[發明專利]校正粒子衍射圖像圖案中心和歐拉角的方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202011064748.X
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112213339B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 施奇偉;張豐果;但承益;鐘圣怡;陳哲;王浩偉
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N23/2055
• 分類號: G01N23/2055
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種校正粒子衍射圖像圖案中心和歐拉角的方法，其特征在于，包括：

圖案獲取步驟：獲取通過粒子衍射得到的晶體的實驗衍射花樣，以及通過計算模擬獲取所述晶體所對應的標準圖案；

配準步驟：將所述標準圖案與所述實驗衍射花樣配準，配準過程中通過目標函數來表征所述標準圖案與所述實驗衍射花樣的差別，以歐拉角和圖案中心的坐標為所尋求的參數，最小化所述目標函數以至收斂，得到校正后的圖案中心和歐拉角；

所述參數的數量為六個：三個歐拉角和圖案中心的三維坐標；

還包括：

低通濾波步驟：將整個衍射實驗所掃描的所述實驗衍射花樣的多個圖案中心集齊，將圖案中心通過低通過濾器處理；

所述配準步驟中，目標函數Θ為

式中，ROI為研究區域，ω(x)指實驗衍射花樣的像素x的權重，g_u(x)為標準圖案的二維投影圖片，g_u(x)＝g[u(x，P)]，f(x)為EBSD掃描采集的實驗衍射花樣；

計算目標函數對各參數的偏導數：

式中，用P統一表示六個參數，即三個歐拉角和圖案中心的三維坐標，u為經球面投影在赤道面上的坐標；

在計算趨于收斂時，有：

f(x)≈g_u(x，P)

采用牛頓算法來優化這一目標函數，組建線性方程組，提供參數每次迭代的改變量{δP}：

[M]{δP}＝{γ}

黑森矩陣[M]在第n-1次迭代中元素M_ij的表達式為：

其中的ψ是經球面投影在赤道面上的坐標u對各個參數的梯度矩陣：

牛頓算法第二項{γ}中各個元素的表達式為：

{δP}是每次迭代過程中六個參數的改變量，在低于設定值時，計算結束，找到最合適的歐拉角和圖案中心數值，否則進行下一次迭代：

{P⁽ⁿ⁾}＝{P^(n-1)}+{δP⁽ⁿ⁾}。

2.根據權利要求1所述的校正粒子衍射圖像圖案中心和歐拉角的方法，其特征在于，還包括：

重復配準步驟：固定低通濾波得到的校正后的圖案中心，僅將歐拉角作為變量重新進行配準。

3.根據權利要求1所述的校正粒子衍射圖像圖案中心和歐拉角的方法，其特征在于，所述粒子衍射包括電子背散射衍射，透射電子衍射，X射線衍射或中子衍射。

4.根據權利要求1所述的校正粒子衍射圖像圖案中心和歐拉角的方法，其特征在于，所述配準步驟建立所述參數與實驗衍射花樣在標準圖案上的投影坐標的數學關系，從而可用多種算法來最小化所述目標函數。

5.一種基于權利要求1所述的校正粒子衍射圖像圖案中心和歐拉角的方法實現的系統，其特征在于，包括：

圖案獲取模塊：獲取通過粒子衍射得到的晶體的實驗衍射花樣，以及獲取所述晶體所對應的標準圖案；

配準模塊：將所述標準圖案與所述實驗衍射花樣配準，配準過程中通過目標函數來表征所述標準圖案與所述實驗衍射花樣的差別，以歐拉角和圖案中心的坐標為所尋求的參數，最小化所述目標函數以至收斂，得到校正后的圖案中心和歐拉角。

6.一種存儲有計算機程序的計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至4中任一項所述的校正粒子衍射圖像圖案中心和歐拉角的方法的步驟。