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pyFAI軟件的安裝和簡(jiǎn)單使用 處理2DXRD數(shù)據(jù)
來源： 時(shí)間：2022-10-20 14:08:20 瀏覽：3812次

今天介紹一個(gè)軟件pyFAI?？梢杂脕韺?D的XRD數(shù)據(jù)校準(zhǔn)并轉(zhuǎn)換成1D的XRD數(shù)據(jù)。其中包括pyFAI的安裝以及簡(jiǎn)單使用。用這個(gè)軟件的原因是在上海光源得到的二維衍射數(shù)據(jù)是CBF格式的，而Fit2D無法處理這個(gè)格式的數(shù)據(jù)。故用此軟件進(jìn)行處理。


01
pyFAI軟件介紹

PyFAI是一個(gè)python庫(kù)，可以用于區(qū)域探測(cè)器獲取的x射線/中子/電子散射數(shù)據(jù)的方位集成數(shù)據(jù)。軟件提供了校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)裝置的工具，可以根據(jù)樣品和入射光束來定義探測(cè)器在空間中的位置。軟件還可以將批量將2D的XRD數(shù)據(jù)校準(zhǔn)并轉(zhuǎn)換成1D的XRD數(shù)據(jù)。

詳情見：pyFAI官網(wǎng)


02
pyFAI軟件可以處理的數(shù)據(jù)類型

主要用來處理tiff、cbf、edf、esper、img、dm3、hdf5、mar2000、mccd、f2d等一系列圖像格式數(shù)據(jù)


03
pyFAI軟件的安裝
1. 去python官網(wǎng)下載最新版python
2. 安裝時(shí)候把環(huán)境變量勾上，假如沒有就裝完自己添加，具體什么是環(huán)境變量以及如何安裝環(huán)境變量可百度
3. 下載anaconda，安裝時(shí)候勾選環(huán)境變量。（Anaconda可以便捷獲取包且對(duì)包能夠進(jìn)行管理）
4. 在開始菜單搜索anaconda，找到并打開anaconda powershell 命令。
5. 輸入pip install pysaxs 回車,即可安裝pysaxs、pyFAI兩個(gè)軟件
6. 輸入pyFAI-calib2 回車，即可打開pyFAI校準(zhǔn)窗口

7. 輸入pyFAI-integrate 回車，即可打開pyFAI積分窗口


04
pyFAI簡(jiǎn)單使用

1. 校準(zhǔn)(calibrate)


1.1打開軟件。

打開anaconda powershell 輸入pyFAI-calib2 回車


1.2 Experiment settings:

1. 導(dǎo)入文件image file；

2. 選擇探測(cè)器(Dectris-Pilatus-2M)；

3. 注意探測(cè)器的size和導(dǎo)入文件大小保持一致，假如不一致，后續(xù)會(huì)報(bào)錯(cuò)；

4. 輸入能量或者波長(zhǎng)；

5. 選擇校準(zhǔn)物質(zhì)LaB6；

6. 假如圖像看不清可以設(shè)置一下顏色，推薦使用colormap（顏色格式）選擇Viridis，normalization（歸一化）選擇Arcsinh；


1.3 mask(蒙版/掩膜)

1. 蒙版的作用：個(gè)人理解是處理數(shù)據(jù)前調(diào)整一下圖像，遮住錯(cuò)誤的像素，光束陰影，使得后面處理圖像更加容易。官方解釋：繪制一個(gè)蒙版，即包含無效像素列表(無閃爍，模塊間隙，光束阻擋陰影，…)的圖像。這將打開一個(gè)PyMca窗口，讓你用不同的工具(筆刷，矩形選擇，…)繪制第一張圖像(提供的)。當(dāng)您完成時(shí)，回到控制臺(tái)并按回車鍵。掩碼圖像被保存到文件中。

2. 用多邊形工具遮住光束陰影，用圓形工具遮住光束中心。

3. 使用閾值來屏蔽一些像素。點(diǎn)擊threshold的幾個(gè)按鈕，按需設(shè)置，設(shè)置完按mask below確定。我沒設(shè)置。

4. 保存蒙版文件，格式可以用EDF/TIFF。可以不急著保存，后續(xù)還會(huì)有操作還調(diào)整蒙版。全部調(diào)好再保存，后面積分步驟會(huì)用到。


1.4 Peak picking

1. 目的：把衍射環(huán)標(biāo)出來。是為了下一步的擬合光束中心用。

2. 擬合方式：用第一個(gè)環(huán)形工具或者第二個(gè)弧線工具來標(biāo)記環(huán)。此工具會(huì)自動(dòng)把環(huán)標(biāo)出來。（我猜測(cè)應(yīng)該是利用尋找相同像素的方式來找環(huán)）


1.5 Geometry fitting(擬合光束中心)

1. 根據(jù)上一步的衍射環(huán)來擬合光束中心。點(diǎn)擊fit。從而得到Distance(光束到探測(cè)器距離)、PONI、rotation(探測(cè)器的偏轉(zhuǎn)角度)

2. 假如發(fā)現(xiàn)擬合的中心肉眼可見不太對(duì)，則回到上一步重新調(diào)整衍射環(huán)。


1.6 cake&integration

1. 根據(jù)衍射環(huán)的位置積分出LaB6的一維XRD。假如發(fā)現(xiàn)有一些未知的峰，右鍵標(biāo)記，再回到Mask的步驟用幾何形狀遮住標(biāo)記的無效像素。再回來擬合。

2. 可以調(diào)整積分算法。bounding box。如any+CSR+cython

3. 假如發(fā)現(xiàn)衍射線點(diǎn)數(shù)太少?？梢哉{(diào)整radial points。來讓曲線更平滑（如把2014改成4000）

4. 保存儀器參數(shù)文件。save PONI file。后面積分過程中會(huì)導(dǎo)入

5. 保存LaB6積分曲線。


2. 積分(integrate)

1. 打開軟件。打開anaconda powershell 輸入pyFAI-intergrate 回車

2. 調(diào)整窗口大小

3. 導(dǎo)入儀器參數(shù)文件（PONI格式）。點(diǎn)擊import from file，導(dǎo)入校準(zhǔn)過程中保存的儀器參數(shù)文件。

4. 導(dǎo)入mask蒙版文件。勾選mask file，點(diǎn)擊三個(gè)點(diǎn)，導(dǎo)入mask文件。

5. 填寫極化因子，勾選polarization factor，填寫。（如：0.95）

6. 填寫積分曲線的2θ范圍。勾選radial range，輸入起止角度。

7. 修改積分后的點(diǎn)數(shù)。點(diǎn)數(shù)=（終止角度-起始角度）*100

8. 選擇積分算法。如：any+CSR+cython。

9. 選擇需要積分的文件。點(diǎn)擊batch processing。選擇一個(gè)或者多個(gè)文件。積分好文件會(huì)自動(dòng)保存在積分的文件目錄下。

10. 保存這次積分的各種參數(shù)，下次積分直接導(dǎo)入就可以不用重復(fù)填寫參數(shù)。點(diǎn)擊save config，保存文件。


05
創(chuàng)建快捷方式


根據(jù)自己安裝的位置找到pyFAI-calib.exe 及pyFAI-integrate.exe的位置，例如D:\anaconda\envs\pyfai\Scripts文件夾下可以找到。

右鍵點(diǎn)擊pyFAI-calib.exe 及pyFAI-integrate.exe，發(fā)送到桌面快捷方式。即可在桌面直接打開。


來源：知乎-尋上

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文字是人類用符號(hào)記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國(guó)家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
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