Usando o ImageJ para calcular a área foliar Elaborado por Julia Caram Sfair

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1 Universidade Federal de Pernambuco Laboratório de Ecologia Vegetal 7 de Novembro de 2012 Com modificações em 2 de julho de 2016 Usando o ImageJ para calcular a área foliar Elaborado por Julia Caram Sfair (juliacaram@gmail.com) Tirando as fotos Para se analisar a área foliar pode-se usar um scanner ou uma foto tirada com máquina fotográfica. A qualidade não precisa ser das melhores e acredito que até fotos tiradas com celulares devem bastar para se fazer as análises, desde que não estejam desfocadas. Alguns cuidados devem ser tomados, como: 1. Não se esqueça de colocar alguma escala, como um quadrado com tamanho conhecido, uma régua ou uma tampa de caneta: 2. Muitas vezes as folhas ficam enrugadas ou se dobram. No primeiro caso pode colocar uma fita dupla face na mesa e pressionar a folha até ela ficar lisa. No segundo, você pode cortar a folha e espalhar sobre a mesa: 1

2 3. No caso de folhas compostas cujos folíolos ou foliólulos se sobrepõem, uma alternativa é retirálos e espalhá-los sobre a mesa: O ImageJ é capaz de somar as áreas das pequenas folhas. 4. Use um fundo que dê um bom contraste à cor da folha. Se a folha for branca, use fundo preto. Isso facilita quando for delimitar a área da folha (Threshold). Não tire fotos da face branca da folha! 2

3 5. Não tem problema se a foto tiver uma parte do tripé ou algum objeto que não nos interesse (veja abaixo como se livrar dessas coisas). Só tome cuidado para nenhum desses objetos tocar na folha (nem a folha tocar no objeto usado como escala), pois eles serão considerados como um objeto só na hora de calcular a área foliar. Caso isso tenha ocorrido, é só limpar a área indesejada com Edit > Clear no ImageJ. 6. Uma forte recomendação é tirar as fotos todas da mesma distância. Isso facilita para calcular a escala caso vá analisar várias fotos em seguida. 7. A lente da câmera deve estar na horizontal. Use flash para diminuir as sombras causadas pela iluminação do ambiente. Área foliar 1. Faça o download do ImageJ em: (acesso em 02/11/2012). Na página há versões para Windows, Mac e Linux e alguns tutoriais. 2. Após a instalação, abra o programa. O primeiro passo é abrir a foto. Vá em File > Open... e busque a foto a ser analisada. 2. Note que há alguns elementos na foto que não nos interessa. Para tirar esses objetos, selecione o quadrado no menu e englobe a área com a folha e a escala: 3

4 Em seguida corte a imagem com Image > Crop : 3. Agora vamos tomar a escala. Primeiro clique na caixa com a linha desenhada e, em seguida, em Analyze > Set Scale.... Na caixa que se abre, coloque o valor da escala em Known distance (3.00, no caso) e a unidade em Unit (cm, no caso). Marcando também o Global a distância conhecida ficará registrada para as outras fotos. Dê Ok para fechar a janela. 4

5 4. Agora vamos dar o contraste. Para isso, clique em Image > Type > 8-Bit. A imagem deve ficar em preto e branco. Para dar o contraste, clique em Image > Adjust > Threshold.... Algumas partes devem ficar vermelhas e a ideia é que essa cor cubra toda a folha. Para que isso ocorra, ajuste a cor nas barrinhas que aparecem na caixa e clique em Apply. Caso fiquem alguns buraquinhos, clique em Process > Binary > Fill Holes. 5. Com a imagem em preto e branco e a escala determinada podemos agora calcular a área. Para isso, vá em Analyze > Analyze Particles. A primeira caixa indica o intervalo de medição, baseando-se na escala. Vamos marcar 0.1-infinity. Caso deixe 0-infinity, o programa vai calcular toda e qualquer mancha que aparecer na foto, por menor que seja. Em Show marque outline para aparecer as áreas das figuras que foram calculadas, o que é útil quando temos mais de 5

6 uma folha na foto. É só dar OK e ver os resultados. Nesse exemplo, o número 2 é a área do quadrado de área conhecida e o número 1 é a área da folha (os números aparecem bem pequenos na figura e podem ser vistos dando zoom, com os comandos Control + do teclado). Há a opção de salvar os resultados em formato.xls PS 1. Caso a folha seja composta ou tenha sido recortada, marque a opção Summarize de Analyze Particles. Não se esqueça de tirar todo objeto que não faça parte da folha, como o papel de escala. Marque esses objetos que não fazem parte da figura com o retângulo e clique em Edit > Clear. 6

7 PS 2. Caso você queira outras medidas, como o centroide da área, vá em Analyze > Set Measurements e marque as opções necessárias antes de analisar as partículas. PS 3. Você pode encurtar as etapas de deixar em preto e branco a imagem e ver o contraste manualmente com o Threshold. Para isso você deve clicar em Process > Binary > Make binary. Mas use isso apenas quando o contraste da folha com o fundo for grande na foto original. Resumo 1. Tire uma foto da folha com a câmera na horizontal, a folha totalmente plana na mesa e com alguma escala (régua) 2. Abra a figura no ImageJ: File > Open Retire os objetos que não serão usados: Image > Crop 4. Estabeleça a escala: Analyze > Set Scale Faça o contraste: Image > Type > 8-Bit e Image > Adjust > Threshold Calcule a área: Analyze > Analyze Particles 7

8 Como medir a área foliar de várias fotos em poucos minutos no ImageJ O ImageJ tem a opção de calcular a área foliar de várias fotos ao mesmo tempo. Entretanto, o pesquisador deve ser extremamente organizado quando for capturar a imagem. A imagem pode ser capturada por scanner ou por foto com câmera fotográfica. A vantagem do scanner é que as fotos sempre ficam na mesma escala. A desvantagem é a demora no processo. Com a foto por câmera, a vantagem e a desvantagem são exatamente o oposto. Mostro aqui o procedimento com câmera fotográfica. Preparação para as fotos: 1. Use um tripé. Todas as fotos precisam estar necessariamente em uma mesma escala e isso só é conseguido com um tripé (ou alguma engenhoca que fixe a câmera em uma mesma altura para todas as fotos). 2. Use sempre a mesma iluminação em todas as fotos. As folhas também devem ter a mesma tonalidade de verde. Isso porque o threshold é calculado automaticamente e esses cuidados vão minimizar o erro. Tirando as fotos: 3. As fotos devem seguir uma sequencia lógica, que o pesquisador consiga associar essa sequencia à sua planilha de dados. 4. O processo é basicamente: tirar uma foto da escala tirar fotos das folhas numa sequência lógica 5. Costumo tirar várias vezes: a cada 10 fotos de folhas, tiro uma foto da escala. Isso permite que eu perceba se a câmera não alterou sua altura quando estou tirando as fotos. 8

9 6. A foto deve ter apenas a folha e nada mais do que isso. Uma folha por foto, não importa se é composta e simples. Evite objetos que não interessam na foto, como o pé do tripé: a foto deve estar completamente limpa. Vc também não pode alterar a foto no Photoshop, Gimp ou ImageJ, pois isso pode alterar a escala. No computador: 7. Nomeie todas as fotos. Ou associe a sequencia delas à sua planilha de dados. Abaixo mostro as fotos nomeadas com seus códigos. Veja abaixo que a pasta contém apenas fotos de folhas e todas elas estão nomeadas. (Para minimizar o erro, eu tiro uma foto de um papel com o código da folha e, a foto seguinte, é a folha correspondente. Após baixar as fotos em meu computador, renomeio todas as fotos com folhas e apago as fotos com os nomes. ) 8. Agora sim, vamos ao ImageJ. Primeiro, abra a foto da escala e faça o procedimento para deixar a foto preto e branco e padronizar a escala (Set Scale). Não esqueça de clicar em Global. 9. Vá em File > Import > Image Sequence busque a pasta que estão suas fotos. Clique em uma delas e em seguida, Abrir 10. Deve aparecer uma caixa. Se todas as fotos da pasta forem de folhas, apenas clique em Ok. Se você tiver muitas fotos, marque use virtual stack, o que economiza tempo 9

10 11. Todas as fotos devem abrir, mas apenas uma deve aparecer. Surge também uma caixa que diz se alguma foto não foi importada direito. Se isso acontecer, pode ser um problema de escala. 12. Para calcular a área foliar, o procedimento aqui é praticamente o mesmo que mostro anteriormente nesse manual. A exceção exceção é que você não precisa dizer a escala para cada foto. 13. Faça o contraste: Image > Type > 8-Bit e Image > Adjust > Threshold... (deve aparecer uma caixa dizendo se você quer fazer o Threshold para todas as fotos. Clique em Yes). 14. Calcule a área: Analyze > Analyze Particles (clique em Summarize) 15. Veja que, para cada foto (e o programa mostra o nome da foto), o ImageJ dá a soma da área foliar. 10

11 Dica: Costumo escolher algumas fotos e recalcular a área foliar em separado. Comparo com os resultados da automatização só para conferir se está tudo ok. Como o processo requer um controle muito grande por parte do pesquisador, uma dica é não calcular a área foliar para muitas fotos ao mesmo tempo, pois a chance de erro pode ser grande. 11