图像软件功能特性剖析

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1、IPP同类软件功能 / 特性/比较(一) NIS-Elements NIS-Elements为尼康公司新近推出的显微图像处理软件, 它包括三个不同功能定位的产品, 由低到高分别为: NIS-Elements D (Documentation), NIS-Elements Br (Basic Research) 以及 NIS-Elements Ar (Anvanced Research)。1 NIS-Elements Ar 基本功能1.1 图像采集 多维采集: 时序+ Z轴+多荧光通道(需插件, 方可支持6D) 高速采集: RAM 采集. 显微镜及外设, 相机的控制1.2 图像浏览 多维图像浏览

2、器(ND viewer) 同步预览两张或多张多维图像 读取Nikon 共聚焦图像 1.3 图像处理 色彩调整: 各个色彩的Hue通道单独调整, 提取彩色图像的RGB及HIS通道 滤镜: 平滑, 锐化及边缘检测等 图像运算: 彩色图像间的A+B/A-B/Max/Min 通道合并: 维持原来的图像位深，合成多个荧光通道至RGB图像 形态学处理:多种滤镜1. 基本形态学滤镜: 腐蚀, 膨胀, 开启, 关闭 2. 等位转换(Homotopic transformations): 清除(Clean), 填洞(Fill holes), 边缘, 光滑, 3. 骨架化: 中轴(Medial axes), 骨架

3、化, 修剪 4. 形态学分离及其它滤镜1.4 图像测量 手动测量: 测量参数如:分类学, 计数, 长度, 半轴(semiaxes), 角度等, 可在图像上直接划对象测量, 结果输出至EXCELL 自动测量: 创建二值图像, 参数包括:面积, 长度,密度以及比色测定等, 可自动测量超过90个对象及视野的特征 分类: 根据用户要求, 基于不同的像素特征来分割图像像素: 如亮度值, RGB值, HIS值以及忽略亮度值的RGB值, 分类数据以单独文件保存 亮度曲线: 两点线, 水平线,垂直线及多线亮度测量 时间测量: 在线或离线记录特定时间间隔, 特定探针的平均像素亮度值, 支持Ratio测量1.5

4、报告生成器 创建用户化报告: 包括图像, 测量数据, 数据库简介, 用户文本, 图表等 直接创建PDF文本1.6 图像拼接 借助电动载物台, 拼接高分辩率的超大图像1.7 宏功能2 插件(可选): 下述插件可与不同版本的NIS-Elements组配1 多维采集: 采集维数6: X+Y,+Z+荧光通道+时间+多个样品点; 有效的工作流程控制及直观的GUI界 面便于采集图像至ND2 序列文件; 用户可为每一维数设立合适的参数; 软硬件无缝集成, 提供优良的试验结果；图像可转换至其它支持的图像或视频文件格式2 二维实时反卷积: 运用Auto Quant公司的反卷积算法, 便于观察活体样品内发生的细微

5、生物学事件3 三维反卷积: 利用Auto Quant公司的反卷积算法, 去除序列图像焦平面外的模糊信息4 EDF: 运用自动聚焦的电动载物台, 进行超高分辩率大图像拼接,:单一GUI窗口便于进入图像记 录工具, 加速采集流程. 将采自不同焦面上的Z序列图像合成为一张全聚焦图像, 生成体视 图(stereovision image)及3D表面曲线图(Virtual 3D surface image)5 图像数据库: 一键式操作, 集成图像采集以及指定的数据库输出讨论：1 该软件为 NIKON 从 捷克软件公司 Laboratory Imaging OEM 产品。 http:/www.labora

6、tory- 公司主要经验在材料应用方向。进入生物领域时间不长，应此该新产品需要相当的时间才可能成熟。该产品由美国NIKON 公司发起，日常需要美国与捷克沟通，其合作的长期稳定性也是疑问。3新产品没有参考文献， 要得到中国生物用户的认可并不容易。产品功能方面：1 NIS-Elements D 为单窗口软件，没有测量和处理功能，只能作为最低级的采图工具。2 NIS-Elements Br (Basic Research) 有类似IPP基本的测量和处理功能。但不含：Database 为插件，EDF 为插件，Alignment (调整)，Macro(只能运行写好的macro, 不能开发和用户化)，Tr

7、acking (可选 time measurement 模块，此模块只能测量强度随时间变化，只是IPP Tracking 的一个功能而已。 )。3NIS-Elements Ar (Advanced Research) Database 为插件，EDF 为插件，Tracking (可选 time measurement 模块，此模块只能测量强度随时间变化，只是IPP Tracking 的一个功能而已。4 改产品没有 3D constructor 功能模块。3 NIS-Elements 三个不同版本Ar, Br及 D功能比较(二) Simple PCI Simple PCI 是Compix Inc

8、., Imaging Systems公司的产品, 该公司于1987年在美国宾州成立2003年被Hamamatsu Photonics Management Corporation(Delaware)收购. SimplePCI 为通用分析处理软件，适合于医学、生物、科研、工业和其他领域的专业图像处理系统. 其图像处理产品由基本功能软件: Simple PCI Core加上6个功能扩展模块: AIC(自动采集), IPA(图像处理与跟踪), DIA(活细胞成像及分析), DNN(反卷积), QFA(FRET分析), VIZ(3D重建)组成.1 Simple PCI Core功能: 支持多个处理器系

9、统 Multi-threaded 应用 Windows XP, 2000, NT 及98 支持TWAIN输入设备，直接控制获取图像 支持多种图像格式：TIF、JPG、BMP、PCX、PSD, AVI等 图像处理功能: BCG调整, RGB色彩通道分离，形态学滤镜，伪彩工具，数学运算, 图像混合/叠加, 不同通道图像的同位性分析，RGB荧光合成图像的偏移校正 基于灰度和色彩阈值分割, 自动或手动提取对象, 并可运用高级图表工具手动定义对象 自动测量分析功能: 参数有大小、形状, 密度和位置四大类(共150多个), 内置等式编辑器; 测量数据以列表、统计图显示，并可与原图像同步定位显示; 测量数据

10、可导出至Excel表格, 并可放至图像数据库中, 方便快速查找或打印 线性光强度曲线分析, 可从不同角度查看图像的3D光强度曲线图 由大序列图像创建蒙太奇, 图像浏览器方便直接预览查找图像 自Isometric 曲线创建AVI电影, 输出及播放序列图像的AVI电影 最大及最小投影处理序列图像 图像注释工具 序列切片的3D图像重构, 自3D 渲染图创建AVI电影(与下述VIZ模块的功能有无差别?)2 功能模块2.1 AIC 模块(自动采集模块) 支持 RS170, CCIR, RGB , NTSC, PAL, Y/C标准的视频相机及VCRs 在线亮度直方图及亮度曲线图测量 支持Hamamatsu

11、, Photometrics, Princeton, Diagnostics及DVC等相机 任一款相机的数字软件自动聚焦 实时均化消除噪音, 阴影更正及背景较正 支持多种图像文件格式 不同大小及位深的图像管理 自动控制 X-Y 电动载物台, Z 轴马达, 滤片轮, 快门,单色镜发生器及可调滤镜 多荧光通道图像的灵活叠加至 DIC或相差图像上 高速采集序列图像及控制采集时序图像 多物镜的较正文件存储 同步采集多点及时序图像 2.2 IPA 模块(图像处理+细胞跟踪模块): 以TIFF, PICT, PSD, EPS, GIF, BMP, JPEG及其它格式输出图像 以Median, Smooth

12、, Gradient, Sobel, laplacian, Kirsch, Erode, Dilate及其它滤镜处理图像 图像运算 灰度阈值分割提取对象, 或以RGB,HSL色彩通道提取彩图中的对象,或采用画图工具自定义测量对象 采用接受/拒绝/描绘/擦除编辑器修正二值对像 自动测量, 测量参数150个以上, 内建有测量等式编辑器 以统计图, 直方图或表格互动性地显示测量数据, 测量数据可输出至EXCELL表格 根据测量对象的大小, 形状, 位置, 色彩, 亮度组合等数值来筛选对象 具有宏功能 (work files) 可以快速跟踪多个对象 跟踪参数可以选择, 包括对象的直线与曲线运动速度等

13、以AVI文件保存跟踪对象, 可播放, 查看单个对象的运动轨迹 获得的跟踪信息有: 细胞位置, 细胞面积, 运动距离, 速度, 方向, 点数(轨迹中含有同一对象的连续桢数),直度, 线性化(, ALH平均及最大值( ), 圆径, BCF等 实时图像采集, 需添加AIC模块2.3 DIA 模块(活细胞成像与分析模块) 自定义测量AOI 建立实验事件标记 在线采集, 处理与分析试验数据 绘制单个, 多个或平均细胞活性的曲线 流线化地导入序列图像至内存或磁盘 进行单, 双或三通道扫描, 描绘数据曲线 处理Ratio图像数据文件, 测量Ca+ 及pH值等 设定时间间隔采集图像 实时背景扣除, 或采用数学

14、方法更正其值 输出数据至Excell表格 实时图像采集, 需添加AIC模块2.4 DNN 模块(反卷积模块): 快速2维盲算法恢复性反卷积, 自动计算点扩展函数 快速算法去除图像的模糊 适用于单张或序列图像, 适用于荧光图像, 适用于整张图像或AOI区域 处理界面直观 采用基于AutoQuant 公司的成熟算法 2.5 QFA模块(FRET分析模块): 更正包括: 完全FRET, Micro-FRET, 2滤镜FRET以及受体的光漂白 基于整张图像或每个像素, 显示每一更正方法的数值 规范化包括: 受体/供体之积, 受体/供体之积的平方根, 单独供, 受体 显示准确的较正, 规范化及转移效率计算公式 图像采集及分析集成了AIC模块 自动计算或输入串色系数 利用灰度或彩色阈值分割以及绘图工具提取对象2.6 VIZ 模块(3D重建模块): 硬件加速显示 ISO表面重构 图表分析及正交切面观察 最大值, 最小值, Alpha混合观察 定制荧光基团染色 场景及群体模式集成 输出3D电影