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pyFAI軟件的安裝和簡單使用處理2DXRD數據

來源：時間：2022-10-20 14:08:20 瀏覽：4745次

今天介紹一個軟件pyFAI。可以用來將2D的XRD數據校準并轉換成1D的XRD數據。其中包括pyFAI的安裝以及簡單使用。用這個軟件的原因是在上海光源得到的二維衍射數據是CBF格式的，而Fit2D無法處理這個格式的數據。故用此軟件進行處理。

01

pyFAI軟件介紹

PyFAI是一個python庫，可以用于區域探測器獲取的x射線/中子/電子散射數據的方位集成數據。軟件提供了校準實驗裝置的工具，可以根據樣品和入射光束來定義探測器在空間中的位置。軟件還可以將批量將2D的XRD數據校準并轉換成1D的XRD數據。

詳情見：pyFAI官網

02

pyFAI軟件可以處理的數據類型

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據

03

pyFAI軟件的安裝

1. 去python官網下載最新版python
2. 安裝時候把環境變量勾上，假如沒有就裝完自己添加，具體什么是環境變量以及如何安裝環境變量可百度
3. 下載anaconda，安裝時候勾選環境變量。（Anaconda可以便捷獲取包且對包能夠進行管理）
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兩個軟件
6. 輸入pyFAI-calib2 回車，即可打開pyFAI校準窗口

7. 輸入pyFAI-integrate 回車，即可打開pyFAI積分窗口

04

pyFAI簡單使用

1. 校準(calibrate)

1.1打開軟件。

打開anaconda powershell 輸入pyFAI-calib2 回車

1.2 Experiment settings:

1. 導入文件image file；

2. 選擇探測器(Dectris-Pilatus-2M)；

3. 注意探測器的size和導入文件大小保持一致，假如不一致，后續會報錯；

4. 輸入能量或者波長；

5. 選擇校準物質LaB6；

6. 假如圖像看不清可以設置一下顏色，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：個人理解是處理數據前調整一下圖像，遮住錯誤的像素，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)。當您完成時，回到控制臺并按回車鍵。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。點擊threshold的幾個按鈕，按需設置，設置完按mask below確定。我沒設置。

4. 保存蒙版文件，格式可以用EDF/TIFF。可以不急著保存，后續還會有操作還調整蒙版。全部調好再保存，后面積分步驟會用到。

1.4 Peak picking

1. 目的：把衍射環標出來。是為了下一步的擬合光束中心用。

2. 擬合方式：用第一個環形工具或者第二個弧線工具來標記環。此工具會自動把環標出來。（我猜測應該是利用尋找相同像素的方式來找環）

1.5 Geometry fitting(擬合光束中心)

1. 根據上一步的衍射環來擬合光束中心。點擊fit。從而得到Distance(光束到探測器距離)、PONI、rotation(探測器的偏轉角度)

2. 假如發現擬合的中心肉眼可見不太對，則回到上一步重新調整衍射環。

1.6 cake&integration

1. 根據衍射環的位置積分出LaB6的一維XRD。假如發現有一些未知的峰，右鍵標記，再回到Mask的步驟用幾何形狀遮住標記的無效像素。再回來擬合。

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

3. 假如發現衍射線點數太少。可以調整radial points。來讓曲線更平滑（如把2014改成4000）

4. 保存儀器參數文件。save PONI file。后面積分過程中會導入

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. 調整窗口大小

3. 導入儀器參數文件（PONI格式）。點擊import from file，導入校準過程中保存的儀器參數文件。

4. 導入mask蒙版文件。勾選mask file，點擊三個點，導入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. 修改積分后的點數。點數=（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。點擊batch processing。選擇一個或者多個文件。積分好文件會自動保存在積分的文件目錄下。

10. 保存這次積分的各種參數，下次積分直接導入就可以不用重復填寫參數。點擊save config，保存文件。

05

創建快捷方式

根據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。

右鍵點擊pyFAI-calib.exe 及pyFAI-integrate.exe，發送到桌面快捷方式。即可在桌面直接打開。

來源：知乎-尋上

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