Image J实用技巧——计算孔隙率
孔隙率的定义:孔隙的体积与材料总体积的比率,为0到100%之间。材料孔隙率大小直接反映材料的密实程度。材料的孔隙率高,则表示密实程度小。在孔隙率测试中,有一种测试方法为图像法,图像法测试孔隙率的原理是通过计算SEM(或TEM)图片上孔隙结构的面积与整体面积的比值来得出的。
本篇文章就为大家介绍如何利用ImageJ计算多孔材料的孔隙率。
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打开Image J,打开SEM测试的目标图片(图像需清晰且包含比例尺)

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选择“Analyze”→“Set Scale”,用直线工具沿标尺绘制线段,输入实际长度和单位。

3
图像预处理,将图像转为灰度图:选择“Image”→“Type”→“8-bit”或“16-bit”,便于后续处理。

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用矩形选框工具或自由hand工具,框选需统计的区域,排除标尺、标注等无关部分。
选择“Image”→“Duplicate”,复制选区到新文件,避免影响原图。
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阈值调整
选择“Image”→“Adjust”→“Threshold”,拖动滑块使孔隙区域被红色覆盖,确保所有孔隙被准确识别。
若自动阈值效果不佳,可手动微调阈值范围,点击“Apply”应用设置,得到下图。


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测量参数设置
选择“Analyze”→“Set Measurements”,勾选“Area”“Limit to Threshold”等参数,确保测量仅针对阈值选区。
根据需求可勾选“Feret's Diameter”“Perimeter”等参数,获取孔隙形状信息。

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孔隙率计算
选择“Analyze”→“Measure”(快捷键Ctrl+M),软件自动计算孔隙面积。

图像的总面积可通过图像的像素进行直接计算,如下图总面积可由350.05×263.82计算得出:

孔隙率 = 孔隙面积 / 总面积,结果以百分比或小数形式显示
如上图所示SEM图像的成像方式,图中实际上为黑白,根据颜色深浅来实现图像显示,孔隙部分的颜色和飞孔隙部分可由黑白色进行明显区分。因此我们根据计算机的显示方式,按照统计像素的办法,从浅到深统计好所有的像素,再选择孔隙部分的像素占总像素的比例即可计算出孔隙率。
图片分辨率和对比度会影响结果准确性,需确保图像质量。
阈值调整需结合实际孔隙形态,避免过度或不足覆盖。
若孔隙形状复杂,可结合“Analyze”→“Analyze Particles”功能进一步分析孔隙数量、大小分布等。
文字:小魔方
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