教你十分钟校正图片背景，结果图再也不怕被吐槽了！

在利用明场或荧光显微镜成像时，往往会由于样品厚度不一、镜头污渍或者光照不均等因素，降低图片质量，从而影响分析以及展示。

这篇文章就为大家介绍：怎样利用 ImageJ 对图片进行背景校正，包括两个方面：白平衡以及平场校正。

一、白平衡

白平衡（White Balance），在数码摄影中常常会遇到，在拍摄显微镜的明场图片时，更是值得关注的一点。

白色通常是指反射到人眼中的光线由于蓝、绿、红三种色光比例相同，且具有一定的亮度所形成的视觉反应。

对应在 RGB 彩色图片上，即 RGB 图片的三个通道（Red, Green, Blue）的灰度值大小相近。下图这个立方体很好地解释了 RGB 色彩模式，当 R,G,B 三个通道的灰度值都为 255 时，呈白色：

图片来源：baslerweb 截图

但在实际利用显微镜拍照的过程中（例如对细胞进行明场拍照），因为培养基本身的颜色等因素的影响，拍摄的照片往往不显白色，有不同颜色的偏向，即 RGB 三个通道的灰度值差别很大。

如下图，是利用倒置像差显微镜拍摄的细胞，图片整体偏黄。

1. 将 RGB 图片变成三种颜色通道的 Stack（Image -> Color -> Make Composite）。

这一步将 RGB 图像分解成 R, G, B 三个通道的堆栈（Stack），每个通道为 8-bit 图像。但这时并不能看到单色的图片。

2. 利用 Channels Tool 调出单一颜色通道（Image -> Color -> Channels Tool）。

打开 Channels Tool，这时处于 Composite 模式，三个 Channel 全部勾选，Channel1、2、3 分别对应 Red、Green、Blue。

选择 Color 模式，则可以查看单一颜色通道：

从这里可以明显看出 Red、Green 两个通道较亮，Blue 通道较暗。

3. 对三个通道分别进行 Color Balance（Image -> Adjust -> Color Balance）。

打开 Color Balance，依次选择 Channel1、2、3，然后进行 Auto，即对图片的亮度进行自动地调节：

注：如果不利用 Channels Tool 调出单一颜色通道，也可以进行 Color Balance，依次选择 Channel1、2、3，然后进行调节即可。

4. 将不同通道合并为 RGB 图片（Image -> Color -> Stack to RGB）

调节完成后，将不同通道合并为 RGB 图片：

进行白平衡后，图片偏黄的情况有很大的改善。

二、平场校正

另一种情况，当光照不均匀或镜头上有污渍时，需要对图片进行平场校正。通常的做法是在拍照时，拍一张空白图片作为背景，然后利用 Image Calculator，将拍摄照片减去背景，可校正得到的图片，如下图所示：

但当我们无法得到背景图片，就需要借助其他方法进行平场校正。如下图所示，该图片有明显的背景以及光照不均。

1. 复制图片（Image -> Duplicate）。

2. 对复制后图片进行高斯模糊（Process -> Filters -> Gaussian Blur）。

高斯模糊（Gaussian Blur）可以滤去图片中的高频成分即细节，剩下的低频成分即为背景。Sigma 的值可以更改，Sigma 越大图像越模糊，在这个例子当中，Sigma 取 50 即可。这样我们就得到了背景图片。

3. 原始图片减去背景（Process -> Image Calculator）。

Operation 选择 Subtract，勾选 Create new window。

处理后的图片很好地去除了背景，保留了图像的原始细节。

图片来源：作者提供

<link />