AIforTEM 电镜数据处理工具集

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本仓库汇总了研究生期间开发、整理和打包的 TEM、HRTEM、STEM、4D-STEM 图像处理、EELS 谱学与定量分析工具源码。 各工具原本相互独立（各自维护 git 仓库），这里按原有目录结构统一收录，方便一处查阅与克隆。

本仓库只收录源码与文档。 可执行文件（.exe）、模型权重（.pt/.onnx）、电镜原始数据（.tif/.dm3/.dm4） 和 PyInstaller 构建产物体积过大，均未入库，详见 .gitignore。需要成品程序请按各工具目录的 README 自行打包。

工具一览

版本号取自各工具的代码常量（__version__ / pyproject.toml），最后核对于 2026-09-28。

分类	工具	版本	源码目录	入口
视频与数据提取	TEM 视频帧提取	4.4	01-视频与数据提取/视频切片工具	run_app.py
视频与数据提取	TEM 视频流水线（切片+漂移矫正）	—	10-DSH集成	tem_pipeline.py
图像处理	TIFF 漂移矫正	7.3.0	02-图像处理/drift-correction-v7	drift_correction.py
图像处理	HRTEM/STEM 滤波	5.1.0	02-图像处理/hrtem-HRTEM滤波工具	hrtem.py、cli_launcher.py
图像处理	HRTEM/STEM 图像增强	2.1.0	02-图像处理/stem-optimize-STEM图像优化	main.py
图像处理	TIF 图像滤镜	1.2.0	02-图像处理/图像加滤镜工具	main.py
图像处理	离域效应去除工具	1.1.0	02-图像处理/离域效应去除工具	main.py
应变分析	Strain++ GPA ⚠️ GPL	1.4.1	03-应变分析/strainpp-GPA应变分析	run.py
应变分析	PPA 原子位移与应变分析	3.4.1	03-应变分析/原子级应力分析-PPA	ppa.py
应变分析	原子识别与强度分析	1.3.0	03-应变分析/原子识别纯算法	atomic_app.py
应变分析	原子中心识别模型（训练/推理工程）	0.3.0	03-应变分析/原子中心识别模型开发	src/atom_center
统计分析	TIF 原子衬度统计	2.5.0	04-统计分析/原子衬度统计	tif图像衬度分析工具.py
统计分析	HAADF-STEM 特征区域演化	2026.09.2	04-统计分析/特征区域演化分析	应力面积统计.py
统计分析	TIFF 面积测量	—	04-统计分析/统计面积	统计面积.py
统计分析	晶体/非晶区域统计	5.3	04-统计分析/非晶面积统计	main.py
4D-STEM	4D-STEM Processor	2.2.0	05-4D-STEM分析/4D-STEM-Processor	stem_processor_gui.py
EELS 谱学	EELS 边缘价态分析	0.2.0	05-EELS分析/EELS边缘价态分析工具	run.py
HRTEM 模拟	HRTEM 高分辨模拟工具（tem_sim 引擎）	1.2.0	09-HRTEM模拟	run.bat
STEM 模拟	STEM-HAADF 模拟工具（stem_sim 引擎，冻结声子多层法）	0.1.0	010-STEM模拟	run.bat
集成环境	TEM Suite（集成 GUI）	1.1.0	全整合	run.py

— 表示该工具未在代码中维护版本常量。

目录说明

• 01-视频与数据提取：视频转 ImageJ TIFF、FFmpeg 与 XRD 操作录屏（后两者为本地资料，未入库）。
• 02-图像处理：漂移矫正、HRTEM/STEM 增强、离域效应去除及通用 TIF 滤镜。
• 03-应变分析：GPA、PPA 应变分析，原子识别与原子中心识别模型工程。
• 04-统计分析：衬度、区域演化、手工面积及晶体/非晶统计。
• 05-4D-STEM分析：DM4 数据的 DPC、SSB、取向、应变和叠层成像。
• 05-EELS分析：Dual-EELS 边缘价态定量分析（MLLS 拟合、复散射校正、bootstrap）。
• 06-独立脚本：未封装成项目的去噪和安装脚本。
• 09-HRTEM模拟：CIF 导入、带轴/电镜参数/厚度/取向可控的 HRTEM 多层法模拟 GUI。
• 010-STEM模拟：CIF 导入、带轴/厚度/探针/环形探测器可控的 HAADF/ADF/BF/ABF STEM 模拟 GUI。
• 10-DSH集成：DeepSeek Harness 会话内的 TEM 视频流水线。
• 全整合：TEM Suite 集成层源码（工具树 + 标签页）。

编号说明：编号反映各目录加入工作区的先后顺序，且不连续——07、08 两个号从未创建 （08-历史版本 在部分旧文档中指本仓库之外的本机归档，仓库内并不存在该目录）。 05- 有两个目录（4D-STEM 与 EELS）系历史遗留，为避免破坏各工具内部的相对引用，未做重排。 010-STEM模拟 用三位数编号，是「第 10 组」的历史写法：它在字典序上会排在 01- 与 02- 之间，语义上与 10-DSH集成 无关（前者是 STEM 模拟引擎，后者是 TEM 视频流水线）； 为兼容 全整合/temsuite/registry.py、.tools、本 CI 等处硬编码路径，暂不改名。

通用运行方式

从源码运行时，必须使用项目自己的虚拟环境，不要用 PATH 上的 python： 各工具的依赖版本互不相同（例如 numpy 1.26 与 2.2 并存、Python 3.10 与 3.12 并存）， 共用解释器会让工具读到别的项目的版本，pip install 还会污染全局环境、连带破坏其它工具。

每个项目首次准备环境（只需一次）：

cd <项目目录>
python -m venv .venv
.venv\Scripts\python -X utf8 -m pip install -r requirements.lock.txt

之后用项目内解释器运行：

.venv\Scripts\python <入口脚本.py>

09-HRTEM模拟、010-STEM模拟 提供 run.bat，原子识别纯算法 提供 启动原子识别工具.bat，双击即可。

带 .spec 文件的项目可用 PyInstaller 在项目内构建环境中重新打包：

.venv\Scripts\python -m pip install pyinstaller
.venv\Scripts\python -m PyInstaller <项目.spec>

完整的隔离约定与各工具的环境清单见 环境隔离说明。 随时运行 python .tools\check-env-isolation.py 检查约定是否被破坏。

具体入口和例外情况以各子目录的 README 为准。

数据与结果注意事项

• 处理实验原始数据前先复制一份样例；输出目录不要与输入目录相同，避免覆盖源文件。
• TIFF 堆栈可能非常大，应预留足够内存和磁盘空间。
• 8 位与 16 位 TIFF 的强度范围不同。定量分析前确认工具是否保留原始位深。
• GPA、PPA、DPC、SSB、MLLS 等结果依赖采集条件、标定和参数选择，软件输出不能替代物理有效性验证。

许可证与来源

本仓库为 MIT（见 LICENSE），适用于其中的原创代码。

例外：03-应变分析/strainpp-GPA应变分析/ 采用 GPL-3.0-or-later（派生自 JJPPeters/Strainpp，该目录自带 LICENSE）。 GPL-3.0 具传染性：若把它与其余代码打包成单一作品分发，整体授权需按 GPL-3.0 重新审视；仅在同一仓库中并列存放、各自独立分发则不受影响。 全整合（TEM Suite）在运行期以同进程 import 方式加载 strainpp， 若两者一起打进同一个 exe 对外分发，请先确认 GPL 合规性。

例外：发行 exe 中的 GPL-3.0 第三方组件。 05-EELS分析/EELS边缘价态分析工具 与 全整合 的发行 exe 均内含 ncempy（GPL-3.0-or-later）， 分发时该组件仍受 GPL-3.0 约束，不因本项目声明 MIT 而改变； 两者的 THIRD_PARTY_NOTICES.md 列明了义务与规避方式。 另 09-HRTEM模拟、010-STEM模拟 的 data/peng_high.json 取自 abTEM（GPL-3.0）。

逐工具的许可证、第三方依赖、数据文件来源、以及未收录的第三方材料清单见 NOTICE.md。

引用与贡献

• 引用：见 CITATION.cff。引用本工具集时，请一并记录你实际使用的 具体子工具、版本或 commit，以及相关上游方法的出处。
• 贡献：见 CONTRIBUTING.md（先选子项目并读其 README； 每个项目使用独立环境与实际锁文件；原始实验数据只读且不提交机密/大数据）。

README 覆盖范围

README 以“独立项目或资料集合”为单位撰写，并列出其中的关键文件。生成物与外部依赖不逐层创建 README。