàn)了許多以微處理技術(shù)為中心的金相文字處理軟件Microsoft Word同樣可以對(duì)金相照片 分析儀器，同時(shí)也出現(xiàn)了各種各樣的金相分析軟進(jìn)行圖像處理、定量分析測(cè)量和文字標(biāo)注等基本操件。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的金相分析儀器和金相分作，正確使用即可達(dá)到比較理想的效果。以下討論析軟件的不斷出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了定量金相技術(shù)的高效均假定金相照片或顯微組織圖像已作為電子文件化、自動(dòng)化和智能化1。一些專業(yè)圖像處理軟件如儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)的固定硬盤或可移動(dòng)硬盤（包括數(shù)碼PhotoShop亦可在金相分析中獲得應(yīng)用2。但這些軟相機(jī)儲(chǔ)存卡）、軟盤或其他儲(chǔ)存介質(zhì)中，可供件硬件，或由于復(fù)雜進(jìn)行定量

6、金相基本測(cè)量或進(jìn)行Microsoft Word（MS Word）直接調(diào)用。基本圖像處理時(shí)操作不便, 或價(jià)格高昂，不便于普 借助于軟件進(jìn)行金相照片圖像處理收稿日期：2002-07-03 作者簡介：黃啟今（1979-），男，漢族，河南省信陽市人，北京科技 大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院多尺度材料仿真與設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)圖像的亮度和對(duì)比度（MMSD）課題組碩士研究生；研究方向：材料組織的定通過調(diào)節(jié)圖像的亮度和對(duì)比度，可以使圖像更量分析，人造金剛石薄膜的仿真與設(shè)計(jì)等2002年 第7卷 第3期 黃啟今等：通用軟件Microsoft Word在顯微組織定量分析中的應(yīng)用 183加清晰，便于組織細(xì)節(jié)的分辨。在Microsoft

7、 Word 中選擇菜單“插入”“圖片”“來自文件（F）”，將待分析的金相照片插入到文檔中，通過鼠標(biāo)的右鍵菜單“設(shè)置圖片格式（O）”，選擇“圖片”，在圖像控制欄中，左右拉動(dòng)滑動(dòng)塊，調(diào)節(jié)圖片的亮度和對(duì)比度。圖像的二值化處理在對(duì)金相圖像進(jìn)行定量的自動(dòng)分析之前，必須(a)進(jìn)行二值化處理1。Microsoft Word即具有該功能，選擇菜單“插入”“圖片”“來自文件（F）”，將待分析的金相照片插入到文檔中，通過鼠標(biāo)的右鍵菜單“設(shè)置圖片格式（O）”，選擇“圖片”，在圖像控制欄的顏色選擇單中，選“黑白”，即可將灰度圖片處理成二值圖像，如圖2。二值化處理時(shí)仍可通過調(diào)節(jié)圖片的亮度和對(duì)比度獲得合適的二值圖像。 (

8、b)圖金相圖片的二值化處理示例，其二值化閾值可調(diào)（a）原始照片（b）處理后圖測(cè)量體積分?jǐn)?shù)用網(wǎng)格借助于軟件進(jìn)行相體積分?jǐn)?shù)的計(jì)點(diǎn)法測(cè)量測(cè)量相的體積分?jǐn)?shù)是定量金相分析的最重要的內(nèi)容之一，進(jìn)行人工測(cè)量一般采用如下體視學(xué)關(guān)系式3VV = PP （1） 式（1）表明“隨機(jī)截面上落入某相的點(diǎn)數(shù)所占總測(cè)試點(diǎn)數(shù)的分?jǐn)?shù)PP是該相在三維組織中體積分?jǐn)?shù)VV的無偏估計(jì)”，目前應(yīng)用最為廣泛。傳統(tǒng)的具體方法是通過內(nèi)置于顯微鏡目鏡中的網(wǎng)格玻璃片進(jìn)行人工測(cè)量，工作強(qiáng)度大而且需要不斷移動(dòng)樣品以調(diào)節(jié)視場與網(wǎng)格之間的相互位置關(guān)系。利用Microsoft Word的繪表格功能使用公式（1）進(jìn)行計(jì)點(diǎn)法體積分?jǐn)?shù)測(cè)量，操作起來則方便得多。首

9、先，用前面所述的方法在文檔中插入圖片，點(diǎn)擊右鍵將圖片格式設(shè)定為“襯于文字下方”。然后，選擇菜單“表格”“插入”“表格”繪制表格（根據(jù)需要繪制3×3、5×5、6×6等多種規(guī)格的網(wǎng)格），將網(wǎng)格置于金相圖片之上。然后就可以通過在圖像上拖動(dòng)網(wǎng)格（注意：選中網(wǎng)格予以拖動(dòng)，而不要在圖片選中時(shí)拖動(dòng)以防止圖片移動(dòng)），利用184 中國體視學(xué)與圖像分析 2002年 第7卷 第3期公式（1）網(wǎng)格法來測(cè)量相的體積分?jǐn)?shù)。例如，圖2中的組織為A相（白色）和B相（黑色），現(xiàn)在使用6×6網(wǎng)格測(cè)量P相的百分?jǐn)?shù)，總點(diǎn)數(shù)PT=36，數(shù)出某一位置處被黑相占據(jù)的格點(diǎn)數(shù)P，拖動(dòng)網(wǎng)格到另外的位置，再

10、記錄點(diǎn)數(shù)，直到最終的誤差在規(guī)定的誤差范圍，停止測(cè)量，將結(jié)果保存。最終，所測(cè)得的B相的百分含量為：B%=pinP×100%T其中，n為測(cè)量的總次數(shù)。另外，還可以在Microsoft Word中調(diào)用Microsoft Excel對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存。借助于軟件進(jìn)行圖片文字標(biāo)注在Microsoft Word中，可以很方便地在金相圖片上加上放大倍數(shù)、相的名稱以及其他說明性的文字。選擇菜單“插入”“文本框”，放在圖中指定的地方，然后在圖文框中輸入文字。選中文本框，在鼠標(biāo)的右鍵菜單中選擇“設(shè)置文本框格式”，設(shè)置自己滿意的效果即可，圖3為一實(shí)例。借助于進(jìn)行其他定量金相分析進(jìn)行有量綱組織參量的

11、體視學(xué)測(cè)定時(shí)，需要根據(jù)顯微組織照片的放大倍數(shù)標(biāo)定本文第節(jié)中制作的測(cè)量網(wǎng)格的邊長以及面積。經(jīng)標(biāo)定后的測(cè)量網(wǎng)格即可用于計(jì)點(diǎn)法測(cè)量三維塊狀樣品中的內(nèi)界面（如晶界、相界）面積密度和線長度密度等等。相關(guān)體視學(xué)公式亦見于文獻(xiàn)。采用進(jìn)行定量金相分析效果的可靠性驗(yàn)證舉例以驗(yàn)證采用進(jìn)行相體積分?jǐn)?shù)測(cè)量結(jié)果的可靠性為例。我們對(duì)圖所示金相照片分別采用軟件和作者自行編制的定量金相分析系統(tǒng)專用軟件（均在同一計(jì)算機(jī)上相同條件下運(yùn)行，基本配置為：，內(nèi)存：）以及傳統(tǒng)的顯微鏡目鏡網(wǎng)格計(jì)點(diǎn)法進(jìn)行了其中某相的體積分?jǐn)?shù)測(cè)定對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果總結(jié)于表。由表中數(shù)據(jù)比較分析可知，在測(cè)定結(jié)果具有同樣的可靠性和準(zhǔn)確性的條件下，采用軟件進(jìn)行測(cè)量的效率

12、比傳統(tǒng)的純?nèi)斯び?jì)數(shù)法提高近一倍。更重要的是，在沒有專用顯微鏡目鏡網(wǎng)格玻片或?qū)Ｓ梅治鲕浖那闆r下，照樣可以利用通用軟件進(jìn)行顯微組織的準(zhǔn)確定量分析。表幾種不同方法對(duì)同一顯微組織中某一給定相體積數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定對(duì)比研究結(jié)果分某相的體積完成測(cè)量所測(cè)量方法分?jǐn)?shù)，需時(shí)間，傳統(tǒng)的目鏡網(wǎng)格人工測(cè)量法±法測(cè)量±采用交互測(cè)量±專用軟件自動(dòng)測(cè)量±總結(jié)對(duì)于數(shù)字化的顯微組織照片，利用通用辦公軟件不但可以很方便地進(jìn)行圖像處理和標(biāo)注，同時(shí)還利用的環(huán)境進(jìn)行可靠的定量金相分析，而且與傳統(tǒng)的人工測(cè)量法相比，在相同測(cè)量準(zhǔn)確度的情況下可明顯提高分析測(cè)量效率。由于軟件幾乎是所有個(gè)人微機(jī)必備，本文建議的方法適用性極廣。由于生物醫(yī)學(xué)顯微組織的定量分析的基本原理與材料顯微組織的基本相同，故本文建議的方法亦可推廣應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)顯微組織的定