ComDigest: พฤษภาคม 2016

ImageJ 5.4: Freehand Selections Tool

การวัดขนาดพื้นที่แบบลากเส้นอิสระ โดยใช้ Freehand Selections Tool

เป็นการวัดพื้นที่รอบรูป โดยใช้เมาส์ลากเส้นแบบอิสระไปตามเส้นขอบพื้นที่นั้น ลักษณะการทำเหมือน การวัดพื้นที่รูปหลายเหลี่ยม โดยใช้ Polygon Selections Tool

1. ใช้ straight tool เพื่อ set scale จากหน่วย pixel เป็นมิลลิเมตร ก่อน
2. คลิกเมาส์ขวาบนปุ่ม Freehand selections tool (รูปหลายเหลี่ยม) ลากเมาส์แบบกด-ปล่อย ตามแนวเส้นขอบพื้นที่ทีต้องการวัด
3. เลือกเมนู Analyze > Measure จะได้ผลการวัดพื้นที่ คือ 4.953 m

ImageJ 5.3: Polygon Selections Tool

การวัดขนาดพื้นที่รูปหลายเหลี่ยม โดยใช้ Polygon Selections Tool

1. ใช้ straight tool เพื่อ set scale จากหน่วย pixel เป็นมิลลิเมตร ก่อน (ดูที่ ImageJ 4)

2. คลิกเมาส์ขวาบนปุ่ม Polygons selections tool (รูปหลายเหลี่ยม) ลากเมาส์แบบกด-ปล่อย ตามแนวเส้นขอบพื้นที่ทีต้องการวัด

3. เลือกเมนู Analyze > Measure จะได้ผลการวัดพื้นที่ คือ 34.293 m

ImageJ 5.2: Elliptical or Brush Selections Tool

การวัดพื้นที่วงกลมและวงรี โดยใช้ Elliptical or Brush Selections Tool

1. ใช้ straight tool     เพื่อ set scale จากหน่วย pixel เป็นมิลลิเมตร ก่อน (ดูที่หน้า ……)
2. คลิกเมาส์ขวาบนปุ่ม Elliptical or Brush Selections Tool     เพื่อเลือก Elliptical Selections tool (รูปวงกลมหรือวงรี) หรือ Selections Brush Tool (รูปทรงอิสระที่เพิ่มหรือลดขอบพื้นที่ได้)
3. การวัดพื้นที่วงกลมและวงรี ให้เลือกใช้ Elliptical Selections Tool    และใช้การวัดแบบเดียวกับการวัดพื้นที่สี่เหลี่ยม

4. มีเครื่องมือวัดอีกแบบ คือ Selections brush Tool เป็นเครื่องมือช่วยเพิ่มหรือลดขอบเขตของพื้นที่เดิมทุกแบบที่ใช้ tool ตัวอื่น ทั้ง rectangular, elliptical, polygon และ freehand
ให้ double click ปุ่ม Selections brush tool เพื่อ กำหนดขนาดหัวแปรงที่จะขยายพื้นที่ ตามตัวอย่าง คือ ใช้หัวแปรงขนาด 15 pixels

จากนั้นใช้เมาส์ลาก brush tool ไปตามแนวขอบพื้นที่เดิม เพื่อเพิ่มพื้นที่

- การขยายพื้นที่ ให้วาง brush tool ด้านในพื้นที่ ให้เส้นรอบวงของแปรงแตะเส้นขอบพื้นที่ แล้วลากเมาส์ไปตามเส้นขอบพื้นที่
- การลดพื้นที่ ให้วาง brush tool ด้านนอกพื้นที่ ให้เส้นรอบวงของแปรงแตะเส้นขอบพื้นที่ แล้วลากเมาส์ไปตามเส้นขอบพื้นที่

อย่างไรก็ตาม การใช้ brush tool นี้เป็นการลากอย่างอิสระไปตามขอบพื้นที่เดิม การลากเส้นให้เรียบจึงทำได้ค่อนข้างยาก

ImageJ 5.1: Rectangular Selections Tool

การวัดพื้นที่สี่เหลี่ยม โดยใช้ Rectangular Selections Tool

ตัวอย่าง การวัดพื้นที่สี่เหลี่ยมของวัตถุในภาพ ที่มีสเกลของไม้บรรทัดในหน่วยเซนติเมตรเป็นตัวเปรียบเทียบความยาว

1. ใช้ straight tool ลากเมาส์เป็นเส้นตรงตามความยาวไม้บรรทัดในภาพ (เส้นสีเหลือง) เพื่อ set scale จากหน่วย pixel เป็นมิลลิเมตร

-    ความยาวเป็น pixel ที่โปรแกรมอ่านจากเส้นสีเหลืองที่ลาก คือ Distance in pixel = 99 pixel
-    Known distance คือ ความยาวเป็นมิลลิเมตรของเส้นสีเหลือง ในที่นี้ผู้ใช้ใส่ค่า 10 (มิลลิเมตร, ต้องสัมพันธ์กับ Unit of Length)
-    Pixel aspect ratio คืออัตราส่วน 1.0
-    Unit of Length คือ หน่วยที่ต้องการให้คำนวณผล ในที่นี้ผู้ใช้ใส่หน่วยเป็นมิลลิเมตร (ต้องสัมพันธ์กับ Known Distance )

2. . คลิกเมาส์ขวาบนปุ่ม Rectangular Selections Tool เพื่อเลือก Rectangular tool (รูปสี่เหลี่ยมมุมฉาก) หรือ Rounded Rectangle tool (รูปสี่เหลี่ยมแบบมุมโค้งมน)

3. ลากเมาส์รูปสี่เหลี่ยมล้อมรอบวัตถุที่ต้องการวัดพื้นที่ แล้วเลือกเมนู Analyze > Measure

4. ผลการวัดที่ได้ ให้บันทึกผลเฉพาะค่า Area ในที่นี้พื้นที่สี่เหลี่ยมที่วัดได้คือ 9.499 ตารางมิลลิเมตร

ImageJ 5: การวัดพื้นที่

เครื่องมือวัดพื้นที่ของโปรแกรม ImageJ มี 4 แบบ คือ

5.1 Rectangular Selections Tool
5.2 Elliptical or Brush Selections Tool
5.3 Polygon selection
5.4 Freehand Selection

ImageJ 4: เริ่มต้นใช้โปรแกรม ImageJ

การเปิดไฟล์ภาพที่ต้องการวัดขนาด

1. เปิดโปรแกรม ImageJ
หน้าต่างของโปรแกรม มีเฉพาะส่วนที่เป็นเมนูคำสั่งและไอคอนสัญลักษณ์เครื่องมือวัด

2. เปิดไฟล์ภาพที่ต้องการวิเคราะห์ File > Open
มุมบนด้านซ้ายใต้ชื่อภาพ แสดงขนาดของภาพในหน่วย pixel และโหมดสี

----------------------------------------------------------------------------------------------------

การเทียบหน่วย pixel เป็นหน่วยความยาวจริง
โดยปกติแล้วภาพที่นำมาวัดความยาวหรือพื้นที่ จะมีความหนาแน่นของจุดภาพ หรือความละเอียด (ความคมชัด) ที่แตกต่างกันไป โปรแกรม ImageJ จึงไม่สามารถบอกความละเอียดของภาพเป็นหน่วยความยาวตามระบบการวัดความยาวได้ แต่จะบอกขนาดของภาพได้ในหน่วยพิกเซล (pixel) ซึ่งเป็นหน่วยพื้นฐานของภาพ โดยภาพหนึ่งๆ จะประกอบไปด้วยจุดภาพหรือพิกเซลจำนวนมาก เช่น ภาพมีความละเอียด 800x600 pixels แสดงว่า ด้านยาวของภาพมีค่าเท่ากับ 800 จุด และด้านกว้างของภาพเท่ากับ 600 จุด
ดังนั้น ก่อนวัดระยะหรือพื้นที่บนภาพด้วยเครื่องมือวัดในโปรแกรม ImageJ จำเป็นต้องปรับเทียบความละเอียดของภาพในหน่วย pixel ให้เป็นหน่วยความยาวตามระบบการวัดสากลก่อน จึงจะสามารถระบุความยาวที่แท้จริงของวัตถุบนภาพได้ ให้ทำตามขั้นตอนดังต่อไปนี้

1. เลือกปุ่ม straight tool แล้วใช้เมาส์ลากเส้นตรงตามแนวเส้น marker scale เพื่อ set scale จากหน่วย pixel เป็นหน่วยความยาวจริง

ตัวอย่าง ลากเส้นตรงสีเหลือง ไปตามแนวเส้น Marker scale ได้ระยะความยาวเท่ากับ 5 micrometers

2. เลือก Analyze > Set scales… เพื่อเทียบค่าความยาวในหน่วย pixel เป็นหน่วยความยาวจริง

ให้กำหนดค่า ดังนี้
    - Distance in Pixels คือ ความยาวของเส้นสีเหลืองที่ลากด้วย straight tool ในหน่วย pixel ที่ได้จาก Analyze > Measures
    - Known Distance คือ ความยาวของเส้นสีเหลืองที่ลากด้วย straight tool ในหน่วยที่ปรากฏบน marker scale ในภาพตัวอย่าง คือ 5 m ดังนั้นในช่องนี้ใส่ค่า = 5
    - Pixel Respect Ratio กำหนดให้เท่ากับ 1
    - Unit of Length กำหนดให้เท่ากับหน่วยความยาวของ marker scale ในภาพตัวอย่าง คือ m ดังนั้นในช่องนี้ใส่หน่วย micrometre
    - คลิก  global

จะได้อัตราส่วนความยาวในภาพนี้ เป็น 31 pixels /m
หลังจากขั้นตอนนี้ การวัดความยาวหรือพื้นที่บนภาพตัวอย่างนี้ จะถูกกำหนดให้ความยาว 31 pixels มีค่าเท่ากับ 1 ไมโครเมตร

------------------------------------------------------------------------------------------

การแสดงผลการวัด

ผลการวัดแสดง 2 รูปแบบ คือ แสดงผลบนภาพที่นำมาวัด เช่น เส้นรอยลากตามขอบ การมาร์คจุดนับและตัวเลขแสดงจำนวนที่นับ และแสดงผลเป็นตัวเลขในหน้าต่าง Result

ผลการวัดแบบเป็นตัวเลขในหน้าต่าง Results สามารถเลือกให้แสดงผลการวัดค่าต่างๆ ได้ที่หน้าต่าง Results
Edit > Set measurements….

ImageL 3: ข้อจำกัดและเงื่อนไขการใช้โปรแกรม ImageJ

โปรแกรม ImageJ มีข้อจำกัดเกี่ยวกับการใช้เมนูที่ควรทราบก่อนเริ่มใช้งาน เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการสูญเสียไฟล์ภาพต้นฉบับ และเงื่อนไขของภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์ที่ต้องการนำมาวัดขนาดวัตถุ ดังนี้คือ

ปกติแล้ว คำสั่ง undo ในเมนู   Edit > Undo ที่ใช้ในโปรแกรมจัดการภาพอื่นๆ เช่น Photoshop หรือ paintbrush เพื่อเรียกคืนภาพ (image) ที่มีการแก้ไข ให้ย้อนกลับไปยังภาพก่อนหน้านั้น มีข้อจำกัดสำหรับโปรแกรม ImageJ คือ ไม่สามารถใช้คำสั่ง Undo เมื่อมีการปรับภาพหรือวัดภาพด้วย Tool บางชนิดได้ จึงควรสำรองภาพต้นฉบับไว้ด้วยเสมอ เพื่อป้องกันการเผลอกด save ภาพที่มีการเปลี่ยนแปลงและไม่สามารถคืนกลับได้ด้วยคำสั่ง Undo

ถ้าไม่ได้สำรองภาพต้นฉบับเก็บไว้ก่อน เมื่อใช้ Tool บางชนิดแล้วทำให้ภาพต้นฉบับเปลี่ยนแปลงไม่สามารถใช้คำสั่ง undo คืนกลับไปยังภาพก่อนหน้าได้ ให้ดำเนินการ 2 วิธี คือ
     1. กรณี ต้องการบันทึกไฟล์ภาพที่มีการเปลี่ยนแปลง ให้ใช้คำสั่ง Save as….
     2. กรณีไม่ต้องการบันทึกภาพที่มีการเปลี่ยนแปลง ให้ปิดไฟล์ภาพนั้นไปโดยไม่ต้อง Save ไฟล์ภาพที่เปลี่ยนแปลงนั้น

เงื่อนไขของภาพถ่ายที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์ที่จะนำมาวัดขนาดวัตถุบนภาพ ไม่ว่าจะเป็น กล้องจุลทรรศน์ชนิดเชิงเดี่ยว/เชิงซ้อน กล้องจุลทรรศน์สเตอริโอ หรือ กล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอน ก็ตาม ต้องมีแถบสเกลระบุความยาวจริง (marker scale) หรืออัตราส่วนกำลังขยายของภาพอยู่ในภาพด้วย เพราะจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนระยะความยาวจริงบนภาพให้เป็นหน่วยพิกเซล (pixel) ในโปรแกรม ImageJ ภาพที่ไม่มีการระบุสเกลจริงของภาพจะใช้โปรแกรม image J วัดความยาวหรือขนาดพื้นที่ตามจริงไม่ได้

ก่อนใช้ measure tool วัด ต้องปรับเทียบหน่วยความยาวบนภาพ จาก pixel เป็น หน่วยความยาวที่ใช้ในการวัดก่อน ดังนั้น ขั้นตอนการวัดแบบพื้นฐาน มี 4 ขั้นตอน คือ
1. เปิดไฟล์ภาพที่มีการระบุอัตราส่วนกำลังขยาย (Marker scale) บนภาพ
2. ปรับเทียบหน่วยความยาวบนภาพ จาก pixel เป็น หน่วยความยาวที่ใช้ในการวัด
3. เลือก Measuring tool ที่เหมาะสมกับการวัด
4. บันทึกผล