如何从Matlab生成有效的HyperStack ImageJ数据文件？

Question

ImageJ HyperStacks具有一个数据类型(8-32位)、一个宽度、一个高度、多个通道、多个切片和多个帧。它们代表5D (XYCZT)数据集。ImageJ将它们存储为多页tiff文件，其中存储通道数、切片数、帧数、2D (XY)图像。第一个映像似乎有两个ID为50838和50839的自定义标记。

我想要创建包含5D数据的tif文件，这些数据可以被ImageJ作为一个有效的5D HyperStack读取。

我可以使用imwrite(matrix, file, 'WriteMode','append')在Matlab中将多个2D图像存储在一个多页tiff文件中，但是ImageJ只会将其读取为3D (XYZ)图像堆栈。有关通道、切片和帧的信息不包含。

我想我可以查看ImageJ源代码，找出它们将丢失的信息存储在哪里，然后使用Matlab的LibTIFF包装器重新创建ImageJ的元信息。但是，如果你已经知道该做什么，或者有其他选择，我想听听。

Answer 1

使用Matlab的Tiff类。

我可以组装一个我认为很好的ImageDescription标记，ImageJ将它(File>Open)读取为一个5D的超级堆栈，但是数据部分损坏了。似乎存在偏移问题(我可以用Matlab再次很好地读取数据)。

但是，如果使用file > import >Bio-Format读取tiff文件，则在ImageJ中，如果在Bio-Format导入对话框中标记了带有超级堆栈的视图堆栈，则成为5D (XYCZT)堆栈。感谢切特瑞登的有益评论。

d = ones(100, 200, 10, 2, 3, 'single') * 3.765;
hyperstack_write('test.tif', d);

function hyperstack_write(file, hyperstack)
% Writes an (up to) 5D stack into a (XYCZT) HyperStack Tiff file
% readable by ImageJ
%
% hyperstack must have class single

% simple checks
assert(nargin == 2, 'Not enough arguments');
assert(isa(hyperstack, 'single'), 'hyperstack must be single');

% get all five dimensions
d = zeros(5, 1);
for i = 1 : 5
    d(i) = size(hyperstack, i);
end

% assemble image description
s = sprintf('ImageJ=1.51\nnimages=%d\nchannels=%d\nslices=%d\nframes=%d\nhyperstack=true\nmode=color\nloop=false\nmin=%.1f\nmax=%.1f\n', prod(d(3:5)), d(3), d(4), d(5), floor(min(hyperstack(:))*10)/10, ceil(max(hyperstack(:))*10)/10);

% open tif file for writing and set file tags
t = Tiff(file, 'w');

ts.ImageLength = d(1);
ts.ImageWidth = d(2);
ts.Photometric = Tiff.Photometric.MinIsBlack;
ts.Compression = Tiff.Compression.None;
ts.BitsPerSample = 32;
ts.SamplesPerPixel = 1;
ts.SampleFormat = Tiff.SampleFormat.IEEEFP;
ts.RowsPerStrip = 5;
ts.PlanarConfiguration = Tiff.PlanarConfiguration.Chunky;
ts.Software = 'MATLAB';
ts.ImageDescription = s;

% loop over dimensions 3, 4, and 5
for k = 1 : d(5)
    for j = 1 : d(4)
        for i = 1 : d(3)
            frame = hyperstack(:, :, i, j, k);
            t.setTag(ts)            
            t.write(frame);
            t.writeDirectory();
        end
    end
end

% close tif file
t.close();

end

似乎Bio格式是将>2D数据从Matlab导出到ImageJ的唯一完全铺就和可用的方式，尽管在没有多少元数据可用和需要传输的情况下，这种解决方案可能是一个轻量级的替代方案。

Answer 2

我还认为是唯一的方法。但后来我意识到斐济的ImageJ允许你把MATLAB的数据传递给ImageJ。然后，您可以通过ImageJ保存图像，这样ImageJ就可以确定地打开它。

问题是人们(或者只有一个人？)在创建一条从MATLAB到ImageJ的路径方面做得很好，但他们似乎并没有改变这种行为。ImageJ的IJM.show('name')有许多隐藏的或无文档的限制(我大规模地改变了文献资料，所以现在应该更清楚了)。最后，我讨论了一个包装函数。

ijmshow

https://github.com/kouichi-c-nakamura/ijmshow

示例MATLAB代码

你可以用四行线来完成。

addpath '/Applications/Fiji.app/scripts' % depends your Fiji installation
ImageJ

imp = ijmshow(I,'YXCZT') % I is 5D array of uint8 or uint16
% the second argument determines which dimension represents what
% imp is a 5D hyperstack

ij.IJ.saveAsTiff(imp, 'image1.tif');

在保存之前，您可能需要设置每个频道的显示范围。

2018年7月5日增加

copytoImagePlus提供了比上面的ijmshow更好的解决方案(您可以使用相同的语法)，因为copytoImagePlus不再依赖基本工作区中的IJM变量。

https://github.com/kouichi-c-nakamura/copytoImagePlus

addpath '/Applications/Fiji.app/scripts' % depends your Fiji installation
ImageJ

imp = copytoImagePlus(I,'YXCZT') % I is 5D array of uint8 or uint16
% the second argument determines which dimension represents what
% imp is a 5D hyperstack

ij.IJ.saveAsTiff(imp, 'image1.tif');

还请参阅copytoImgPlus，它将创建ImageJ2 ImgPlus对象。

https://github.com/fiji/fiji/blob/master/scripts/copytoImgPlus.m

Answer 3

ImageJ使用TIFF的第一个IFD的ImageDescription标记来存储其元信息。下面是有丝分裂样本数据集中的一个示例(File > Open sample >有丝分裂)：

ImageJ=1.51d
images=510
channels=2
slices=5
frames=51
hyperstack=true
mode=composite
unit=\u00B5m
finterval=0.14285714285714285
loop=false
min=1582.0
max=6440.0

MATLAB的蒂夫类可能为您提供足够细粒度的控件，以便将自定义ImageDescription写入第一个IFD；我不确定。

使用生物格式库的函数编写OME可能更容易一些，它可以是5维的；ImageJ可以通过生物格式插件读取这种格式。我建议使用斐济发行版的ImageJ，它附带的生物格式预装.

也有在MATLAB Central上发布的同样的问题。