本发明专利技术涉及一种用于测量二维图像相似性的方法，其中至少一个图像包含附加信号，其位置依赖性或者对称特征至少可以估计出来。本发明专利技术涉及所述图像被分割成相互等同的子图像，使得至少一个子图像在附加信号的梯度方向上的范围小于此子图像在与此垂直的方向上的范围。所述子图像被单独比较并且组合所有比较的结果以便形成相似性的测量结果。因而，这使所述方法对于附加信号的变化并不敏感。所述方法尤其适合于确定在电子显微镜图像中的散焦和散光。这取决于实验测量的图像与以散焦和散光的特定值产生的模拟图像的相似性比较。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量二维图<|4目似性的方法和电子显微镜本专利技术涉及一种用于测量两维图像相似性的方法以及用于实施 该方法的电子显微镜。现有技术状况在透射电子显微镜中，电子束对准待观察物体并且在横穿所述物 体之后借助于电磁透镜被成像。类似于可见光的透镜，用于使电子偏 转的电磁透镜具有成像误差，其可以使显微镜的分辨率能力变差。这 种成像误差被称作像差。在传统的电磁圆形透镜中，所谓的球面像差 是到目前为止最强的成像误差。除了球面像差，有大量其它的像差， 可以按照各种数学系统将其分类。因而除了散焦和散光(其在眼科学中 在近视/远视以及散光的概念中找到其类似处)出现很多其它的像差， 例如轴向彗差、三倍、四倍、五倍和六倍散光、星型误差、三叶草误差(Dreilappfehler)以及其它更多的。像差的数目或者阶(其在透射电子 显微镜下在成像质量方面起着很重要的作用)随着显微镜分辨率的提 高而增加。对像差的认识或者修正在现代透射电子显微镜下起着决定 性的作用，现代透射显微镜的分辨率略高于或者甚至低于0.1纳米。为能够确定透射电子显微镜的像差，通常情况下应用扫描画面 (Kipptableau)方法或者Zemlin-方法(F. Zemlin等人，"借助光学衍射图 对高分辨率电子显凝:镜的无慧差调整(Coma-free alignment of high resolution electron microscopes with the aid of optical diffractograms", 超倍显微术3, 49-60 (1978))。在此，根据入射电子束的不同倾斜，拍 摄薄的无定形目标位置并且为所述扫描系列(Kippserie)的每个图确定 有效的散焦以及实际存在的散光。实际存在的作为低阶像差的散焦和 散光通过较高阶的像差导出并且因而有可能的是，从属于扫描系列的 散焦值和散光值中确定所期望的未知的较高阶像差。在传统的仅仅由电磁圆形透镜构成的电子显微镜下，尽管借助于 所描述的扫描画面-方法有可能确定多个像差，然而可修正的像差数量 局限于散焦、两倍散光和三倍散光以及轴向慧差。尤其是在配备有圆 形透镜的显微镜下，虽然可以确定主导作用强的球面像差，但不能将 其修正。为提高分辨率，从(S. Uhlemann, M. Haider:"修正在第一球面像差 中的残余波像差的透射电子显微镜(Residual wave aberrations in the first speherical aberration corrected transmission electron microscope)", 超倍显微术72, 109-119 (1998))公知一种带球面像差修正器(Korrektor) 的电子显微镜。除了圆形透镜，修正器还包含两个电磁六级杆 (Hexapole),其允许对球面像差进行补偿。为了可以将本身又能够无 意产生多个附加像差的修正器完全校正并理想地使用，同样以扫描画 面-方法确定目前尚未知的像差。紧接着，尤其是用这种方法确定的球 面像差以及一 些其它的像差可以通过正确地校正硬件-修正器在摄像 的时候已经被4卜偿。而且借助于散焦和散光测量确定像差起着关键性 作用。为确定实验上拍摄的薄的无定形物体位置的图的散焦和散光，确 立其傅立叶空间表示。傅立叶空间表示，也称作衍射图，具有对于各 个散焦和各个散光典型的条紋图案。其目标是可以定量检测条紋图案并且明确和尽可能精确地为其指配散焦和散光值。为识别条紋图案，计算多个可能的在散焦和散光方面不同衍射 图。随后，所计算的衍射图或者视觉上通过眼睛或者通过机器与实验 上得到的衍射图比较，以便从在实验上的条紋图案和模拟的条紋图案 之间的最大相似性中确定实际在实验中存在的散焦和散光值。对机器 上^f莫式识别的指示可在(A. Thust等人，"以相位恢复HRTEM对透 4竟4象差由勺It {直》务正(Numerical correction of lens aberrations in phase-retrieval HRTEM)",超倍显微术64， 249-264 (1996))以及在(S. Uhlemann, M. Haider:"修正在第一球面像差中的残余波像差的透射电6子显微镜(Residual wave aberrations in the first spherical aberration corrected transmission electron microscope",超4咅显孩么术72, 109-119 (1998))中找到，而不在引文中以任何一种方式探讨特定的模式识别算 法实现。通过眼睛的视觉模式识别在(Johannes Zemlin， Friedrich Zemlin "通过鼠标点击的衍射图表(Diffractogram tableaux by mouse click)",超 倍显微术93 77-82,(2002))中描述。后一种模式识别目测法由于人的模 式比较的速度慢及主观性而不适合对于实际的日常应用，使得机器上 的模式比较仍旧作为用于确定散焦和散光值所使用工具，以便确定显 微镜像差。按照现有技术，实验上的衍射图与模拟的衍射图的比较十分容易 发生误差并且不精确，因为实验上测得的衍射图不仅严重地被加性噪 声叠加，还被乘性噪声叠加，噪声的强度可能大大超过有效信号的强 度。将强的和很难计量的加性和乘性噪声与实际的有效信号分离提出 了一个要求，此要求到目前为止没有被满意地解决。 一方面存在风险 有效信号在噪声背景下完全不被识别出来，也就是说，噪声信号被理 解为有效信号，这可能导致完全错误的结果或者条紋识别的^C坏。另 一方面存在风险即使在噪声和有效信号理论上成功分离的情况下， 散焦和散光确定的结果不足以满足定量的精度要求。在第 一种情况 下，校正显微镜像差是不可能的，在后一种情况下显微镜虽然可以被 粗略地校正，但由于不精确的测量而尚存在的残余像差不允许最优利 用显微镜的性能。本专利技术的任务和解决方案本专利技术的任务是，提供一种用于测量两种图像相似性的方法，其定电子显微镜的散光和散焦。此外，本专利技术的任务是，提供一种用于 实施所述方法的电子显微镜。根据本专利技术，所述任务通过根据主权利要求的方法以及根据另外7的独立权利要求的电子显微镜解决。其它有利的设置可以分别从归诸 于其的从属权利中得出。本专利技术的主题在本专利技术的范畴内，开发一种用于测量两个二维的、由有强度值 的像素组合的图像的相似性的方法。至少一个图像带有附加信号，其 位置依赖性或者对称特征至少可用估计的方式得到。根据本专利技术，术语"图像"并不局限于位置空间(Ortsraum)内的 成像，而是还可以包含具体来说在空间频率范围内的傅立叶-表示和特 别由电子显微镜提供的衍射图。根据本专利技术，附加信号可以被理解为具体来说是加性和/或者乘性 信号，其在图像范围内可能比在图中存在的操作者期望继续处理的有效信号强多了并且也可能变化更强。附加信号通常使得相似性测量困 难化并且也可能歪曲其结果。通常，附加信号的位置依赖性或者对称特征至少性质上已知。在 电子显微镜下的成像中，这尤其适用于在所观察物体中的原子的散射 函数、通过与物体厚度相关的运动学上的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测量两个二维的、由有强度值的像素组成的图像相似性的方法，其中至少一个图像带有附加信号，步骤如下： －所述图像分割成相互等同的子图像的方式使得至少一个子图像在附加信号的梯度方向上的范围小于所述子图像在与附加信号的梯度方向垂直的方 向上的范围； －相互关联的子图像互相比较； －所述比较的结果汇集成所述两个图像相似性的总量度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A瑟斯特，J巴塞尔，
申请(专利权)人：于利奇研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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