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ImageJを使った画像解析実習
ー起動・終了とファイルの入出力ー
第194回農林交流センターワークショップ
「 植物科学・作物育種におけるフェノーム解析
- はじめて画像解析を行う研究者のための入門実習 - 」
2015-9-17 15:30...
はじめに
画像解析の流れ
生データ
コンピュータ/ImageJ
解析結果
加工済データ
心構え
• コンピュータやソフトウェアは
簡単には壊れない
• 電子データは一瞬で消え得る
– (が、解析結果は作り直せる)
生データを消してしまわないことにだけ
気をつけて、とにかく触って覚える
ImageJの起動と終了
ImageJの起動と終了
ダブルクリックで起動 ImageJ メインメニュー(Windows)
File > Quit で終了
演習: 起動→終了を繰返して
みましょう!
ImageJ の基本画面
(タバコBY-2 液胞膜)
← 画像ウインドウ
メニューバー
ツールバー
ステータスバー
まずはメニューバーの構成を学び、
解析したい画像を表示できるようにする
画像を開いて閉じる
メニューと画像解析までの流れ
大雑把な処理の流れ
生データ群
画像を開く
(形が知りたいので)
画像処理を施す
計測す
る
画像を開く
• ショートカットも少しずつ覚えていくと便利
• 実はドラッグ&ドロップでも開ける
• New 画像新規作成
(クリップボード経由で、他アプリから画像のペーストが
できる)
• Open… (画像)ファイルを開く
• Import
...
画像を保存する
※ 保存するまで、画像データを変更しても
ファイルは書き変わらない!
• Save (Ctrl-s) ファイル保存
画像ウインドウの内容をファイルに保存する
• Save as
(フォーマットを指定して)ファイルを保存
演習: ...
ここまでのまとめ
• ImageJの起動と終了ができるようになった。
• 画像をImageJで開けるようになった。
• 画像を、元データを上書きすることなく、保存
できるようになった。
ImageJに慣れる
ImageJによる画像のinspection
http://rsb.info.nih.gov/ij/docs/tools.html
赤い三角形の付く
アイコンは右クリック
で機能切り替え可
赤い線: 頻用するもの
青い線: 領域(ROI, region of interest)選択 → 次...
画像のズーム
+ キーで拡大
- キーで縮小
ツールバーの「虫めがね」アイコンを選択
+ 左クリック (拡大)
+ 右クリック (縮小)
あるいは…
←画像情報: 159x153 pixels; 8-bit; 24K
(3200%) : 拡大・縮小率
画像ウインドウ左上に青い枠が表示されている場合,
ウインドウに画像全域が収まっていない。
(青い四角は現在表示されている部分を示す。)
→ 「...
159x153 pixels; 8-bit; 24K
y
x
(x,y) = (0, 0)
輝度 35
(3, 0)
輝度30
(3, 2)
輝度 21
ImageJ では左上を原点(0, 0)とし,右に X 軸,下にY軸が伸びる.
各画素には...
輝度のタイプ
(0, 0)
輝度 35
(3, 0)
輝度30
(3, 2)
輝度 21
8-bit: 0~255 の整数(integer)
16-bit: 0~65535 の整数(integer)
32-bit: 浮動小数点数(float)
...
画像情報の修正 (ビット深度,スケール情報)
ビット深度: Image > Type
スケール情報: Analyze > Set Scale...
演習
• 画像サイズとピクセルタイプを調べてみましょう。
• 座標(x,y)=(200,300)にあるピクセルの輝度を調べて
みましょう。(ヒント: ズームイン)
• advanced ズームインした画像を保存して、再度開い
てみましょう。
サ...
画像データの加工と表示の変化
ImageJで表示した画像の見た目が変わるのは、
• 単に表示方法が変更されただけである場合、と、
• 画像データが変更された結果である場合
の二つがある。
(気になる方向けの細かい注意)
例:
サイズ Image...
ImageJに慣れる (つづき)
ImageJによる画像のinspection
画像全体の情報を見る
• ここまでで、
– 画像のサイズ(640x480等)
– ピクセルタイプ (8bit gray scale、24bit RGB etc.)
– 各ピクセルの輝度
の調べ方を学んだ。
• 画像データにもう少し有効な情報とし...
輝度ヒストグラム ( h キー )
h
位置情報を無視した上で,全画素について
輝度の分布を可視化したもの.
輝度の基本的な統計量(最小,最大,平均,
標準偏差等)も表示されている.
RGB輝度ヒストグラム (h キー+RGBボタン)
RBGでサイクル
Brightness & Contrast による表示状態の変更 ( Shift + c キー)
スライドバーを動かすことによる調整は,表示上の"明るさ"を
変えているに過ぎない.→ 輝度は変化しない.
8-bit 画像の場合は Apply ボ...
画像の一部の情報を見る
• 画像全体ではなく、画像の興味ある部分(ROI,
region of interest)の情報が知りたいことが良
くある。
• ROIの指定法は次の演習で詳しく行うが、ここ
では「線状ROI」を使った小技を紹介する。
輝度プロファイル (ROI + k キー)
線分上の輝度を「形 (プロファイル)」として可視化.
横軸が距離 or 位置,縦軸が輝度.
→多重蛍光標識像から局在関係を示す直観的手法として
利用可能
ドラッグして線を引いてから「kキー」を押下
RGB別 輝度プロファイル (ROI + kキー)
Plugins > Graphics > RGB Profile Plot
RGB 信号のうち主に Blue が果皮の位置により
変化していることがわかる.
その他のメニューバー項目
Edit メニュー: 画像の切り貼り,描画
Undo: 直前の作業の取消し.
1ステップ限定かつ
一部のみ対応.
Cut, Copy, Paste:
画像の切り貼り.
対象は画像全域かROI .
Copy to System:
他アプリへのコピ...
Image メニュー: 種別,色,スタック,変形,複製等,色々
Type: 輝度タイプの変換.
8-bit, 16-bit, 32-bit, RGB color...
Adjust: 表示上の明るさの調整や二値化等.
Color: グレイスケー...
Process メニュー: 基礎的な画像処理(フィルタ等)
Find Edges: 輪郭強調.
Binary: 2値画像(白黒画像)処理.
Math: 加減乗除等による
各画素の輝度変更.
Filters: ノイズ抑制等のフィルタ.
Image...
Analyze メニュー: 測定やグラフ関係
Measure: ROI 部分の諸パラメタの測定.
Analyze Particles...: 粒子解析.
Set Measurements...: 'Measure' で測定する
パラメタの選択....
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ImageJを使った画像解析実習〜起動・終了とファイルの入出力〜

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ImageJを使った画像解析実習〜起動・終了とファイルの入出力〜

  1. 1. ImageJを使った画像解析実習 ー起動・終了とファイルの入出力ー 第194回農林交流センターワークショップ 「 植物科学・作物育種におけるフェノーム解析 - はじめて画像解析を行う研究者のための入門実習 - 」 2015-9-17 15:30-16:15 (実習45分) 実習主担当 相阪 有理 エルピクセル(株)
  2. 2. はじめに
  3. 3. 画像解析の流れ 生データ コンピュータ/ImageJ 解析結果 加工済データ
  4. 4. 心構え • コンピュータやソフトウェアは 簡単には壊れない • 電子データは一瞬で消え得る – (が、解析結果は作り直せる) 生データを消してしまわないことにだけ 気をつけて、とにかく触って覚える
  5. 5. ImageJの起動と終了
  6. 6. ImageJの起動と終了 ダブルクリックで起動 ImageJ メインメニュー(Windows) File > Quit で終了 演習: 起動→終了を繰返して みましょう!
  7. 7. ImageJ の基本画面 (タバコBY-2 液胞膜) ← 画像ウインドウ メニューバー ツールバー ステータスバー まずはメニューバーの構成を学び、 解析したい画像を表示できるようにする
  8. 8. 画像を開いて閉じる
  9. 9. メニューと画像解析までの流れ 大雑把な処理の流れ 生データ群 画像を開く (形が知りたいので) 画像処理を施す 計測す る
  10. 10. 画像を開く • ショートカットも少しずつ覚えていくと便利 • 実はドラッグ&ドロップでも開ける • New 画像新規作成 (クリップボード経由で、他アプリから画像のペーストが できる) • Open… (画像)ファイルを開く • Import フォーマットを指定してファイルを開く • Close 画像ウィンドウを閉じる
  11. 11. 画像を保存する ※ 保存するまで、画像データを変更しても ファイルは書き変わらない! • Save (Ctrl-s) ファイル保存 画像ウインドウの内容をファイルに保存する • Save as (フォーマットを指定して)ファイルを保存 演習: ファイルを開いて元データを 上書きしないよう気をつけて、 別名で保存してみましょう。
  12. 12. ここまでのまとめ • ImageJの起動と終了ができるようになった。 • 画像をImageJで開けるようになった。 • 画像を、元データを上書きすることなく、保存 できるようになった。
  13. 13. ImageJに慣れる ImageJによる画像のinspection
  14. 14. http://rsb.info.nih.gov/ij/docs/tools.html 赤い三角形の付く アイコンは右クリック で機能切り替え可 赤い線: 頻用するもの 青い線: 領域(ROI, region of interest)選択 → 次のコマ ImageJのツールバー
  15. 15. 画像のズーム + キーで拡大 - キーで縮小 ツールバーの「虫めがね」アイコンを選択 + 左クリック (拡大) + 右クリック (縮小) あるいは…
  16. 16. ←画像情報: 159x153 pixels; 8-bit; 24K (3200%) : 拡大・縮小率 画像ウインドウ左上に青い枠が表示されている場合, ウインドウに画像全域が収まっていない。 (青い四角は現在表示されている部分を示す。) → 「ハンドツール」で表示されている部分を動かすことができる 159 153 画素, pixel (picture element)
  17. 17. 159x153 pixels; 8-bit; 24K y x (x,y) = (0, 0) 輝度 35 (3, 0) 輝度30 (3, 2) 輝度 21 ImageJ では左上を原点(0, 0)とし,右に X 軸,下にY軸が伸びる. 各画素には輝度 (強度,intensity.明度 brightness とも言う) が割り当てられている. ※ 「0 から数えること」「左上が原点であること」 に注意. 座標系と画素と輝度
  18. 18. 輝度のタイプ (0, 0) 輝度 35 (3, 0) 輝度30 (3, 2) 輝度 21 8-bit: 0~255 の整数(integer) 16-bit: 0~65535 の整数(integer) 32-bit: 浮動小数点数(float) 実数の近似値.±3.4*1038 の 範囲で7桁位の精度. グレイスケール画像, 濃淡画像 輝度のデータ型. ビット深度(bit depth), bits per pixel, 量子化ビット数等とも呼称. カラー画像 ≠白黒画像 8-bit Color: 使わない. RGB Color: 赤緑青の3チャネルを 重ねることによるカラー表現. 各チャネルのデータ型は8-bit, 16-bit, 32-bit のいずれかで, チャネル間では統一されている.
  19. 19. 画像情報の修正 (ビット深度,スケール情報) ビット深度: Image > Type スケール情報: Analyze > Set Scale...
  20. 20. 演習 • 画像サイズとピクセルタイプを調べてみましょう。 • 座標(x,y)=(200,300)にあるピクセルの輝度を調べて みましょう。(ヒント: ズームイン) • advanced ズームインした画像を保存して、再度開い てみましょう。 サンプル画像をいくつか選び、
  21. 21. 画像データの加工と表示の変化 ImageJで表示した画像の見た目が変わるのは、 • 単に表示方法が変更されただけである場合、と、 • 画像データが変更された結果である場合 の二つがある。 (気になる方向けの細かい注意) 例: サイズ Image > Scale... Image > Zoom > ... 明るさ Process > Enhance Contrast Image > Adjust > Brightness & Contrast (前者がメニュー「Image」にあって、後者がメニュー「Process」にまとまっていれば 分かりやすいが、実際はあまり首尾一貫していない。)
  22. 22. ImageJに慣れる (つづき) ImageJによる画像のinspection
  23. 23. 画像全体の情報を見る • ここまでで、 – 画像のサイズ(640x480等) – ピクセルタイプ (8bit gray scale、24bit RGB etc.) – 各ピクセルの輝度 の調べ方を学んだ。 • 画像データにもう少し有効な情報として は、 「輝度ヒストグラム」等がある。
  24. 24. 輝度ヒストグラム ( h キー ) h 位置情報を無視した上で,全画素について 輝度の分布を可視化したもの. 輝度の基本的な統計量(最小,最大,平均, 標準偏差等)も表示されている.
  25. 25. RGB輝度ヒストグラム (h キー+RGBボタン) RBGでサイクル
  26. 26. Brightness & Contrast による表示状態の変更 ( Shift + c キー) スライドバーを動かすことによる調整は,表示上の"明るさ"を 変えているに過ぎない.→ 輝度は変化しない. 8-bit 画像の場合は Apply ボタンを押すことによって,その時の 表示範囲が0~255にスケールされる.→ 輝度が変化する. 真っ白 真っ黒
  27. 27. 画像の一部の情報を見る • 画像全体ではなく、画像の興味ある部分(ROI, region of interest)の情報が知りたいことが良 くある。 • ROIの指定法は次の演習で詳しく行うが、ここ では「線状ROI」を使った小技を紹介する。
  28. 28. 輝度プロファイル (ROI + k キー) 線分上の輝度を「形 (プロファイル)」として可視化. 横軸が距離 or 位置,縦軸が輝度. →多重蛍光標識像から局在関係を示す直観的手法として 利用可能 ドラッグして線を引いてから「kキー」を押下
  29. 29. RGB別 輝度プロファイル (ROI + kキー) Plugins > Graphics > RGB Profile Plot RGB 信号のうち主に Blue が果皮の位置により 変化していることがわかる.
  30. 30. その他のメニューバー項目
  31. 31. Edit メニュー: 画像の切り貼り,描画 Undo: 直前の作業の取消し. 1ステップ限定かつ 一部のみ対応. Cut, Copy, Paste: 画像の切り貼り. 対象は画像全域かROI . Copy to System: 他アプリへのコピー. Clear, Fill, Draw: 単色描画. Color Pickerで色は設定. Selection: ROI の制御. (Selection = ROI) Add To Manager: 複数のROI を管理.
  32. 32. Image メニュー: 種別,色,スタック,変形,複製等,色々 Type: 輝度タイプの変換. 8-bit, 16-bit, 32-bit, RGB color... Adjust: 表示上の明るさの調整や二値化等. Color: グレイスケール画像とカラー画像の 変換等. Stacks: 時系列画像(動画像),立体画像の 処理.輝度投影,スライス一覧(montage) の作成等. Crop: ROI 部分の切り出し. Duplicate: 画像ウインドウの複製. Rename: 画像ウインドウのタイトル変更. Scale: 画像解像度の変更.つまり画像サイズ の拡大・縮小. ※表示の拡大・縮小と混同しないよう注意.
  33. 33. Process メニュー: 基礎的な画像処理(フィルタ等) Find Edges: 輪郭強調. Binary: 2値画像(白黒画像)処理. Math: 加減乗除等による 各画素の輝度変更. Filters: ノイズ抑制等のフィルタ. Image Calculator: 画像と画像の間 の演算. 加減乗除等.
  34. 34. Analyze メニュー: 測定やグラフ関係 Measure: ROI 部分の諸パラメタの測定. Analyze Particles...: 粒子解析. Set Measurements...: 'Measure' で測定する パラメタの選択. Set Scale...: 1画素が何 µm かを設定する. Histogram: 輝度ヒストグラムの表示. Plot Profile: 輝度プロファイルの表示. 他のメニュー Plugins: プラグイン,マクロ,ショートカット キー設定等. Window: 画像ウインドウ,ログウインドウ等 の一覧や並び換え. Help:ブラウザにウェブ上のマニュアルを 表示する等.

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