FIJI（Image J）圈定岩石薄片背散射照片矿物边界、面积统计、长短轴及方位拟合

ImageJ 作为一款强大的图像处理软件，其介绍在这里不做赘述。
FIJI 是一个图像处理软件包——ImageJ的含大量插件的发行版，便于科学图像分析。
本文主要介绍利用FIJI圈定岩石薄片背散射照片矿物边界，统计各矿物面积，计算矿物面积比例，获得矿物拟合长短轴及方位。

图1 岩石薄片背散射照片

一、软件下载

FIJI(ImageJ、ImageJ2)下载地址：https://imagej.net/
推荐使用Fiji，该版本包含众多插件，使用较方便。

二、数据准备

准备已拼接完整的岩石薄片背散射照片，如图1。

三、图片处理

3.1 图片导入

File > Open 选择照片，并转化为8-bit。

图2 导入照片

3.2 平滑去噪

原始的背散射照片存在许多局部不平滑和噪点，Process > Smooth操作可使照片表面更光滑，Process > Noise > Despeckle操作可以有效减少照片的噪点。

图3 平滑

图4 去噪

平滑去噪前	平滑去噪后
图5	图6

3.3 设置阈值

通过观察可以发现，不同矿物在照片中所显示的颜色不尽相同（即栅格灰度值不同）。因此，可以通过设置照片显示的阈值来分离各类矿物。（下面以灰色矿物（长石）为例进行介绍）

图7

①Image > Adjust > Threshold 出现Threshold窗口

图8

②调节阈值上下限，使得照片仅出现长石区域（红色），Threshold窗口左右箭头可进行微调

图9

图10

③Apply，出现图11，Process > Noise > Despeckle 去噪处理，可重复操作去噪，直到满意为止，图12。

去噪前	去噪后
图11	图12

④图12中仍然存在许多不理想的脏区，可进行滤波（如Process > Filter > Gaussian Blur）、二值/边缘擦除/边缘扩大/填空（Process > Binary > Make Binary/Erode/Dilate/Fill Holes）、去噪(Process > Noise > Despeckle )等交替重复操作，最终使得照片处理结果满足预期图14。

去噪前	去噪后
图13	图14

3.4 矿物总面积统计

Analyze > Measure （图15）即可获得长石矿物的总面积（图16）。Analyze > Set Measurements 设置测量结果的各选项（图17）如可设置Fit Ellipse表示计算拟合椭圆的参数（长轴、短轴、方位等）。

图15

图16

图17

3.5 矿物边界圈定、各矿物颗粒面积

Analyze > Analyze Particles （图18、19）可自动圈定长石各颗粒的边界。Analyze Particles 弹窗上Size为处理的颗粒面积阈值，0-Infinity为处理所有大小的颗粒，可自行设置处理范围（如10-20，表示处理面积在10-20之间的颗粒，其余面积大小的颗粒不做处理），Circularity默认，Show下拉框可选择边界（图21）、拟合椭圆、掩膜等（图20）。下面的选项可根据需要勾选，如Add to Manager可将获得的矿物颗粒边界添加到ROI Manager（图22），方便后面修改颗粒边界；Exclude on edges 选项表示排除图片边界的颗粒。