纤维横截面图像

复合材料的纤维横截面图像可以从SEM 或者Optical microscope中观察到。这里我所获取的复合材料纤维横截面是由Optical microscope中得到的，如下图所示。

可以看到上面有黑色的颜色，这些代表着voids或者defects。这些defects可能是切割这个样品的时候导致的，也可能是由于研磨抛光的时候，没有完全按照步骤来所导致的。但是不影响我们从中获取有用的信息。

ImageJ 纤维横截面识别以及信息提取

首先把图像导入到 ImageJ 中，并转成8-bit格式( ImageJ -> Image -> Type -> 8-bit)。这里我所使用的图像并没有含有scale信息，实际上在保存图像的时候，要把尺度burn到图像上。之后会找个有ruler的图像说明如何设置scale。

然后使用Threshold 命令识别出图像的白色区域（纤维区域）(ImageJ -> Image -> Adjust -> Threshold)。结果如下图所示：

随后使用复制命令（Image -> duplicate），复制一个图像出来。使用Process-> Binary -> fill hole 命令填充孔洞。得到下图：

但是可以看出来，fill hole操作不仅仅将纤维中间的小孔洞填充了，而且还填充了一些纤维之间的孔洞，这一填充部分不是我们想要的，所以要删去这一部分。我们可以实施图像相减操作，Process-> Image calculator，通过hole-filled image减去原来的图像，得到filling area。

那比较大的黑色区域就是我们应该删去的部分。使用wand tool 选中这些较大的区域，一一删除（选中后使用ctrl+shift+i，inverse这个区域的灰度值）。删去这些部分后，可以再使用Image Calculator将其与原来的图像相加。

之后我们就可以使用分水岭操作（binary -> watershed）得到下图：

但是可以看到，有些地方我们不想让其分割，但是由于横截面的缺口导致其算法识别出现误差。我们可以使用Oval工具（如下图所示），创建圆形区域，点击delete，删除这个区域内的灰度值。

在Analyze-> set measurement 中，勾选 Area， Centroid， 和Fit ellipse。在Analyze -> Analyze Particles中修改参数如下图所示，这里勾选了exclude on edges，是因为ImageJ里面没有识别并补充图像边缘圆心和面积的功能。但是有些plugins里面有这项功能（忘记叫啥了，但是个人觉得不好用，而且在图像边缘的纤维横截面也不会影响到什么，所以就不用这个功能了）。

可以得到识别后的椭圆的Area，Centroid。之后就可以导入到excel表格，根据Area计算纤维的半径。对于fibre volume fraction，可以在之前使用threshold的时候使用Analyze -> measure功能测出当时纤维区域面积，除以图像的面积即可。因为没有在图像中设置scale信息，所以这里得到的值是基于默认的参数下的面积以及圆心位置信息。