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pyFAI软件的安装和简单使用处理2DXRD数据

来源：时间：2022-10-20 14:08:20 浏览：3530次

今天介绍一个软件pyFAI。可以用来将2D的XRD数据校准并转换成1D的XRD数据。其中包括pyFAI的安装以及简单使用。用这个软件的原因是在上海光源得到的二维衍射数据是CBF格式的，而Fit2D无法处理这个格式的数据。故用此软件进行处理。

01

pyFAI软件介绍

PyFAI是一个python库，可以用于区域探测器获取的x射线/中子/电子散射数据的方位集成数据。软件提供了校准实验装置的工具，可以根据样品和入射光束来定义探测器在空间中的位置。软件还可以将批量将2D的XRD数据校准并转换成1D的XRD数据。

详情见：pyFAI官网

02

pyFAI软件可以处理的数据类型

主要用来处理tiff、cbf、edf、esper、img、dm3、hdf5、mar2000、mccd、f2d等一系列图像格式数据

03

pyFAI软件的安装

1. 去python官网下载最新版python
2. 安装时候把环境变量勾上，假如没有就装完自己添加，具体什么是环境变量以及如何安装环境变量可百度
3. 下载anaconda，安装时候勾选环境变量。（Anaconda可以便捷获取包且对包能够进行管理）
4. 在开始菜单搜索anaconda，找到并打开anaconda powershell 命令。
5. 输入pip install pysaxs 回车,即可安装pysaxs、pyFAI两个软件
6. 输入pyFAI-calib2 回车，即可打开pyFAI校准窗口

7. 输入pyFAI-integrate 回车，即可打开pyFAI积分窗口

04

pyFAI简单使用

1. 校准(calibrate)

1.1打开软件。

打开anaconda powershell 输入pyFAI-calib2 回车

1.2 Experiment settings:

1. 导入文件image file；

2. 选择探测器(Dectris-Pilatus-2M)；

3. 注意探测器的size和导入文件大小保持一致，假如不一致，后续会报错；

4. 输入能量或者波长；

5. 选择校准物质LaB6；

6. 假如图像看不清可以设置一下颜色，推荐使用colormap（颜色格式）选择Viridis，normalization（归一化）选择Arcsinh；

1.3 mask(蒙版/掩膜)

1. 蒙版的作用：个人理解是处理数据前调整一下图像，遮住错误的像素，光束阴影，使得后面处理图像更加容易。官方解释：绘制一个蒙版，即包含无效像素列表(无闪烁，模块间隙，光束阻挡阴影，…)的图像。这将打开一个PyMca窗口，让你用不同的工具(笔刷，矩形选择，…)绘制第一张图像(提供的)。当您完成时，回到控制台并按回车键。掩码图像被保存到文件中。

2. 用多边形工具遮住光束阴影，用圆形工具遮住光束中心。

3. 使用阈值来屏蔽一些像素。点击threshold的几个按钮，按需设置，设置完按mask below确定。我没设置。

4. 保存蒙版文件，格式可以用EDF/TIFF。可以不急着保存，后续还会有操作还调整蒙版。全部调好再保存，后面积分步骤会用到。

1.4 Peak picking

1. 目的：把衍射环标出来。是为了下一步的拟合光束中心用。

2. 拟合方式：用第一个环形工具或者第二个弧线工具来标记环。此工具会自动把环标出来。（我猜测应该是利用寻找相同像素的方式来找环）

1.5 Geometry fitting(拟合光束中心)

1. 根据上一步的衍射环来拟合光束中心。点击fit。从而得到Distance(光束到探测器距离)、PONI、rotation(探测器的偏转角度)

2. 假如发现拟合的中心肉眼可见不太对，则回到上一步重新调整衍射环。

1.6 cake&integration

1. 根据衍射环的位置积分出LaB6的一维XRD。假如发现有一些未知的峰，右键标记，再回到Mask的步骤用几何形状遮住标记的无效像素。再回来拟合。

2. 可以调整积分算法。bounding box。如any+CSR+cython

3. 假如发现衍射线点数太少。可以调整radial points。来让曲线更平滑（如把2014改成4000）

4. 保存仪器参数文件。save PONI file。后面积分过程中会导入

5. 保存LaB6积分曲线。

2. 积分(integrate)

1. 打开软件。打开anaconda powershell 输入pyFAI-intergrate 回车

2. 调整窗口大小

3. 导入仪器参数文件（PONI格式）。点击import from file，导入校准过程中保存的仪器参数文件。

4. 导入mask蒙版文件。勾选mask file，点击三个点，导入mask文件。

5. 填写极化因子，勾选polarization factor，填写。（如：0.95）

6. 填写积分曲线的2θ范围。勾选radial range，输入起止角度。

7. 修改积分后的点数。点数=（终止角度-起始角度）*100

8. 选择积分算法。如：any+CSR+cython。

9. 选择需要积分的文件。点击batch processing。选择一个或者多个文件。积分好文件会自动保存在积分的文件目录下。

10. 保存这次积分的各种参数，下次积分直接导入就可以不用重复填写参数。点击save config，保存文件。

05

创建快捷方式

根据自己安装的位置找到pyFAI-calib.exe 及pyFAI-integrate.exe的位置，例如D:\anaconda\envs\pyfai\Scripts文件夹下可以找到。

右键点击pyFAI-calib.exe 及pyFAI-integrate.exe，发送到桌面快捷方式。即可在桌面直接打开。

来源：知乎-寻上

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