General Image Fiber Tool (GIFT) 是一款 ImageJ 宏工具，允许用户测量扫描电子显微镜 (SEM) 图像中电纺纤维的平均直径。此项工作来自罗斯托克大学医学中心的Institute for Biomedical Engineering。GIFT 可在GitHub处免费下载。
GIFT 基于以下 2 份书籍的著作： ——格茨、V.森兹、W.施密特、J.虎岭、N.格拉博、S. Illner，通用图像纤维工具：自动评估SEM图像中纤维直径的概念，Measurement 177 (2021) 109265。 https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109265.
- Huling J、Götz A、Grabow N、Illner S (2022) GIFT：用于自动纤维直径量化的 ImageJ 宏。《公共科学图书馆 ONE》17(10)：e0275528。 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0275528
完整的安装和使用说明可在使用手册的 GitHub 页面下载。用户手册还包括示例和故障排除提示。示例图像也可供下载。本页提供了简要说明和介绍。
礼物方法
那么，使用 Sobel 算子处理 8 位图像以识别边缘，然后进行阈值处理以包含纤维边缘的二值图像。阈值范围是根据创建所包含像素的给定百分比确定的。然后旋转该二值化图像以创建一组旋转副本。单独的 ImageJ 插件 MorphoLibJ用于应用水平开口线元件。此步骤隔离在每个旋转角度大致水平的线段。此时，任何水平延伸的纤维段的边缘边缘将在过滤步骤后被保留。然后，在旋转组的每个中，宏扫描每个像素列并识别原始顶点，该顶点对应于图像中的边缘位置。测量垂直像素之间的垂直距离并根据像素将其为实际距离。这将创建一个大型原始数据集，其中包含图像中边缘之间的测量距离。其中一些距离代表纺织光纤的两个边缘之间的距离（光纤直径），一些距离代表纵向边缘之间的距离（背景）。由于纤维直径相对恒定，因此它这里数据集中出现的频率应该明显较高，而背景距离的分布更加随机。为了确定纤维直径，近似了所有距离测量值的直方图，并使用高斯模型进行。高斯的尖端的最高位置代表平均纤维直径，最高宽度标准代表偏差。
上图显示了 GIFT 方法应用于单个图像时的真实示例。首先，通过测量比例来准备图像，然后裁剪图像底部的信息。应用 Sobel 算子来检测图像中的边缘。然后对图像进行阈值处理并旋转，从而产生一组不同旋转角度的阈值图像。这些旋转图像中的每一个都经过基于水平线元素的形态学开放滤波。然后扫描每个过滤图像中的每个像素列以查找黑色像素。测量黑色像素（对应于原始图像中的边缘）之间的垂直距离。插图中说明了这一过程，其中绿色箭头突出显示了由于纤维而发生的高频距离测量。旋转图像集的所有测量值都会汇集在一起。这些测量结果以直方图的形式绘制，并使用高斯拟合来查找峰值。
用户界面和参数控制
当选择GIFT宏图标时，有两个选项：“处理单个打开图像”和“批量处理”。两者都运行多个的方法并会生成相同的结果。在首次评估最适合图像集的参数时，单图像模式可能有用，但开发的重点是批量处理模式。
GIFT宏的设计使用户可以轻松上手，学习曲线非常小。运行GIFT的批处理模式时，只需用户输入是输入和目录输出。所有其他必要的参数都赋值有默认值，因此程序需要进一步输入即可运行，图像处理默认值基于Götz等人，2021年的结果。下图显示了使用GIFT进行批处理的图形用户界面。 9个可选用户参数用箭头表示。该图显示了首次打开时界面的外观（选择默认值）。
GIFT 结果和输出
作为 GIFT 的一部分，为每个图像生成距离直方图。该直方图的高斯拟合用于量化纤维直径和标准偏差。直方图和高斯拟合线绘制在一起，并且对于每个图像，生成的图形以两种形式保存，这两种形式都出现在选定的输出文件夹中。 运行 GIFT 宏后，将创建并显示标题为“结果”的汇总表。该表包含一行用于处理的每个图像，列包含平均纤维直径、纤维直径的标准偏差 (SDEV)、高斯拟合的 R2 值以及每个图像的观察次数（测量的距离总数）。结果表可以在分析过程结束时在输出文件夹中另存为 .txt、.csv 或 .xls 文件（以名称“BatchResults”保存）。 每次运行 GIFT 时，除了“结果”表中的摘要数据外，它还会生成多个包含完整数据集的表。该宏将始终生成一个 CompleteDataFile 表和一个 CompleteFrequencyFile 表。 CompleteDataFile 表包含用于创建距离直方图的原始数据。每个分析的图像将有一列，并且该列包含所做的每个垂直距离测量。该原始数据集用于创建距离直方图，可供用户选择制作自己的直方图，并完全控制数据分析参数。 CompleteFrequencyFile 表包含与距离直方图和高斯拟合相关的数据。 第一列称为“距离”，对应于直方图箱，并以分析开始时指定的单位给出。每个分析的图像在表中都会有 2 列数据。第一列列出了与每个 bin 相对应的频率，第二列给出了每个 bin 值处的高斯拟合曲线的值。这些值可用于直接重新创建 GIFT 宏为每个图形创建的直方图和拟合曲线。
其他插件依赖项
GIFT 至少需要安装插件 MorphoLibJ。 MorphoLibJ 的所有信息、安装说明和文件护士在此处找到 https://github.com/ijpb/MorphoLibJ. 最新版本的 MorphoLibJ 应在运行 GIFT 中安装在 ImageJ 中。要在斐济安装，请在使用程序之前更新。转到斐济菜单中的帮助>更新…。选择管理更新站点，然后选中 IJPB-plugins单击旁边的框并单击关闭。单击应用更改并重新启动斐济。 GIFT 可以运行两个纤维网格插件来收集网格数据并测量纤维直径（OrientationJ 和 Directionality）。这是可选的，如果用户不想测量纤维网格，则不需要下载这些插件，或者只需添加一个即可。有关 OrientationJ 的信息可在此处找到：https://bigwww.epfl.ch/demo/orientation/（OrientationJ_.jar可直接从本网站左边的下载部分下载）。有关方向性的信息可在此处找到：https://imagej.net/plugins/directionality.建议使用斐济来访问方向性，因为它已包含在斐济中，需要进一步的安装操作。
