[發明專利]基于人工智能算法的透射電子顯微鏡樣品漂移矯正方法

在審

• 申請號: 201811249520.0
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109540946A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 吳幸;駱晨;王茜;顧俊杰;張嘉言
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01N23/2202
• 分類號: G01N23/2202;G06T5/00
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種基于人工智能算法的透射電子顯微鏡樣品漂移矯正方法，其特征在于，該方法包括以下具體步驟：

步驟1：操作透射電子顯微鏡，調整好焦距使得透射電子顯微鏡能夠清晰地對樣品成像，樣品的像通過外接電荷耦合元件清晰地顯示在顯示器上，所成像的圖片大小為m×n；用戶根據所成的圖片中選擇一個小于等于圖片大小的區域M×N，所選區域即作為圖像模板；

步驟2：根據選取的區域，利用算法提取灰度值，即對所選區域從左上角到右下角逐行記錄灰度值并存儲到存儲器中，并以此時記錄的灰度值為數據模板；

步驟3：設置閾值A，即所能容忍的圖像漂移或晃動的最大值；

步驟4：選擇矯正模式：原位矯正或非原位矯正，原位為無襯度變化僅發生圖像偏移，非原位為存在襯度變化；

步驟5：計算其偏離程度D；若偏離程度D值的最小值大于所設置的閾值A，則通過控制樣品桿實現機械復位；若偏離程度D值的最小值小于所設置的閾值A，則通過算法實現復位。

2.根據權利要求1所述的基于人工智能算法的透射電子顯微鏡樣品漂移矯正方法，其特征在于，所述對所選區域從左上角到右下角逐行記錄灰度值，具體為：在所選區域中提取以(i，j)為左上角，大小為M×N的子圖的灰度值，其中子圖的定義為大小為M×N的圖片，得到模板數據T(s，t)，其中i，j分別為圖像中某個點的橫、縱坐標，s，t為計數值。

3.根據權利要求1所述的基于人工智能算法的透射電子顯微鏡樣品漂移矯正方法，其特征在于，所述計算其偏離程度D，具體為：

非原位矯正：每一張圖片的大小均為m×n；在步驟2選取的區域中提取灰度值并記為數據模板；切換當前圖片進入下一幀圖片的拍攝與存儲，在該幀圖中提取以(i，j)為左上角，大小為M×N的圖的灰度值并存儲S(x，y)，其中x和y為子圖的計數值；計算S(x，y)與模板T(s，t)的偏離值D(i，j)；然后i和j依次加1，提取并儲存i和j依次加1后的S(x，y)，并計算i和j依次加1后的S(x，y)與模板T(s,t)的偏離值D(i,j)；i和j依次加1，提取并儲存i和j依次加1后的S(x,y)的目的是使得以(i,j)為左上角，大小為M×N的子圖灰度值的集合能夠包含整張圖片的灰度值數據；在所有取到的以(i,j)為左上角，大小為M×N的子圖灰度值中，找到偏離值D(i,j)的最小值；判斷此時的D(i,j)的值是否大于所設的閾值A，如果大于該閾值A則通過驅動樣品桿實現樣品的機械復位，如果此時的D(i,j)的值小于閾值A，則提取此時的i,j值，并平移以(i,j)為左上角，大小為M×N的子圖圖像，使得其左上角位置(i，j)與模板圖片左上角的位置(i，j)重合；其中其中1≤i≤m–M+1,1≤j≤n–N+1；切換當前圖片進入下一幀圖片的拍攝與存儲，重復上述步驟，直至拍攝完成；

原位矯正：每一張圖片的大小均為m×n；在步驟2選取的區域中提取灰度值并記為數據模板；切換當前圖片進入下一幀圖片的拍攝與存儲，在該幀圖中提取以(i，j)為左上角，大小為M×N的圖的灰度值并存儲S(x,y)，其中x和y為子圖的計數值；計算S(x,y)與模板T(s,t)的偏離值D(i,j)；然后i和j依次加1，提取并儲存i和j依次加1后的S(x,y)，并計算i和j依次加1后的S(x,y)與模板T(s,t)的偏離值D(i,j)；i和j依次加1，提取并儲存i和j依次加1后的S(x,y)的目的是使得以(i,j)為左上角，大小為M×N的子圖灰度值的集合能夠包含整張圖片的灰度值數據；在所有取到的以(i,j)為左上角，大小為M×N的子圖灰度值中，找到偏離值D(i,j)的最小值；判斷此時的D(i,j)的值是否大于步驟三所設的閾值A，如果大于該閾值A，則通過驅動樣品桿實現樣品的機械復位，如果此時的D(i,j)的值小于閾值A，則提取此時的i,j值，并平移以(i,j)為左上角，大小為M×N的子圖圖像，使得其左上角位置(i，j)與模板圖片左上角的位置(i，j)重合；其中其中1≤i≤m–M+1,1≤j≤n–N+1；此時把修正后的圖片保存為新的模板，切換當前圖片進入下一幀圖片的拍攝與存儲，重復上述步驟，直至拍攝完成。