Les étapes du traitement de l analyse d image
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- Aurélien Sylvain
- il y a 8 ans
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1 Les étapes du traitement de l analyse d image La capture image brute Prétraitement niveaux de gris Segmentation image binaire Post-traitement régions d intérêts Amélioration Publication Quantification données
2 Le traitement et l analyse d images
3 ImageJ est un logiciel libre de traitement et d analyse d images Traduction en Java du logiciel NIH Image du National Institutes of Health (USA) développé par Wayne Rasband Il fonctionne sur de multiples plates-formes (Windows, Mac, Linux, Unix, ).
4 Installation
5 Installation
6 Configuration
7 Configuration Edit Option Memory & Treads...
8 Mise à jour Help Update ImageJ...
9 Installation de Plugins - Recherche des plugins Sur internet Help-->Plugins... - Glisser-Déposer les fichiers.class ou.jar sur la fenêtre ImageJ - Choisir l'emplacement dans le répertoire Plugins - Mettre à jour les menus Help--> Refresh Menus - Apparition de la nouvelle commande dans le menu Plugins Help Plugins... Help Refresh Menus
10 Dossiers ImageJ
11 Topic 01 - Installation, configuration, help and updates 1
12 Les bases pour l'utilisation d'imagej
13 Interface Barre de menu Barre d'outils Barre d'état
14 Ouvrir une image File Open... Drag and Drop sur la fenêtre ou l icône File Open...
15 Informations pixel Informations sur le pixel sous le curseur de la souris position en x,y et valeur en niveau de gris Informations image Curseur de souris
16 Zoom Touche «-» Zone affichée Touche «+» Rapport affichage/image Déplacement de l'image dans la fenêtre Avec la souris et la barre d'espace appuyée
17 Outils de sélection (ROI) Rectangl e Ovale Polygone Ligne À main levée Angle Point Baguette Choix d'outils différents : Clic droit sur triangle rouge Options : Double clic sur l'icône de l'outil Ajouter à la sélection : Maj-clic Supprimer de la sélection : Alt-clic Retrouver la sélection : Edit Selection Restore Selection
18 Menus de sélection Edit Selection
19 ROI Manager Analyse Tools ROI Manager...
20 Outil Point pour le comptage
21 Dessin Clear Noyau Fill Nucléole Draw Cellule Edit Clear...
22 Annotations Image Overlay Add Selection... Analyse Tools Scale Bar...
23 Histogramme Analyse Histogram
24 Seuillage Image Adjust Threshold...
25 Plot Profile Analyse Plot Profile
26 Mesures de sélection Analyse Measure
27 Mesures d'objets Analyse Analyse Particles...
28 Macro Plugins Macros Run
29 Enregistrement de macro Plugins Macros Record...
30 Plugins Stack Plugins 3D 3D Viewer
31 Barres d'outils
32 Panneaux de commandes Plugins Utilities Control Panel
33 2 Topic 02 Basic tools 1 Topic 03 Basic tools 2
34 L image numérique Les Prétraitements La Segmentation Les Post-traitements La Quantification
35 Image et perception
36 Image et déformations Bruit PSF
37 Image numérique = tableau de pixels Détail = Affichage * 6
38 Résolution 1024* Mega pixels Impression 300 dpi 8,5cm Ecran 72 dpi 35cm
39 Codage binaire y x
40 1bit 2 valeurs Codage 3bits 8 valeurs 5bits 32 valeurs y x
41 Codage 8 bits Valeurs de Niveaux de gris y x
42 Codage couleur 24 bits RVB y x
43 Piles d images : Stack
44 Image Composite
45 Format d'image 8bit [0,255] 16bit [0,65 535], 32bit [-3.4*10^38, +3.4*10^38] 8bit color (LUT) RGB 24bit [(0.0.0),( )] Stack HyperStack Format de fichier RAW : image brute TIFF : sans perte + metadonnées JPEG : compression avec perte d'information LSM : format propriétaire de chez Zeiss OME-TIFF : format Open Microscopy Environment
46 4 Topic 04 What is a digital image?
47 L image numérique Les Prétraitements La Segmentation Les Post-traitements La Quantification Amélioration de la visualisation Filtres et opérations
48 Histogramme Dynamique = [ valeur_mini, valeur_maxi ]
49 Y=valeurs pixels de l'affichage Corrections linéaires Histogramme de l'image Y=aX+b Fonction de transformation Mini X=valeurs pixels de l'image Maxi Image Adjust Brightness/Contrast... a=contraste b=luminosité
50 Corrections linéaires mini maxi : les limites de la courbe de transformation Niveaux Image Adjust Brightness/Contrast...
51 Corrections linéaires Luminosité «Brigthness» déplace la courbe Image Adjust Brightness/Contrast...
52 Corrections linéaires Contraste change la pente de la courbe Image Adjust Brightness/Contrast...
53 Corrections linéaires Niveaux «Level» valeur centre de la fenêtre <> b Image Adjust Window/Level...
54 Corrections linéaires Window : largeur de la fenêtre <> a = pente Image Adjust Brightness/Contrast...
55 Corrections linéaires Luminosité Contraste Niveaux Mini Maxi Luminosité Contraste Image Adjust Brightness/Contrast...
56 Correction non linéaire : Egalisation de l histogramme Densité de probabilité normalisée pour aplatir l histogramme Normalisation Egalisation Process Enhance Contrast
57 Correction non linéaire du Gamma y = range * (x / range ) ^ gamma range = gamme de valeurs des pixels de l'image Process Math Gamma...
58 LUT : Lookup Unit Table Image Lookup Table
59 Réglages avec la LUT Hi Lo
60 Réglages avec la LUT Hi Lo
61 Outils LUT dans ImageJ
62 Réglages d'images composites Image Color Make Composite
63 5 Topic 05 Brightness and Contrast Adjustment
64 L image numérique Les Prétraitements La Segmentation Les Post-traitements La Quantification Amélioration de la visualisation Filtres et opérations
65 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
66 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
67 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
68 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
69 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
70 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
71 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
72 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
73 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
74 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
75 Filtres de convolution Image source Noyau Image résultante
76 Filtres de convolution Noyau =12 Image source Produits du noyau et de la source =1600 Image résultante Le pixel cible prend la valeur de la somme des produits normalisée 1600/12=133
77 Filtre passe-bas moyenneur Process Filters Convolve...
78 Filtre Gaussien Process Filters Gaussian Blur...
79 Filtres Passe-haut Le résultat est une accentuation des détails et du contraste mais aussi une augmentation du bruit
80 Filtre Détection de bords Les images sont convoluées par les filtres de Sobel Le résultat est la racine carrée de la somme des carrés des images Process Finds Edges
81 Filtre non linéaire : le filtre médian Un filtre médian affecte au pixel central la valeur médiane de la série : La valeur médiane de : 12,13,14,15,18,19,21,27,29 est 18. Filtre min 12 Filtre max 27
82 Filtre médian Process Filters Median...
83 Combinaison Gaussien Laplacien
84 Filtres et Opérations dans ImageJ
85 6 Topic 06 Noise and filter
86 Correction du fond Sources de dégradation - Bruits de la caméra: bruit aléatoire, «pixels chauds»,bruits périodiques - Illumination non-homogène Correction à la capture Fixer les réglages microscope acquisition Captures moyennées d un champs noir CN (en coupant le trajet optique) d un champs clair CC (lame sans échantillon) et de l échantillon Image corrigée = ( (échantillon - CN) / (CC - CN) ) * 255
87 Correction du fond Correction après la capture Bruit aléatoire : filtre gaussien ou médian mais perte de détail Pixels chauds : filtrer les pixels saturés isolés Bruit périodique : filtre de Fourier Illumination non-homogène : - Soustraire la même image très floue (filtre gaussien très large) - Algorithme «rolling ball» (ImageJ Process Substract Background) - Toute une serie de plugins implémentés dans ImageJ (Fitting a polynomial surface)
88 Masquer le fond
89 Masque de Flou Orig (Flou Orig) Flou - Orig
90 7 Topic 07 Background correction Unsharp masking
91 L image numérique Les Prétraitements La Segmentation Permet de séparer les régions d'intérêt du fond. Les Post-traitements La Quantification
92 Le Seuillage automatique Image Adjust Threshold...
93 Le Seuillage manuel
94 Le Seuillage automatique Image Adjust AutoThreshold...
95 Seuillage local automatique
96 Plugin k-mean clustering
97 Filtrage avant le seuillage
98 FFT filtres dans le domaine de Fourier
99 Couleur et segmentation séparation RGB Image Color Split Channels...
100 Décomposition HSI la Teinte ou Hue se référant à la couleur codée de 0 à 6 correspond à une distribution cyclique des couleurs le noir, le blanc et les nuances de gris sont codés à 0, comme le rouge la Saturation : mesure de l'absence de blanc dans une couleur le " rouge pompier " étant une couleur saturée et le rose une couleur non saturée l'intensité ou Luminance : mesure de l'intensité d'une couleur, distinction entre clair et foncé
101 Couleur et segmentation séparation HSI Image Type HSB Stack...
102 Seuillage couleur Image Adjust Color Threshold..
103 Plugin Colour Deconvolution
104 8 1 Topic 08 Segmentation
105 L image numérique Les Prétraitements La Segmentation Les Post-traitements La Quantification Transformations de morphologie mathématique
106 Principe Elément structurant On déplace l élément structurant sur toute l image Le pixel sera noir si: l élément structurant est inclus dans un objet de l image EROSION l élément structurant touche un objet de l image DILATATION
107 Morpho_math
108 Morpho_math
109 Menu Binary Process Binary Options
110 Erodé Ultime L érodé ultime : la dernière fraction de l objet restant avant sa disparition lors d érosions répétées. Process Binary Ultimate Points
111 La ligne de partage des eaux : watershed Cette transformation morphologique est la principale méthode de segmentation d'images proposées par la morphologie mathématique. Process Binary Watershed
112 Opérations logiques Process Image Calculator...
113 Construction d une fonction contour Contour Erosion 1 XOR
114 Morpho_math en niveaux de gris Plugin Grayscale Morphology Erosion agrandit les zones sombres Dilatation agrandit les zones claires Plugins Morphology Gray Morphology
115 Morpho_math en niveaux de gris Ouverture Erosion puis Dilatation supprime les petites zones claires Fermeture Dilatation puis Erosion supprime les petites zones sombres Plugins Morphology Gray Morphology
116 Exemple Colour Deconvolution Seuillage
117 Exemple Analyse particules ROI Manager
118 Inversion Exemple Boucher les trous Carte des distances
119 Exemple Mesures des moyennes de niveaus de gris sur la carte des distances Estimation de la position des grains d'amidon dans la cellule
120 9 Topic 09 Matematical Morphology
121 L image numérique Les Prétraitements La Segmentation Les Post-traitements La Quantification
122 Mesures
123 Mesures - Longueur - Surface - Périmètre - Moyenne des valeurs de niveaux de gris - Niveau de gris le plus fréquent (sommet de l histogramme) - Min et Max des niveaux de gris - Centroid : moyenne des x,y - Center off mass : moyenne des x,y pondérée par les intensités de niveaux de gris - Circularité : 4pi(surface /périmètre²) = 1 pour un cercle - Etc...
124 10 Topic 10 Quantification
125 Les étapes du traitement de l analyse d image La capture image brute Prétraitement niveaux de gris Segmentation image binaire Post-traitement régions d intérêts Amélioration Publication Quantification données
126 Ethique de l'édition d'images Règles de base sur la retouche des images -Les images numériques sont des données liées au système d'acquisition. Elles ne correspondent pas exactement à la réalité - Sur une même figure les images doivent avoir subi le même traitement -Les mesures d'intensité doivent être faites sur les images originales calibrées (attention aux variations de fluorescence!) -Conserver l'image originale avant retouche -Ajustements raisonnables sur l'image entière (luminosité, contraste...) -Recadrer une image
127 Ethique de l'édition d'images Règles de base sur la retouche des images -Retouches spécifiques à une zone de l'image -L'utilisation de filtres pour améliorer la qualité n'est pas recommandée -Dupliquer des parties d'images est contraire à l'éthique, éviter de nettoyer l'image, ne pas ajouter d'objet! -Ne pas compresser les images dans des formats qui changent les valeurs de pixel comme jpeg -Faire attention a l échantillonnage à l'acquisition, choisir un pas trois fois plus petit que la résolution du microscope -Faire attention en changeant la taille (en pixel) de l'image, les pixels ajoutés ont des valeurs interpolées (artefacts)!
128
129 Guides aux auteurs -Format des fichiers : TIFF pour les photos (compression LZW) EPS pour les dessins vectoriel PDF pour tout -Polices : Arial, Helvetica, Courier, Symbol, Times -Résolutions : Photos 300 dpi Graphiques dpi
130 Mise en page Résolutions : Largeur mini en pixel
131 FigureJ Installation du plugin
132 FigureJ Lancer le plugin Determiner la taille de la figure ainsi que sa résolution
133 FigureJ Maquette avec zones réservées aux photos Le bouton agit sur la zone sélectionnée (en mauve) Découpage horizontal Découpage vertical
134 FigureJ Importation des photos Choix de la zone à importer Agrandissement par les poignées en coin Rotation par les poignées des cotés
135 FigureJ Lettrage ou numérotation Choix de la couleur Choix de la police Pour remettre a zéro «alt+draw»
136 FigureJ Barre d'échelle pour sur photos calibrées Choix de l a taille Affichage de la taille dans la barre d'état
137 FigureJ Ajout de texte Et de flèches Paramètres pour les flèches Paramètres pour le texte Astuce : mettre tout dans le ROI Manager puis overlay from ROI Manager
138 FigureJ Inset
139 FigureJ Dossier de sauvegarde
140
141 ScientiFig Installation du plugin
142 ScientiFig Maquette Crée un bloc pour chaque image de la liste Réserve Images Crée un bloc pour l'image sélectionnée Ajoute une image au bloc actif Réserve Blocs Contenu Ajoute un espace blanc au bloc actif Détruit le bloc et remet les images en réserve Réserve Contenu Lignes Contenu de contenu Crée une ligne avec le bloc sélectionné Ajoute un bloc à la ligne active Enlève la ligne et remet les blocs en réserve
143 ScientiFig Import images par drag and drop
144 ScientiFig Import de l'image active d'imagej (après recadrage et rotation)
145 ScientiFig Séparation des canaux
146 ScientiFig Séparation des canaux
147 ScientiFig
148 ScientiFig Menu image active Largeur des espaces entres les images Choix de la première lettre et remise à jour du lettrage Recadrage de l'image active Rotation de l'image active Annotations : création et annulation Remplace l'image active
149 ScientiFig Déplacement des des lignes ou blocs actifs
150 ScientiFig Edition image active Lettrage Inset Barre d'échelle Texte
151 ScientiFig Inset
152 ScientiFig Annotations
153 ScientiFig Choix du journal
154 ScientiFig Graphe R dans FiguR
155 ScientiFig Graphe R dynamique
156 ScientiFig Sauvegarde et exports Au format ScientiFig.yf5m Au format vectoriel SVG Au format TIFF avec le choix de la résolution
157 FigureJ / ScientiFig Maquette Rapide Modifiable Import photos Recadrage et rotation Lettrage Barre d'échelle Annotations Inset Automatique Option texte Objets Facile Lien graphique (R) R dynamique via FiguR Style Journal Export Tiff Tiff SVG Logiciels libres lisant le format vectoriel SVG : Scribus, Inkscape
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