Photoshop在医学生物图像处理中的应用

胡赟

摘要：Photoshop作为现代信息技术高度发展的产物，因具有操作简单，能与很多软件实现无缝连接，并能够完美融合操作者的主观想象与计算机处理技术，在图形和图像的处理及合成方面具有较大的优越性，正广泛应用于印刷业、广告设计、土木工程、刑侦行业等领域。该文针对医学生物图像编辑过程中常见的问题，综合运用Photoshop图像处理技术对其进行处理，并通过具体案例分析，使读者能够从中得到一些参考。

关键词：Photoshop；医学生物图像；图像修复；图像编辑组图；反差

1概述

随着时代的发展，人们的审美方式发生了巨大的变化，对图像的清晰度，分辨率、逻辑组合等方面的要求越来越高。在此背景下，图像处理技术应运而生，并在计算机科学领域得到了广泛应用。现代图像处理技术是将视觉主体的主观想象与计算机算法相结合，通过对低质量的图像进行处理，使处理后的图像既能呈现视觉审美的效果，又能更加真实地反映应用领域的科学问题。因此，该技术广泛运用在在印刷行业、摄影行业、广告设计、建筑设计、刑侦行业等各种学科领域里。

此外，随着计算机软件硬件的不断升级和更新，客户的需要也不断变化，图像处理的功能的范围也得到了很大的扩展。开发一种能同时适用于不同客户需求、功能多样、操作简单的大众化图像处理软件，显得十分迫切。就目前而言，针对不同行业客户对图像处理要求的不同，开发了几种用于图像处理的软件，如Quantity One、ChemBioDraw、AutoCAD、Photoshop等。其中，常用于医学生物图像处理的软件主要包括以下几种：

1）Quantity One：用于细胞成像和分析多种数据，包括荧光成像和菌落计数等，还能够提供分析功能用于评估图像的质量效果。因其强大的图像分析和计算能力，该软件在医学研究领域常被用于lD凝胶分析。

21 ChemBioDraw：用于绘制和模拟生物大分子结构，还可以处理多种材料和生物序列，能对图像进行简单的编辑和加工处理。

3）Adobe illustrator：该软件具有强大的矢量插画功能，能够完成图像的绘制和编辑，在图形的绘制、着色以及广告设计等领域应用广泛。

4）Photoshop：是美国的Adobe公司研发的一款软件，是针对于图形、图像处理的软件，也是最著名的修图合成软件。在对图形编辑、图像色彩处理上都处理行业领先地位。该软件集图像色彩处理与合成为一体，具有界面友好简洁、操作简单、并能够与很多软件实现无缝连接等优点，广泛应用于各种学科专业，在图像编辑和处理方面处于行业领先地位，深得广大用户喜爱。

在以上所述的四种图像处理软件中，Quantity One、Chem-BioDraw和Adobe illustrator专业应用性很强，从而也导致了其具有一定的应用局限性。然而，与其他三种图像处理软件相比，Photoshop则是针对于多个行业的一款通用软件，且功能十分强大，不仅用于图像的二次构图、文字处理和色彩调整，还可对图像进行编辑、滤镜和修复等。在用Photoshop对图像进行处理的过程中，通过将操作者的主观审美元素与计算机算法相融合，使得处理后的图像实现审美与真实的完全统一。因此，该文针对医学生物图像编辑过程中常见的问题，在遵循图像真实性的原则下，综合运用Photoshop图像处理技术对其进行处理，并通过具体案例分析，使读者能够从中得到一些参考。2医学生物图像处理过程中常见的问题

图形图像通过视觉系统传达，借助编码等方式将图形图像转化为计算机能够识别和处理的数据，通过不同的文件数据类型进行存储和输出。医学生物图像的采集主要是通过显微镜摄像和大体的实物标本摄像，图像采集的过程中往往存在图像污染、分辨率不高、模糊不清等问题，其类型列举如下：

2.1杂质

医学生物图像在形成、传输的过程中会受到很多外界因素或者其他物质的干扰，给后面图像的分析带来影响，破坏图像的美观性和真实性，为了呈现图像更好的状态，往往会对一些杂质进行加工和处理，以减少杂质对图像的影响，保留图像应该有的细节。但是必须注意的是，处理过程不能破坏原图，违反图像真实性的原则。

2.2图像编辑

图像质量的决定因素主要取决于图像搜集、尺寸的大小、清晰程度等，为了让图像表述的东西更多、更全面，通常会对搜集到的图像进行加工处理，做到更加直观的表述，从而達到图文并茂的效果。

2.3明暗对比

在采集图像的时候很容易受到环境和光照的影响，让所采集的图像清晰程度和明暗程度不够明显，不利于对图像的计算和处理，加深明暗的对比可以提高整个图像的层次，让主体图形更加明显。

针对以上医学生物图像处理过程中存在的问题，如何在图像本身真实性的原则下，通过Photoshop图像处理技术对这些问题进行处理，使得处理后的图像达到视觉主体的审美效果，并实现研究者逻辑性与图像真实性的统一。接下来，我们将结合Photoshop在图像处理中的经验总结，对医学生物图像在图像修复、图像编辑组图、图像反差等方面的编辑处理操作进行介绍。

3Photoshop在医学生物图像处理中的应用

3.1图像修复

图像修复是通过软件的处理改善图像的效果，尽可能减少图像在采集过程中出现的杂质或者污点，让图像更加鲜明和具有说服力。医学生物图像由于是采用显微镜拍摄，在出图的时候可能会有一些影响图像效果的杂质，这时可以采用Photoshop软件中的污点修复画笔或仿制图章对图像中的一些污点进行修复，从而提升图像的美观程度。

如图1是大鼠脑的样本采集图，在拍摄过程中，主体物的旁边有一些不必要的污点，在不影响整个脑实体图像的情况下，除去这些污点，需要进行局部修复。具体操作为：打开Photoshop软件，首先把图层复制一层，然后点击污点修复画笔工具，通过改变笔刷的大小调控局部修复的范围。改变笔刷大小的方式有多种：1）在选择更改笔刷的时候，利用污点工具属性栏来控制；2）用键盘上的左右方括号来更改笔刷大小。利用污点修复画笔可以对图像或者是图案中的样本进行绘画，并且能够对周围的光照、文理等进行像素匹配，可以自动从周围进行图像取样。

3.2图像编辑组图

为了使医学生物图像充分呈现其反映的科学问题，很多时候需要对其进行编辑和组图，以增強图形之间的逻辑性和对比性，使图像能够更加清晰的阐明和解释发现的科学现象。

3.2.1使用裁剪工具裁剪图像，重新定义画布的大小

具体方法：选择裁剪工具，在画面上拖动出一个矩形框，根据所需要的内容拖动矩形框，按下Enter键，就可以对图像进行裁切。裁剪主要是针对整个图像内容所要表达的意思进行裁剪，譬如大小的修改，局部的裁剪等。

3.2.2图像大小与分辨率的调整

打开图像，通过图像大小对话框完成，操作步骤为：选择图像-图像大小-输入相应的尺寸和分辨率进行更改。在此过程中，一定要注意约束图像比例，通过修改尺寸和分辨率完成对图像尺寸的编辑和修改。

3.2.3图像调整后的组图

如图2，通过“Western blot检测蛋白表达”图形组图在一起，进行更深一步的分析。

具体操作步骤为：打开Photoshop软件，新建一个文档，选择裁剪过的三张“Western blot检测蛋白表达”的图像，按住shift键选择多个连续的图像或用ctrl键选择多个不连续的图像，然后把三张需要重组的图像拖动到新建的文档中，再打开视图下面的标尺（也可以用ctrl+R快捷键打开视图标尺），拉出辅助线拖动图像到相应的位置（最好打开视图对齐到参考线），在拖动图像的时候会自动往参考线上面吸附，编辑每个图像的位置和大小，最后用裁切工具进行裁剪。

3.2.4图像内容的编辑

在医学研究中，研究者通过测试设备获得的图像在很多时候没有附注信息。在进行研究论文发表时，审稿人通常不能直接和明确的体会图像所要表达的信息。此时，更多的图像信息可以借助Photoshop软件中的文本注释或者图形的方式对图像的整体或局部进行说明或注释，从而为审稿人提供更多的图像信息。

具体操作步骤为：打开Photoshop软件，选择需要添加备注的图像，然后新建图层，选择选区或者矢量图形组对所需要的形状进行绘制。需要注意的是：1）选区绘制图形颜色的填充可以通过编辑填充选择前景色或者背景色来进行填充，也可以通过ctrl+del快捷键填充前景色和ah+del快捷键填充背景色；2）矢量图形组绘制图形必须在属性栏上面选择相关的属性，第一个是形状图层，绘制出的图形会在图层上自动新建一个调整图层。如果需要修改颜色，直接点击调整层即可；第二个是路径，填充颜色的时候把路径转换为选区即可，路径转换成选区的命令位于路径面板最下面；第三个是像素填充，绘制出来的图形直接填充上颜色，如果需要修改则需要按住ctrl加图层的缩略图就会重新载入选区，填充方法参考选区上色；最后输入文字，点击文字工具直接输入，更改大小和位置即可（图3）。

3.3反差

反差是指图像的明暗对比关系和层次，用于说明当前图像的细节保留和层次丰富程度。反差主要用于图像对比度的调节，通过调控亮面和暗面的相互影响，提示对比度，达到明暗对比协调的效果。图像色调校正的方式有以下几种：1）使用色阶命令，通过调整高光和阴影来改变图像的层次关系。关键点为：需要理解直方图上面黑白灰的关系，然后对其进行调整；2）使用曲线命令，跟色阶相似，不过增加了局部调节，可以更加精确的对暗部和亮部的细节进行调整，让画面的层次更加丰富；3）使用亮度，对比度命令，直接对图像的高光和对比度进行调整，简单容易操作，但缺点是，调整后的图像会出现细节的丢失或产生噪点；4）曝光度调整：在亮度和对比度的基础上，通过增加对灰度的调整，使得很多光线不足灰暗的图像显示出明显的效果（图4）。

3结束语

该文针对传统医学生物图像处理过程中存在的问题，在不违背图像客观性的原则性基础上，重点阐述了Photoshop软件在图像的修复、编排组合、图像信息的编辑和反差等方面的应用。通过分析和对比医学生物图像处理前后的特殊效果，充分展示了Photoshop软件在该领域图像处理应用中的强大功能和应用潜力。需要强调的是，在用Photoshop软件对医学生物图像进行处理和编辑的过程中，必须秉持严谨求实的科学态度，坚决杜绝利用该技术进行学术造假。