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我有科研輔助系統(tǒng)

第五十三章 批量操作

我有科研輔助系統(tǒng) 肥美的韭菜 2112 2020-09-05 16:00:00

  “光源數(shù)據(jù)是tif格式文件,是一個由3072*3072個點組成的灰度圖,其中每個點除了橫縱坐標(biāo)外,還有一個信號強度值。

  拿到這些數(shù)據(jù)后,第一步,我們要確認圓心坐標(biāo)、標(biāo)定樣品離檢測器距離。

  打開fit2D軟件,導(dǎo)入六硼化鑭的文件,它的圖像是一組同心圓。

  通過軟件擬合,可以確認它的圓心坐標(biāo),此外,還可以計算出樣品離檢測器距離,這兩個數(shù)據(jù)在之后制圖過程中要用到。

  第二步,導(dǎo)入樣品文件以及對應(yīng)曝光時間的空白硅片文件,然后對兩個文件做差值,即可扣除背景信號。

  空白硅片的圖像是這種半圓形的信號,如果背景扣除的效果不好,還殘留明顯的硅片的信號,我們就需要進一步的處理。

  首先在樣品圖像中,找到有硅片信號但幾乎沒有樣品信號的地方,隨意選一個點,記錄其強度。

  然后在空白硅片圖像的同樣位置,查看那個點的強度。

  接著將空白基片所有數(shù)據(jù)點的強度乘一個系數(shù),使之前選擇的兩個點的強度相等。

  最后對兩個文件做差值,就能將背景信號扣除干凈。

  第三步,將處理好的文件導(dǎo)出,格式仍然是tif,之后的數(shù)據(jù)處理都是基于這個文件的。

  第四步,積分。

  我們得到的是一個二維的圖片,對于有機聚合物材料來說,其主要的“分子堆砌結(jié)構(gòu)”信息,都在圖片的坐標(biāo)軸附近。

  其中橫軸代表平面內(nèi)的方向,表示為qxy,而縱軸代表垂直于平面的平面外的方向,表示為qz,單位都是埃的負一次方。

  因此,我們對坐標(biāo)軸附近的數(shù)據(jù)點強度進行積分,得到兩個積分曲線,就可以分別分析在平面內(nèi)和平面外的“分子堆砌結(jié)構(gòu)”信息了。

  具體的積分角度一般是0-3度和88-92度。

  第五步,將灰度圖片,用PS軟件處理,將其轉(zhuǎn)化為彩色圖片,用不同的顏色表示數(shù)據(jù)點的強度,再加上坐標(biāo)軸,圖例等?!?p>  前面幾步的操作,陳婉清和羅陽相差不大。

  直到最后一步,學(xué)姐拿出了PS軟件。

  許秋終于找到她慢的原因了。

  “學(xué)姐,最后PS這一步可以用編程來實現(xiàn)批量操作,不需要一張張的P圖?!痹S秋道。

  “我也聽說可以批量導(dǎo)出圖片,”陳婉清無奈的攤攤手:“可是我不會編程啊。”

  “我會,交給我吧,”許秋道:“把最終的效果圖發(fā)我,我來研究一下?!?p>  “真的嘛?要是能成功的話,可以省下不少時間呢?!标愅袂鍖⑿艑⒁?,把圖片發(fā)給許秋。

  “等我的好消息?!痹S秋自信滿滿道。

  他啟動電腦的MATLAB軟件,目光看向效果圖,做出思考狀。

  然后,打開輔助系統(tǒng),查看系統(tǒng)影像中的程序代碼,逐行分析它們的功能。

  因為有注釋的存在,所以沒過多久,許秋就弄明白了程序運作的原理。

  不過,其中有一步屬于超綱知識。

  于是,許秋向陳婉清‘請教’道:

  “學(xué)姐,圖片的坐標(biāo)軸標(biāo)尺怎么確定呢?”

  “根據(jù)樣品和檢測器的距離以及X射線的波長,可以計算得出,公式為……”陳婉清道。

  “我明白了。”

  許秋點點頭,然后把系統(tǒng)影像中的代碼,輸入到自己電腦的MATLAB軟件中。

  他一邊碼代碼,一邊向陳婉清講解道:

  “這個程序主要分為三步:

  第一步,通過之前標(biāo)定的圓心坐標(biāo)、樣品和檢測器的距離,以及X射線的波長這些數(shù)據(jù),計算得出坐標(biāo)原點的位置、坐標(biāo)軸標(biāo)尺。

  第二步,將每個數(shù)據(jù)點的信號強度,轉(zhuǎn)化為RGB顏色數(shù)據(jù),這個可以直接套用MATLAB里自帶的jet顏色模型。

  這個模型是信號強度越大,轉(zhuǎn)化后的顏色就越紅,信號強度越小,轉(zhuǎn)化后的顏色就越藍。

  第三步,自動保存圖片到指定文件夾,然后設(shè)置一個批量操作命令?!?p>  代碼只有短短幾十行,所以許秋很快就輸入完畢。

  “思路倒是很清晰,”陳婉清基本上已經(jīng)相信了許秋的話,不過還是問道:

  “只有這些代碼,就能實現(xiàn)批量操作嗎?”

  “我來演示一下吧,畢竟眼見為實?!痹S秋道:

  “就直接拿原始沒有扣過背景信號的數(shù)據(jù)做演示好了。

  首先,把待處理的文件按樣品編號統(tǒng)一命名為:1.tif、2.tif、3.tif,我們先用3個文件測試一下。

  然后,將圓心坐標(biāo)、樣品和檢測器的距離以及X射線的波長這些數(shù)據(jù)手動輸入進去。

  最后,點擊運行就可以了?!?p>  許秋點擊運行按鈕后,電腦屏幕上彈出了運算的對話框,上面的數(shù)字在不斷的滾動。

  幾十秒后,第一張圖片處理完成。

  自動保存后,軟件繼續(xù)運行,開始處理第二張圖片。

  兩分鐘后,三張圖片均處理完成,許秋從文件夾中將它們打開。

  陳婉清看到成品圖片后激動不已:“真的可以啊,這和我PS出來的沒什么差別,而且用PS手動P圖有時候還會出錯。”

  “對了學(xué)弟,這個方法可不要讓魏老師知道啊?!彼a充道。

  “為什么呢?”許秋不解。

  “他如果知道的話,以后測完光源數(shù)據(jù),就會讓我們當(dāng)天把實驗數(shù)據(jù)處理出來了,”陳婉清攤手道:“通宵測試完,我還想劃劃水呢?!?p>  “好吧,我一定守口如瓶?!痹S秋道:

  “那數(shù)據(jù)我們各處理一半吧,先只扣除背景和計算積分,最后全部弄完,再統(tǒng)一用MATLAB導(dǎo)出彩圖。”

  “好呀,那我從1號樣品開始,正序處理數(shù)據(jù),你從72號樣品開始,倒序處理,怎么樣?”陳婉清道。

  “可以。”

  …………

  兩個小時后,許秋將37號樣品處理完畢,側(cè)過頭看了眼學(xué)姐的進度,還在31號樣品,便說道:

  “學(xué)姐,我37號處理完了,再幫你分擔(dān)3個吧,你弄到33號就可以了,34、35、36交給我?!?p>  “你好快啊,那就拜托你啦?!标愅袂宓?。

  兩人將最后幾個數(shù)據(jù)處理完后,陳婉清將她的數(shù)據(jù)拷貝到許秋電腦上,因為她沒有安裝MATLAB軟件。

  許秋操作電腦,批量導(dǎo)出彩圖,沒有發(fā)生意外。

  “今天多虧學(xué)弟幫忙,這么快就弄好啦,晚上請你吃飯,食堂?!标愅袂彘_心道。

  “好呀,不過明天就是保研面試,吃完飯我就直接回寢室了?!?p>  “嗯嗯,學(xué)弟加油哦。”

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