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P图=学术造假?Nature:论文图片处理的标准要搞清!

刚刚过去的2019,可谓是科研江湖极不平静的一年。诸多“经费身价”过亿的大佬,因图像数据处理不当等问题,纷纷陷入学术造假的泥潭,甚至有人喊话涉事大佬开设PS课程,传授P图大法。


学术造假对于勤勤恳恳搞科研的人来说,简直是重磅伤害,且不说造假者可以相对轻松地赢得别人付出十倍百倍精力才能收获的成果和荣誉,更可怕的是,所谓的“成果”极有可能会引导一个错误的研究方向,让后来者浪费大量的财力和精力。


科研图片处理不端,一直是学术造假的重灾区。其实早在2014年,小保方晴子造假事件就已掀起了学术圈关于图像数据处理的热议。她发表在Nature上的论文中,由于电泳图首先被人看出了端倪,从而引爆了整个学术不端案。

小保方晴子Nature造假事件 图片来源:BLOOMBERG


圈外的吃瓜群众看热闹看的起劲,但是广大基层科研民工却不寒而栗,默默裹紧了自己的小白褂,以后发paper的道路恐怕要更谨小慎微,生怕一不小心踩了“造假”的坑。


当年有一个翟博士引发的毕业生的论文查重惨案,这回好几个院士引发的科研图片处理不端不知又会掀起什么风波,也有很多科研小白不禁风声鹤唳,甚至认为P图就等于造假...那么,究竟什么样子的图像处理才不算是学术造假呢?二者之间的界限又是怎么界定的?


为了帮助大家远离图像造假的重灾区,避免踩学术不端的坑,我们整理了Nature官方给出的图像数据处理的一般准则和注意事项,并以大家最常用的电镜图的处理方法为教程,手把手帮大家解决科研图像处理的各种疑难。


Nature:图像数据处理的基本准则


研究人员的日常:努力积累好的数据并尽可能清晰地呈现出来。那么对于图像而言,何所谓“清晰”呢?过去,由于处理技巧的匮乏,我们在实验中获得的数据与最终发表的数据没太大不同,所以高质量图像的公认标准就是——所见即所得。


如今,数字图像采集和处理工具搬除了图像完善之路上的绊脚石,为了获得更清晰、更完美、更符合实验结果的最佳图像,各种“美化”手段出现在数据的数字化处理中,比如用橡皮擦工具清除照片上的灰尘,裁剪凝胶条带,使用荧光显微照片增强特定效果……合法获取的数据经过处理后会产生比实际更理想化的图像效果。


但在Nature看来,“美化”是一种歪曲和失实,略有瑕疵的图像反而更能反映真实的世界。因此,Nature系列期刊发布了一个图像适当处理的简明指南*供作者参考。

*https://www.nature.com/nature-research/editorial-policies/image-integrity#electrophoretic-gels-and-blots


任何数字处理技术(应用于全图的除外)都需要在方法(Methods)或补充信息(Supplementary Information)中解释说明。作者应在补充信息的附加表格中详细说明用于数据处理的仪器设置和软件操作(处理得越少,对作者、审稿人和读者来说就越方便)。但是,任何对原始图像中数据的歪曲都是严格禁止(比如为了在视野中展示更多细胞而在显微照片中拼贴细胞,或裁剪凝胶去除可能携带信息的条带)


投稿的图像标准


与手稿一起提交待审的图像只能做最低限度的处理(如在显微照片中添加箭头)。作者要注意保存未处理的数据和元数据文件供编辑评估稿件之用,否则审稿进程可能被拖延。终审提交的数字化图像必须保证高质量,分辨率至少为色彩300 像素、灰度600像素、线条1200像素


对于某些实验、领域和技术来说,一定程度的图像处理不可避免,但最终获得的图像必须正确表示原始数据且符合道德标准。以下准则可以帮助大家在图像处理的基础上准确展示数据:


作者应列出所有使用过的图像采集工具和图像处理软件包,并在方法中记录关键的图像收集设置和处理操作。

在不同时间或不同地点收集的数据不应合并于同一图像中,除非所得图像来自于时间平均数据或延时序列;如果必须并置图像,应在图中明确划分边界,并在图例中说明。

避免使用修补工具(如Photoshop中的克隆和修复工具)或任何故意掩盖图像操作的功能。

改变亮度和对比度等处理只能均匀应用于整个图像(并同时应用于对照组),不应调整对比度以抹除数据;避免过度操作(如以牺牲其它区域为代价突出图像中的某个区域或有偏向性地设置阈值)。


提交修改后的最终数据时作者可能会被要求提交原始的、未经处理的图像。

显微镜使用

作者应准备好原始数据,按要求向编辑提交,并按收集到的分辨率提供图像来源。来自多个区域的细胞不应并置于同一区域,否则应在补充信息中说明。


具体指导原则:图像的调整应适用于整个画面,避免阈值操作、改变信号范围等。如使用了“伪着色”和非线性调整(如“伽马变换”),必须公开说明。在“合并”的图像上,个别颜色通道的调整有时是必要的,但应在图例中说明。


我们建议将以下内容与最终修订版的手稿一起发表:

  • 设备类型(显微镜/物镜、照相机、检测器、过滤器模型和批号)和采集软件要列举在方法中,虽然仪器间存在差异,但关键测量设备的设置也应列出。

  • 命名为“设备和设置”的补充方法文件(或作为“方法”的一部分),列出每幅图像的:时间和空间分辨率数据等采集信息(xyzt和像素尺寸);图像色彩深度;温度、成像媒介等实验条件;荧光剂(激发和发射波长或范围、过滤器、二色分束器)。

  • 显示查找表(LUT)以及LUT与位图之间的定量地图,特别是在使用彩虹伪色时;如果LUT为线性且涵盖了所有数据范围,则应进行说明。

  • 处理软件的名称和操作 (如反褶积类型、三维重建、表面和体绘制、“伽马变换”、阈值和投影)。

  • 获取图像的测量分辨率,增强图像分辨率的任何下游处理或平均处理。

电泳凝胶和印迹

阳性和阴性对照及分子尺寸标记基因应包含在每个凝胶和印迹中,无论是在主图或扩展数据补充图里。对于先前表征过的抗体必须提供引用;对于在研究系统中未能很好地表征的抗体,要详细描述其特异性以及实验中试剂的反应范围,这些描述应该作为补充信息或在抗体档案数据库中公布 (如Antibodypedia, 1DegreeBio)。


如果适当的处理可以提高清晰度和简洁性,那么我们鼓励在论文主体中展示裁剪的凝胶和印迹,但必须在图例中说明。


  • 不建议对不同凝胶(印迹)上的样品进行定量比较,如果这种比较不可避免,则必须在图例中说明样品来自同一实验且凝胶(印迹)是并行处理的;将凝胶中不相邻的条纹并置时,必须清楚勾画出凝胶边界。

  • 裁剪的凝胶必须保留重要条带。

  • 论文主体部分中裁剪过的印迹应在条带上下分别保留至少六个带宽。

  • 不建议提高凝胶和印迹的对比度,因为过曝可能掩盖其余条带;尽量使用灰色背景,如必须使用高对比度则应在补充信息中说明。

  • 定量比较时,应使用适当的试剂、对照和线性信号范围的图像化方法。

总结一下,作为学术顶刊的Nature对于科研图像的要求其实很简单——接受一切不完美。也就是说,自然呼吁广大科研工作者的图能够更加“自然”。但同时,科学也允许合理化的图像处理,让科研成果的表达更加清晰和形象,我们也不应偏激地认为“P图=造假”,区分造假的关键在于是否歪曲事实,只要你的处理是规范、合理且真实的,就不属于学术造假的范畴。其实,再天衣无缝的修饰和伪造都有可能漏出马脚,直白些讲,是不是造假自己心里没点b数吗?

随着技术的不断进步,造假者肯定没想到,像论文查重一样,图片也可以查重了!来自美国纽约雪城大学(Syracuse University)的机器学习研究员丹尼尔·阿库纳(Daniel Acuna)等在2018年开发出一套算法,能利用人工智能(AI)识别学术论文中的图像造假,对论文图片进行查重。


同时,Adobe Photoshop公司也在2019年推出了他们的反向还原技术,其与加州大学伯克利分校的科学家的合作取得了新的研究成果,利用人工智能技术识别并还原图像PS过的部位,准确率高达99.4%!一能识别哪张照片修过了,二能看出修了哪里,三能还原最初的模样

已经没法形容Adobe的强大了,以后还想钻图片造假的空子,恐怕真的要歇菜了。


避免踩坑

光靠理论恐怕远远不够

所以我们特意准备了实操教程

论文配图投稿的常识技巧

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电镜图伪彩上色处理的规范化操作

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科研绘图·学术图像专题培训

(基础班)


课程内容


1

“高颜值”论文配图的基本标准

▲国际期刊投稿对图片的标准清单解读:版式、分辨率、格式、色彩模式;

▲掌握所投期刊的要求,如何利用高质量配图博得审稿人的认可,做到“投其所好”;

▲科研论文配图的图像学知识:位图与矢量图的不同适用场合及优劣对比、原始图像获取的注意事项、投稿返修图片问题汇总分析、各种图像格式的适用场合及优劣对比;

▲结合实例,讲解论文配图常见设计误区及标准解决方案;

▲科研论文配图的设计思路:构图、箭头、线条、文字、配色以及形象化的表现手法


2

图像数据的美化处理

▲电子显微镜等成像设备的采图原理、及其数据处理差异、采图参数;

▲SCI杂志对图像的尺寸要求、采图原则、后处理注意事项;

▲照片类图像数据的色彩校正深入分析讲解:图像剪裁、颜色匹配、颜色通道合成、明暗对比优化、电镜伪彩上色、黑场白场中性灰场等详解、多图像排版、某些图片数据如何获取原始图等;

▲电镜图的伪彩上色处理,纳米球尺寸/粒径分布测量,光照不均校正/物镜污渍去除,白平衡的规范化调节;

▲图片瑕疵修复及科研论文配图允许范围内的修改方式和操作;

▲图层/蒙版/曲线、调色:曲线/色阶、图像裁剪、像素/尺寸修改、自动拼接、测量、TEM照片上色。


『学习软件:Photoshop』

3

科研论文TOC&Scheme的设计制作

▲快速制作高质量科研论文插图的基本设计思路与流程,示意图绘制、配色入门、美化图表、论文大图排版、会议展报制作等。学员在老师的带领下练习由简单到复杂的案例,课程结束后学员有能力自己制作Nature等顶刊级别的图表;

▲TOC内容图/Scheme流程图的基本要求,箭头标注的设置制作和使用标准,深入分析并详细解释如何思考布局、设置画布大小、字体与字号的选择、线条粗细、如何科学裁剪图片、如何精准排版、各种标注线和箭头的规范化处理、矢量绘图原理、常见效果及其实现、配色/字体/排版、论文配图要点及如何导出小体积高清图片;

▲AI常规操作及科技绘图常用工具,利用该软件进行数据图的修饰美化、二维图像的设计制作、流程图的排版整合,结合实例详细教授AI绘制科研配图的技巧和要点;

▲文章插图中基本图形的艺术化设计制作,深入剖析高级色彩搭配的要点,两色/三色搭配、主色/辅助色/点缀色、相近色/对比色、论文配色思路,并附赠超值资源包下载。


『学习软件:AI』

4

Photoshop在科研绘图中的应用

▲结合高档次杂志最新案例进行技术学习,核心技巧如图层/蒙版/曲线、曲线/色阶、图像裁剪、像素/尺寸修改、自动拼接等重点功能;

▲学习高级抠像的常用技巧(并赠送人像美化技法和超值资源素材包下载),根据当场次学员科研背景,详细教授论文配图中常用图形绘制;

▲利用Photoshop实现艺术化封面/配图的设计,顶级杂志的封面设计技巧和基本思路,如何独立完成一张封面的设计。


『学习软件:Photoshop』

5

如何让你的配图更立体、更高级

▲三维绘图软件在科研论文配图设计中的重要应用,根据当场次学员科研背景进行特定模型素材的制作学习;

▲通过基础科研模型(如甲烷分子等)熟悉工具栏和基本操作,学习常用功能的快捷操作,常用工具的调用:快速创建准确分子模型晶格工具,创建任意弯曲的形状路径变形绑定工具,快速创建规律排列的晶体模型阵列工具,一次性创建大量相同模型散布工具,制作多孔模型布尔工具,自由形式工具绘制细胞表面的凹凸,软选择工具制作材料表面的鼓包等,学习使用Vray渲染器渲染模型和修改材质让图像更加立体生动。


『学习软件:3ds Max/C4D』

6

各种软件的综合运用

▲结合国际顶级SCI期刊杂志封面及配图进行实战训练,从设计思路的整理、模型的设计制作和图片内容的排版制作进行深度解析,手把手带领学员从零开始设计制作,综合运用包括Chem Office、Origin等科研作图软件以及Ps、AI、3ds Max/C4D等专业绘图软件的各种优势功能,教授PPT软件的高阶使用技巧,包括如何利用PPT制作技术路线图,反应机制图,基本几何图形如矩形/圆形/线条/多边形/箭头等,并使用填充,渐变,阴影等效果;

▲随课赠送原版科研绘图素材包以供学员课后投稿使用,掌握绘制常用图像处理/示意图,轻松应付日常应用场景,并具备以后自我提升的方法能力。


『学习软件:Chem Office、Origin、PPT、3ds Max/C4D』


课程目标


▲熟练使用国际通用的论文配图制作软件Photoshop、Illustrator、3ds Max及其他图表制作软件;

▲配合制作出符合国际规范的、可投稿至世界任何国际期刊的高质量论文配图;

▲掌握所投期刊的要求,如何利用高质量配图博得审稿人的认可,做到“投其所好”;

▲科研论文配图的设计思路:构图、箭头、线条、文字、配色以及形象化的表现手法;

▲毕业答辩、成果汇报、项目申请书撰写、著作编纂等工作中,需要高质量图片均可轻松应对。

不犯错图像错误;

提升日常图像处理效率、准确度;

具备部分高级图像分析能力。




案例展示





课程福利


报名后可无限次参加中科幻彩科研绘图同类课程,并随课赠送科研绘图工具书、必备软件下载安装和常用绘图素材包,课后学员交流群持续讨论学习/专业讲师答疑指导


必备科研绘图软件及素材包下载安装

根据课程安排赠送教材



学员作品




课程特色


特色一:无论是3ds Max、Photoshop还是AI都不是专为科研人员而开发。我们课程将从科研实例出发,帮助学员掌握各种技巧和套路,轻松玩转绘图软件。

特色二:讲师总结八千余幅科研配图设计经验,带领学员快速入门科研绘图,从设计思路到建模组装、图片渲染,掌握科研中常见模型的绘制方法和图片美化的能力。

特色三:将化学、物理、生物、材料等领域中典型模型作为实战案例,同时根据学员专业背景进行素材整理,量身定制课程内容,将学以致用发挥到极致。

特色四:建立专属学员微信群,课前专业助教协助安装软件下载素材包,课后讲师长期群内随时答疑,不定期推送绘图技能提升小视频,帮助学员轻松应对科研绘图中的常见难题。

特色五:我们承诺:学员一次报名,终身免费复学。无需担忧学不会、学不精,只要你愿意学,幻彩保证奉陪到底。



报名方式


时间地点:

2020年1月11-12日 成都·中科院成都分院

2020年1月11-12日 北京·中科院物理所

2020年2月22-23日 合肥•中国科技大学

2020年2月22-23日 北京•中科院物理所

2020年2月22-23日 济南•济南大学

2020年2月29-3月1日 上海•复旦大学

2020年2月29-3月1日 天津•天津大学

2020年2月29-3月1日 广州•华南师范大学

2020年3月7-8日 深圳•深圳大学

2020年3月7-8日 青岛·青岛科技大学

2020年3月7-8日 西安·陕西科技大学

2020年3月14-15日 武汉·武汉大学

2020年3月14-15日 大连·大连理工大学

2020年3月14-15日 成都·中科院成都分院

2020年3月20-21日 杭州·浙江工业大学

2020年3月20-21日 南京·南京工业大学

2020年3月20-21日 长沙·湖南大学

2020年3月28-29日 合肥·中国科学技术大学

2020年3月28-29日 北京·中科院物理所

2020年3月28-29日 济南·济南大学

2020年3月28-29日 重庆·重庆大学

具体会议地点以邮件通知为准

(更多场次请扫描下方二维码,表单中的场次实时更新)


注册费用:

原价:2990元/人

团报价:2790元/人(3人及以上)

报名咨询:17686689807(微信同号)


备注:

如有专场培训需求,可安排讲师赴贵单位开展专场培训,专场培训价格更优,详询请加课程助理微信:wuruixue2910

提供正规发票(包括会议注册表、邀请函等报销材料)、费用包含两日午餐,住宿及其他费用自理。

报名后将会有工作人员联系学员确认相关信息,具体会议地点以邮件通知为准。工作人员将于开课前上周的周三向学员邮箱发送实际上课地址、课程所需软件和下载安装教程,请各位学员届时注意查收邮件。

老学员复听不再重复安排午餐和资料,请提前联系课程助理报名,并携带身份证现场签到。


扫描二维码在线填写报名表,工作人员会在收到报名信息的第一时间电话联系确认相关信息。表单报名如出现异常,请联系助教️17686689807(微信同号)


缴费方式:

▷ 银行转账汇款(由默希科技代收)

开户行:北京银行中关村海淀园支行

收款单位:默希科技(北京)有限公司

银行账号:20000033833400015141062

备注:姓名+单位+场次

▷ 支付宝转账

企业支付宝账户:mosikj@126.com

请核对户名:默希科技(北京)有限公司

备注:姓名+单位+场次

▷ 现场刷卡/现金

现场支付包括现金付款、公务卡刷卡。

由于名额有限,为保证您报名成功,现场报名或开课前对公转账未能到账的学员,请在报名时支付宝支付订金1000元,全款到账后当天退还订金。



常见问题



科研绘图·学术图像专题培训

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如果你有一定的科研绘图基础,想深入学习更全面的设计技能,实现独立设计封面的专业化水平,我们特为有一定绘图基础和已经参加过基础班学习的老学员开设了科研绘图“高阶班”。



课程特色


1. 拥有多年顶刊设计经验的金牌设计师,深度开发你的审美与设计技能

2. 学成之后,学员们可以像设计师一样游刃有余地画图,不仅能够彻底解决自己的论文配图,甚至可以凭借一身绘图技能小赚一笔

3. 此课程仅对有一定绘图基础的学员开设,入学需要通过测试哦。未达到高阶班入学要求的小伙伴,我们提供基础班➕高阶班的打包课程

4. 每期课程仅招收15名学员,根据学员时间安排设置培训日程安排。我们承诺:学员一次报名,终身免费复学。无需担忧学不会、学不精,只要你愿意学,幻彩保证奉陪到底。



课程内容




收费标准


收费标准:3850元/人。发票及相关报销材料会议当天发放,费用包括午餐,晚餐和住宿自理。

培训地点:北京·中科院理化所

培训时间:2020年4月11-12日

报名咨询:武老师 18560061984(微信同号)



收费标准


基础班➕高阶班的打包课程

基础班(原价2990元)➕高阶班(3850元)

仅需4500元

备注:

老学员报名高阶班可以补差价(4500元减去基础班报名费)或者直接缴纳4500元开具发票并退还2000元现金。



学习目标


通过学习科研绘图软件的高阶操作技巧,并通过大量实战演练逐步培养学员独立设计封面等高难度作品的能力,帮助学员实现科研绘图技能的职业化转型,培训结业后能够独立承担绘图设计业务,实现从熟练到精通的目的。



报名方式


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缴费方式:

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收款单位:北京中科幻彩动漫科技有限公司

银行账号:20000030083400006498686

备注:姓名+单位+场次

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▷ 现场刷卡/现金

培训当天可刷公务卡或现金或微信支付,请扫码填写报名信息以便我们提前为您准备发票等报销手续。



往期佳作


北京中科幻彩动漫科技有限公司,位于北京海淀区中关村恒兴大厦5F,专业从事科研论文配图制作,由中科院化学所和北京大学研究人员创立,主营包括SCI期刊封面,插图、示意图、TOC、科学动画/科普视频等设计制作,科研绘图培训,有限元仿真模拟与培训,是目前国内最大的科研绘图服务商,现已与Wiley®Springer®RSC®Elsevier®等出版单位建立合作关系。公司设计作品已发表在包括Science Nature Cell PNAS 等各学科国际著名杂志上,拥有超过八千幅的配图制作经验。

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科学动画制作

千言万语不敌动画十秒,文字描述在动画演示面前显得笨拙无比,越来越多的顶刊开始引入视频摘要(Video Abstract)的表达形式,生动的科学视频让科研成果的表达不再晦涩难懂,也让更多学术圈外的普通人能够触及科学最前沿的内核,为科学成果的传播提供更加有力的途径。


在这个连美国总统都玩转Twitter的新媒体时代,如果你还局限于文字+图片这种单纯保守的科研表达形式,那你很可能就要被同行所抛弃,因为科学成果的表达有高效直接的载体——科学动画

以上动画制作来自中科幻彩


如今,刷朋友圈已经不再仅仅属于年轻人了,社交媒体也已经成为科学家分享想法和宣传研究的平台,在这个快节奏的时代,像视频动画这种阅读起来简单快速而且有价值的信息更受追捧,冗长而乏味的文章形式已经逐渐被冷落。因为现在的大佬,已经不局限于只是发论文、做封面,他们在悄悄地占据科研表达的新领地——动画。

中国科学院物理研究所高鸿钧院士

     经过多年研究攻关,中国科学院院士、中科院物理研究所研究员高鸿钧团队在世界上首次实现了原子级精准控制的石墨烯折叠,其成果发表在了国际顶级杂志Science上,这是目前世界上最小尺寸的石墨烯折叠,对构筑量子材料和量子器件等具有重要意义。


北京航空航天大学张广军院士

列车弓网运行状况在线动态检测系统-北京航空航天大学张广军院士团队研制了列车运行状况正线动态测试站三类系列测试设备,填补国内空白,主要性能指标达到或超过国外主流产品,满足了我国铁路运输的迫切需求。


北京纳米能源与系统研究所王中林院士

北京纳米能源与系统研究所王中林院士和李舟研究员领导的研究团队与北京市生物医学工程高精尖创新中心和海军军医大学的研究者联合研制了共生型心脏起搏器(SPM, symbiotic cardiac pacemaker),它可以从心脏跳动中获取能量,为起搏器自身提供电能。SPM的能量收集部分为植入式摩擦电纳米发电机(iTENG),其具有出色的柔性、良好的生物相容性、优异的稳定性和生物体内高功率输出性能等特点。在未来,植入式医疗电子设备可以利用人体能量实现自驱动。

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也许你还不知道,很多大牛可能已经开始在朋友圈分享自己最新科研成果的动画展示了。有越来越多的科学家,已经开始利用动画这一利器,扩大自己的科研影响力。


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社交媒体也已成为科学家分享想法和宣传研究的平台

在这个快节奏的时代

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与其等待别人到杂志官网去浏览

不如直接让科研成果的动画演示登上央视

依仗媒体的传播力

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