Each organ measurement and digital number extraction using ImageJ (ImageJを用いて各器官ごとに測定と画素値の収集を行う)

analysis image processing research

Here, how to output area, length, and width information, as well as the average pixel value for each organ from images using ImageJ is introduced. For example, leaf area is needed to calculate the Leaf Area Index (LAI), the area of leaves per unit land area, which is an important parameter for crop dry matter production. Image pixel values can be used to compare leaf colors relatively.
ここでは、ImageJを用いて画像から各器官の面積、長さ、幅の情報と、平均画素値を出力する方法を紹介します。例えば、葉の面積は作物の乾物生産に重要なパラメータである単位土地面積当たりの葉の面積（Leaf Area Index: LAI）の算出に用いたり、画像の画素値は葉の色を相対的に比較するのに用いたりすることができます。

  • Calculation of area, length, and width and preparation for pixel value measurement
    面積、長さ、幅の計算と画素値測定の準備
    • File -> Open
      you can open an image file to process
      処理する画像ファイルを開く。
    • Crop image
      画像の切り出し
      • Select region so that the image contain the parts and scale
        処理したい器官とスケールが含まれた画像の領域を選択

      • Image -> Crop
      • File -> Save As -> jpeg you can save the cropped image
        切り出した画像を保存しておく
        "OriginalImageName_(leaf or stem)"
    • Set scale
      スケールの設定
      • put a straight line along with the scale
        スケールに沿って直線を設置

      • Analyze -> Set Scale
        • Known distance: Actual length of the set straight line
          設置した直線の実際の長さ
        • Unit of length: Unit of length of actual length ex) cm, m
          設置した直線の実際の長さの単位（例：cm, m）
    • Extract region to process
      処理する器官の領域を抽出する
      • Image -> Type -> Lab Stack Conduct Lab stack
        Lab色空間に変換する
      • move to a channel
        処理を行うチャンネルに移動
        • leaf -> "a" channel
        • stem-> "b" channel
      • Image -> Adjust -> Threshold
      • Please find a method to extract regions precisely
        正確に各器官の領域を抽出できるアルゴリズムを選択

      • Selection area can be inverted by put check in Dark background check box
        "Dark background"にチェックを入れることで、選択領域を反転させることができる

      • (If you want to set the threshold manually, move the bar below to set the threshold, then click "Set")
        (もしマニュアルで閾値を設定したい場合は、以下のバーを動かして閾値を設定した後に、"Set"をクリックする)

      • Then, click "Apply" to put threshold
        "Apply"をクリックする

      • "Convert to Mask"
      • Method: Selected algorithm
        Backgroud: Light
        ☑ Calculate threshold for each image
        (If you have set a manual threshold, uncheck it)
        （もしマニュアルで閾値を設定していた場合はチェックを外す）
        Then, click "OK"
      • You can get a binary image
        here you can see extracted six leaves
        このように、2値化された画像が出力される
        この例では、6つの葉が抽出されます
    • Analyze -> Set Measurements
      Set parameters to be measured
      計測するパラメータの設定
    • Analyze -> Analyze Particles
      Perform measurements of each organ
      各器官の計測の実施
      • Size: Minimum and maximum size of each part to be analyzed. By increasing the minimum size, small noise particles can be removed for analysis.
        解析対象となる各器官の最小サイズと最大サイズです。最小サイズを大きくすることで、小さなノイズ粒子を取り除いて解析することができます。
      • Put check in following four check boxes
        Click "OK"
        以下の4つのチェックボックスにチェックを入れてください。
        "OK "をクリック
      • Click "No"
        "No "をクリック
    • You can get three windows
      3つのウィンドウが開きます。
      • "Results"
        Here, you can see the area, width, height, and so on for each leaf.
        "Results"
        ここでは、各葉の面積、幅、高さなどを確認することができます。
      • "Summary"
        Here, you can see the total area, average size and so on.
        "Summary"
        ここでは、総面積や平均サイズなどを確認することができます。
      • File -> Save As
        You can save these tables as csv file
        これらのテーブルは、csvファイルとして保存することができます。
      • "ROI Manager"
        ROI is the information of region of each part
        Select all the ROIs, then
        ROI（region of interest）とは、各器官の各領域の情報です。すべてのROIを選択し、

        More -> Save
        You can save the ROI information as zip file
        ROI情報をZIP形式で保存することができます
  • Calculation of the average pixel value for each part
    各器官の平均画素値の算出
    • File -> Open You can open the cropped image file which you saved
      保存した切り抜き画像ファイルを開く
    • Perform set scale as before
    • File -> Open You can open the zip file of ROI which you saved
      保存したROIのZIPファイルを開く
    • This time we will process the red channel of the RGB image.
      今回はRGB画像の赤のチャンネルを処理してみます。
    • Image -> Type -> RGB Stack
    • Select a channel to process This is an example of red channel
      処理するチャンネルを選択する
      これは赤色のチャンネルの例です
    • Select all ROIs and click "Measure"
      すべてのROIを選択し、"Measure "をクリック
    • You can get the results of the mean pixel value of red for each leaf
      各器官の赤色の平均画素値の結果を取得することができます
  • It is a good idea to use acrylic plates like this one to keep the leaves open and fixed in less reflective conditions.
    反射の少ない条件で葉を開いて固定した状態で撮影を行うため、このようなアクリル板を使用するのがよいでしょう。
    【楽天市場】ノングレア アクリル板 A3サイズ（297mm×420mm）反射低減 透明 3mm厚 角丸 糸面取り 側面磨き 付き：看板ショップ (rakuten.co.jp)