Article扫描电子显微镜图像漂移的实时矫正方法Real-timecorrection
常见扫描电子显微镜图像的缺陷和解决方法
收稿日期:2005-03-13作者简介:唐晓山(1977—),男,湖北武汉人,湛江师范学院助理实验师,从事电镜技术及其在医学中的应用研究. 2005年6月第26卷第3期湛江师范学院学报JOURNA L OF ZH AN J I ANG NORM A L C O LLEGE Jun 1,2005Vol 126 No 13常见扫描电子显微镜图像的缺陷和解决方法唐晓山,屈菊兰(湛江师范学院电镜室,广东湛江524048)摘 要:在论述了荷电效应、损伤、边缘效应这三种常见的扫描电子显微镜图像缺陷的基础上,分析了其产生的原因及解决方法,并展示了其结果.关键词:扫描电子显微镜;荷电效应;损伤;边缘效应中图分类号:Q336 文献标识码:A 文章编号:1006-4702(2005)03-0123-03扫描电子显微镜最基本的成像功能是二次电子成像.它主要反映样品表面的立体形貌.由于样品的高低参差、凹凸不平,电子束照射到样品上,不同点的作用角不同,因此造成激发的二次电子数不同;再由于入射方向的不同,二次电子向空间散射的角度和方向也不同,因此在样品凸出部分和面向检测器方向的二次电子就多些,而样品凹处和背向检测器方向的二次电子就少一些;总之,样品的高低、形状、位置、方向等这些与表面形貌密切相关的性质,变成了不同强度的二次电子信息.电子束逐点扫描产生不同数量的二次电子,依次在荧光屏上显示出亮暗不同的点,也就是相应的象素.再由这些象素组成了完整的二次电子图像.1 荷电效应图1 二次电子发射随加速电压变化曲线当入射电子作用于样品时,从样品上会发出二次电子,其发射率会随入射电子的加速电压而变化.图A 是表示二次电子发射率随入射电子的加速电压变化的曲线,图中横轴V 0表示入射电子的加速电压,纵轴σ表示二次电子发射数与入射电子数之比,即σ=二次电子发射数Π入射电子数.从图1中可见,只有在V 0=V 01和V 0=V 02时,σ等于1,即入射电子数与二次发射电子数相等,此时样品既不增加电子也没有失掉电子,样品不带电.除此两点外,样品会因吸收或失掉电子而带电.如果样品不导电(生物样品一般不导电),此时样品会因吸收电子而带负电,就会产生一个静电场干扰入射电子束和二次电子发射,这些会对图像产生严重影响-此称荷电效应.它会对图像产生一系列的影响:①异常反差.由于荷电效应,二次电子发射受到不规则影响,造成图像一部分异常亮,另一部分变暗.②图像畸形.由于静电场作用使电子束被不规则地偏转,结果造成图像地畸变或出现阶段差.③图像漂移.由于静电场作用使电子束不规则偏移引起图像的漂移.④亮点与亮线.带电样品常常发生不规则放电,结果图像中出现不规则的亮点和亮线.通过长期、大量的实验,我们发现减少荷电效应的方法:①导电法.用金属镀膜、导电染色等方法使样品本身导电,使吸收电子通过样品台流向“地”,从而消除荷电效应.生物样品几乎都采用这种方法,但不是能完全消除.②降低电压法.把加速电压降低,使V 0=V 02,λ=1,入射电子数与二次电子发射数相等,就不产生电荷积累,消除荷电效应.通常使用加速电压为1～5kV.但因此会使分辨率下降.③快速观测法.以尽快的速度观测和拍摄,使荷电效应影响不大时结束.一旦出现较明显的荷电效应只能改变观察区域或更换样品.另外,应尽可能使用低倍观察.因为倍数越大,扫描范围越小,荷电越迅速,影响越大.图2a 所示为一生物样品由于荷电效应所产生的图像畸形与亮线,可以很明显的看出图像中、下部分发生明显移位畸形并散在分布数条亮线;图2b 所示为在经过金属镀膜、加速电压由15kV 降为10kV 后同一观察部位图像.图像畸形与亮线已全部消除.图2 样品荷电效应2 损伤扫描电子显微镜观测时,样品可能受到的损伤有(1)真空损伤.生物样品从大气中放入真空中时,就会产生真空损伤,主要是由于样品干燥引起的.(2)电子束损伤电子束的能量引起照射点的局部加热、化学结合的破坏等,造成样品的破裂或局部漂移.减少损伤常用方法有(1)临界点干燥法.此法能快速干燥样品,减少样品收缩变形.(2)降低加速电压及较小电子束流.(3)加厚喷镀金属膜.图3所示为沙虫卵细胞膜在加速电压为15kV ,电流在110mA 时,由于电子束的能量引起照射点的局部加热导致细胞膜表面膨胀破坏,可见图像中部一巨大隆起;图4则为将加速电压由15kV 降为10kV ,电流降为60mA ,减少同一部位观测时间后,卵细胞膜真实的表面形态. 图3 样品局部受热导致膨胀 图4 样品图像原貌421湛江师范学院学报(自然科学) 第26卷3 边缘效应样品表面凹凸变化大的边缘区域,二次电子散射区域与样品表面接近的面积增大,结果使边缘区域二次电子发射异常地增加.在图像中这些区域特别亮,造成不自然地反差,称为“边缘效应”.这虽然并非由于操作引起地图像缺陷,但可通过适当地操作尽量减少.主要方法是降低加速电压,这可以使边缘效应相对减轻.图5所示为纳米复合材料冲击断口的图像,可见由于断口表面高低不平,边缘区域由于二次电子发射异常增加导致样品边缘异常增亮,无法显示出样品细节;图6为将加速电压由15kV 降低为5kV 后的图像,边缘效应明显减轻,但未能完全消除. 图5 样品边缘异常增亮 图6 样品边缘效应减轻4 结束语荷电效应、损伤、边缘效应为扫描电子显微镜图像常见的图像缺陷,这些缺陷一些是人为因素产生,一些则是由于扫描电子显微镜成像原理而不可避免产生,但我们都能通过一定的方法,如导电法、降低电压法、快速观测法等等而消除或减少图像缺陷的产生.在实际操作中,对于不同的图像缺陷,要灵活采用各种不同的方法,反复实验,并总结、分析各种方法的优劣,才能拍摄出更好、更真实的图片.参考文献:[1]陈长绮,朱 武.环境扫描电子显微镜真空系统特点及成像系统分析[J ].真空与低温,2001,7(2):122-124.[2]干蜀毅.常规扫描电子显微镜的特点和发展[J ].分析仪器,2000,(1):50-53.[3]李 伟.扫描电子显微镜及其分析技术简介[J ].山东电力技术,1996,(2):34-36.[4]孙 珊.扫描电子显微镜和原子力显微镜表面观测的互补技术[J ].矿冶,2004,13(3):95-97.Defeds and Improvesent of Im ages from ScanningE lectronic MicroscopeT ANG X iao -shan ,QU Ju -lan(Department of Scanning E lectron M icroscopy ,Zhanjiang N ormal C ollege ,Zhanjiang ,G uangdong 524048,China )Abstract :We discuss the defeds of the images of the Scanning Electronic Microscope ,including elec 2tric charge effect ,damage ,edge effect ,analyze the reas ons for the defects and suggest s ome s olutions.K ey w ords :scanning electron microscope ;electric charge effect ;Damnify ;Edge E ffect 521第3期 唐晓山等:常见扫描电子显微镜图像的缺陷和解决方法。
电子显微镜图像处理方法探讨
电子显微镜图像处理方法探讨【引言】电子显微镜（Electron Microscope，简称EM）是一种利用电子束来放大和观察微观物体的仪器。
相较于传统光学显微镜，电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，在无法用光学显微镜观察的微小结构上具有重要的应用价值。
然而，电子显微镜所产生的图像往往有噪点、伪影等不完美之处，因此图像处理方法在电子显微镜技术中起到至关重要的作用。
【图像增强】图像增强是电子显微镜图像处理的核心任务之一，其目的是改善图像的质量和清晰度，使得细节更加明确可见。
常用的图像增强方法包括灰度拉伸、中值滤波、直方图均衡化等。
- 灰度拉伸是通过线性变换来扩展图像的灰度范围，使得图像上的细节更加丰富。
它通过将图像的最低灰度值映射到最小的可显示灰度值，将最高灰度值映射到最大的可显示灰度值，从而增强图像的对比度和细节。
- 中值滤波是一种常用的平滑滤波方法，通过计算像素周围邻域的中值来替代原像素值。
它能够有效地去除图像中的噪声和伪影，并保持图像边缘的清晰度。
- 直方图均衡化是一种通过变换图像的像素灰度分布来增强图像对比度的方法。
它能够显著改善图像的整体亮度分布，使得图像细节更加鲜明。
【图像分割】图像分割是将图像划分为具有相似属性的区域的过程，常用于目标检测、图像分析和量化等领域。
电子显微镜图像分割的目标在于将微观结构从背景中准确提取出来，并进行精确的定量分析。
常用的图像分割方法包括阈值分割、区域生长和边缘检测等。
- 阈值分割是最简单常用的图像分割方法之一，它将图像中的像素根据其灰度值与给定阈值的大小关系划分到不同的区域。
通过选择合适的阈值，可以有效地将前景目标与背景分开。
- 区域生长是一种基于像素相似度的图像分割方法，它从具有相似属性的种子像素开始，逐渐将相邻的像素合并到同一区域，直到满足预设的停止条件。
区域生长方法适用于具有连续性的目标分割。
- 边缘检测是通过识别图像中明显的灰度变化或其他特征来确定物体的边界。
扫描电子显微镜图像系统改造方法
扫描电子显微镜图像系统改造方法扫描电子显微镜是观察物质微观表面形貌的主要工具，它主要由真空系统、电子光学系统、图像系统和控制系统组成。
现代扫描电子显微镜图像显示系统和控制系统都已经实现PC控制下的数字化，同时增加了图像处理功能，能够容易的与通用软件相结合，方便编辑报告、论文和信息传送。
对于早期模拟图像系统和专用计算机控制的数字图像系统的扫描电子显微镜可以通过外接计算机图像采集系统实现模拟图像数字化，或图像系统数字化。
什么是模拟图像数字化？就是将获取的图像模拟信号经过模数转换器（ADC）变成数据输入到计算机中存储、显示和处理。
根据这种原理制成的图像系统，就是我们常说的被动式图像系统。
其优点：采集卡电路简单，价格便宜。
缺点：安装、调试困难，因为它需要和扫描电子显微镜的扫描系统同步，所以要改变原扫描电子显微镜内部电路，稍不小心就会造成事故，给扫描电子显微镜带来硬伤。
另外，由于不能和扫描电子显微镜扫描真正同步，采集到的图像变形，最为明显的是圆变为椭圆，同时不能实时处理，只有将采集到的图像存储以后进行处理，才可以输出。
什么是图像系统数字化？用数字扫描系统替代模拟扫描系统，由此获取的图像信号数据，完全对应电子束扫描点上的样品信息，图像显示分辨率对应电子束在样品上扫描过的行和列的点数，图像扫描和图像显示全数字化。
需要说明的是现代数字扫描电子显微镜自定义分辨率值为：1024×1024，这是一个最佳值（从采集速度和分辨率两方面考虑），这和被动式图像系统所谓的图像分辨率不是一个概念。
我们称这样的系统为主动式图像系统，国外升级扫描电子显微镜也是采用此种方法。
其优点：图像质量高，速度快，不会产生图像变形等问题，安装简单，因为所有扫描电子显微镜都预留有外部图像控制接口，当外部控制信号到来时，内部扫描部分自动被旁路，显示部分被消隐，不需要改变任何内部电路结构。
缺点：采集卡电路复杂，成本高。
综述，以上介绍了两种扫描电子显微镜改造图像系统的方法，最主要的区别在于是“被动式图像系统”还是“主动式图像系统”上，其中主动式图像系统是近年来国际上普遍使用的，因为被动式图像系统是一种早期图像数字化过渡产品，所谓的图像分辨率实质上是模拟信号取样点数，并非数字图像分辨率，像质较差，而主动式图像系统标称的分辨率才真正是数字图像分辨率，可以有效提高图像质量。
扫描电子显微镜图像漂移的实时矫正方法
DOI: 10.12086/oee.2018.180198扫描电子显微镜图像漂移的实时矫正方法徐 伟1，谷森1，储成智1，靳振伟1，汝长海1,2*1苏州大学机器人与微系统研究中心，江苏苏州 215021；2苏州纳米科技协同创新中心，江苏苏州 215021摘要：为解决扫描电子显微镜(SEM)由于电子束漂移、电磁干扰等原因导致的图像漂移问题，提出基于ORB结合PROSAC的图像漂移矫正算法。
首先采用ORB算法对基准图像和实时图像进行特征检测，然后利用汉明距离与交叉匹配实现特征的初匹配，再结合RANSAC的优化算法PROSAC计算帧间的单应矩阵，利用单应矩阵映射剔除外点后重新迭代计算出最终的精确单应矩阵，最后利用单应矩阵的透视变换实现SEM图像漂移实时矫正。
通过实验证明，该算法不仅精度高，而且能够满足SEM实时处理的要求。
关键词：扫描电子显微镜；图像漂移；单应矩阵；矫正中图分类号：O436.3；TP391 文献标志码：A引用格式：徐伟，谷森，储成智，等. 扫描电子显微镜图像漂移的实时矫正方法[J]. 光电工程，2018，45(12): 180198 Real-time correction of image drift in scanning electron microscopeXu Wei1, Gu Sen1, Chu Chengzhi1, Jin Zhenwei1, Ru Changhai1,2*1Robotics and Microsystems Center of Soochow University, Suzhou, Jiangsu 215021, China;2Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Suzhou, Jiangsu 215021, ChinaAbstract: In order to solve the problem of imaging drift in scanning electron microscope (SEM) that caused by electron beam drift, electromagnetic interference and other reasons, an image shift correction algorithm based on ORB (oriented FAST and rotated BRIEF) combing the PROSAC (progressive sample consensus) is proposed in this paper. Firstly, the ORB algorithm is used to detect the feature between the reference image and real-time image. Then the initial matching of the feature is implemented by using the Hamming distance and cross-matching. More-over, the RANSAN (random sample consensus) optimization algorithm PROSAC is used to calculate the homogra-phy matrix between frames and the final exact homography matrix is re-iterated after eliminating exterior point. Fi-nally, the SEM image drift is corrected in real time using the perspective transformation of the homography matrix. The experiments show that the proposed algorithm is high precision and satisfies the requirement of SEM real-time processing.Keywords: scanning electron microscopy; imaging drift; homography matrix; correctionCitation: Xu W, Gu S, Chu C Z, et al. Real-time correction of image drift in scanning electron microscope[J]. Op-to-Electronic Engineering, 2018, 45(12): 180198——————————————————收稿日期：2018-04-17；收到修改稿日期：2018-05-16基金项目：国家自然科学基金资助项目(61774107)作者简介：徐伟(1994-)，男，硕士研究生，主要从事图像处理技术的研究。
扫描电子显微镜技术的使用方法与技巧
扫描电子显微镜技术的使用方法与技巧扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）作为一种非常强大的科学研究工具，在生物学、材料科学、纳米技术等领域都得到了广泛的应用。
本文将介绍扫描电子显微镜技术的使用方法与技巧，帮助读者更好地理解和应用这一先进的技术。
一、原理概述扫描电子显微镜通过发射出高能电子束照射样本表面，并测量样本表面反射的电子信号来实现对样品的观察和分析。
与光学显微镜相比，扫描电子显微镜具有更高的放大倍数和更好的分辨率，使得细小结构和样品表面形貌得以清晰可见。
二、样品制备在使用扫描电子显微镜之前，首先需要将样品进行适当的制备处理。
不同的样品可能需要不同的制备方法，下面以常见的生物组织样品为例进行介绍。
1. 固定和固化：对于生物组织样品，通常需要使用一些化学物质进行固定，以防止样品变形和腐败。
常用的固定剂包括冷冻甲醛、乙醛和洗涤液等。
固定后，样品需要进行固化，通常使用环氧树脂或冷冻干燥等方法。
2. 切片：之后，需要使用超薄切片机将固定和固化后的样品切割成薄片。
切片要求非常薄，一般在50-100 nm之间。
3. 上膜：切割好的样品薄片需要粘贴在导电载体上，常见的载体有导电胶带或碳薄膜。
上膜过程中需要注意避免气泡和脏污。
三、仪器操作1. 样品装入和真空抽取：准备好的样品载体需要被正确地装入到扫描电子显微镜的样品台上，并确保样品与电子束之间有足够的距离。
2. 参数设定：在开始观察之前，需要根据样品的特性和所需观察的目的进行一些参数的设定。
如加速电压、工作距离和探针电流等。
这些参数的选择需要根据具体的样品类型和所需观察的目的来确定。
3. 对焦和调节：通过调节显微镜的对焦装置和样品台的三维移动装置，将电子束对准样品表面，并使其形成清晰的像。
同时，还需要通过调节探针电感补偿装置，以保持较高的分辨率。
四、图像获取与分析1. 图像获取：当样品合适地装载在扫描电子显微镜中后，可以开始进行图像获取。
场发射扫描电子显微镜实验操作
场发射扫描电子显微镜实验操作扫描电子显微镜（SEM）是一种能够获得高分辨率表面形貌信息的重要工具。
在实验室中，我们经常会使用场发射扫描电子显微镜来观察样品的微观结构和形貌。
本文将介绍场发射扫描电子显微镜的实验操作步骤。
实验准备在进行场发射扫描电子显微镜实验之前，我们需要进行一些准备工作。
首先，确保实验室环境干净整洁，以避免样品受到污染。
其次，检查扫描电子显微镜设备，确保设备正常工作。
最后，准备好待观察的样品，并确保样品表面平整干净。
样品处理与加载处理样品是进行场发射扫描电子显微镜实验的关键步骤。
首先，将待观察的样品切割成适当大小，并利用相关方法处理表面以去除可能的杂质。
然后，将样品加载到扫描电子显微镜样品台上，并使用夹具固定样品。
参数设置在进行扫描电子显微镜实验前，需要设置合适的参数以获得清晰的显微结构图像。
首先，调整加速电压和工作距离，以适应待观察样品的性质和尺寸。
其次，设置扫描速度和倍率，以获得所需的图像分辨率。
最后，根据需要选择不同的检测模式和滤波器。
图像获取与分析当参数设置完成后，可以开始进行样品的图像获取。
通过扫描电子束对样品进行成像，获得样品表面的细微结构信息。
在获取图像后，可以利用相应软件对图像进行分析，包括测量尺寸、分析形貌等。
同时，可以记录图像和相应数据以备后续分析。
结束实验与维护实验结束后，及时关闭扫描电子显微镜设备，并对设备进行清洁和维护。
将样品从样品台取下，妥善保存或处理。
同时，整理实验记录和数据，保留有关信息以备后续参考。
通过以上步骤，我们可以完成一次成功的场发射扫描电子显微镜实验操作。
这不仅可以帮助我们深入了解材料的微观结构和形貌，还可以为科学研究和工程应用提供重要参考。
希望本文对您进行场发射扫描电子显微镜实验操作有所帮助。
摄像电子显微镜实时图像处理与标记算法研究
摄像电子显微镜实时图像处理与标记算法研究摄像电子显微镜（Camera Electronic Microscope，CEM）是一种利用数字摄像技术与电子显微技术相结合的现代化显微镜。
摄像电子显微镜通过摄像头采集样品的图像，并通过电子显微镜的增大倍数，将样品内部的微观结构清晰地呈现在显示屏上。
然而，由于样品图像的复杂性和噪声的存在，摄像电子显微镜图像处理与标记算法研究具有重要意义。
实时图像处理是摄像电子显微镜的核心技术之一。
摄像电子显微镜采集的图像通常具有较高的分辨率和复杂的细节，因此需要对图像进行处理，以增强其细节和对比度，使得用户能够更好地观察和分析样品的微观结构。
实时图像处理算法通常包括以下步骤：首先，进行图像预处理，包括去噪、增强对比度、调整亮度等。
去噪是图像处理的首要任务之一，因为图像采集过程中可能会引入各种噪声，如高斯噪声、椒盐噪声等。
常用的去噪算法有均值滤波、中值滤波和小波变换等。
增强对比度可以通过直方图均衡化、自适应直方图均衡化等方法实现，以提高图像的视觉效果。
其次，进行图像分割，将图像分为不同的区域或物体。
图像分割是图像处理中的关键步骤，对于后续的图像分析和特征提取具有重要意义。
常见的图像分割算法有阈值分割、边缘检测和区域生长等。
在摄像电子显微镜中，图像分割可以帮助将感兴趣的结构从背景中提取出来，以便更好地观察和分析。
然后，进行图像特征提取，提取图像中具有代表性的特征。
图像特征可以是形状、纹理、颜色等，在摄像电子显微镜领域，常见的特征包括边缘、角点、纹理等。
最后，根据特定应用的需求，进行图像标记或分类。
图像标记可以在图像上标出感兴趣的区域或物体，提供更直观的视觉信息。
图像分类可以根据一定的规则和特征对图像进行分类，以实现自动化分析。
图像标记和分类通常通过机器学习和模式识别方法实现，如支持向量机、神经网络等。
摄像电子显微镜实时图像处理与标记算法的研究不仅可应用于生物学领域，如细胞分析和病理学研究，还可以用于材料科学、纳米技术等领域。
基于图像配准的扫描电镜图像误差校正
基于图像配准的扫描电镜图像误差校正林玉玲;韩国强【摘要】Scanning electron microscopy (SEM) is an important equipment to characterize dimension and morphology of nanomaterials.For SEM images,the image distortion is easily produced under the influence of external surroundings.In order to correct the image error,a method for SEM image distortion elimination based on image registration is suggested.The feature-based image registration technique is adopted in the method.The Speeded up robust features (SURF) algorithm is used for feature point extraction and vector description.Then the image transformation model of spatial distortion is established.Thereby the true image can be restored.Experimental results show that this method can be used to effectively correct SEM image error,and improve the measurement accuracy of the scanning electron microscopy.%扫描电子显微镜(SEM)是表征纳米材料和纳米结构的重要测量仪器.扫描电镜在环境的影响下会产生图像失真,尤其在微纳尺度范围内会产生较大的测量误差.为了修正SEM图像的测量误差,提出基于图像配准的图像误差校正方法.该方法采用基于特征属性的图像配准技术,通过加速稳健特征算法提取图像特征点并构造描述矢量,建立失真图像的空间变换模型,从而恢复样品的真实图像.实验证明该方法能够有效地校正扫描电镜图像,提高样品形貌观测的准确性和精度.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】4页(P96-99)【关键词】扫描电镜;观测精度;图像配准;SURF算法;误差校正【作者】林玉玲;韩国强【作者单位】福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350116;福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350116【正文语种】中文【中图分类】TP391.41扫描电子显微镜(SEM)具有纳米级高分辨率，它利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，广泛应用于纳米材料的形貌观察和尺寸检测[1]。
扫描电子显微镜的图像处理技术研究
扫描电子显微镜的图像处理技术研究概述扫描电子显微镜（SEM）是一种常用于材料科学、生命科学、纳米科学等领域的高分辨率显微技术。
其优点在于可以获得高分辨率的图像，同时还可以进行化学成分分析、形貌分析等。
然而，SEM采集到的图像通常存在一定的噪声和伪影，这就需要对其进行图像处理，以得到更为准确的信息。
本文将重点介绍SEM图像处理技术。
图像预处理SEM采集的图像往往存在一些问题，如伪影、噪声、图像失真等。
为了获得更好的图像质量，需要进行图像预处理。
图像预处理包括噪声去除、伪影消除、图像增强等。
噪声去除SEM图像中噪声主要来源于电子束的不稳定性和材料本身的表面微观结构。
常用的噪声去除方法有中值滤波、高斯滤波、小波变换等。
其中，小波变换可以同时进行滤波和小波包分解，能够更好地删除噪声。
伪影消除SEM图像中的伪影可由不正确的工作距离、扫描电子束强度等因素引起。
常用的伪影消除方法是多种方法的组合，如空洞填充、线性函数矫正、灰度梯度校正等。
图像增强图像增强可以使图像中的细节更加明显、清晰，提高图像质量。
常见的图像增强方法包括灰度转换、直方图均衡化、小波变换等。
形貌分析形貌分析是SEM图像处理中的一个主要应用，其应用广泛，如场发射显示器技术、纳米材料等。
形貌分析主要通过二维和三维形貌几何参数的计算和分析来描述图像中物体的形状和大小。
常用的形貌参数包括表面粗糙度、孔洞面积、孔洞大小和颗粒直径等。
其他应用除了形貌分析，SEM图像处理还具有其他应用，如材料成分分析、断层分析、晶体结构分析等。
这些应用涉及到SEM图像中存在的其他信息，如X射线能谱、断层等。
结论SEM图像处理技术是SEM应用中不可或缺的一部分，它可以提高图像的质量，使得图像中的信息更加精确。
随着SEM技术的发展和需求的增加，SEM图像处理技术也不断发展和完善。
未来，SEM图像处理技术将越来越广泛应用于各个领域。
012扫描电子显微镜操作规程
012扫描电子显微镜操作规程扫描电子显微镜（SEM）是一种非常强大的显微镜，可以提供高分辨率的表面图像。
为了确保SEM的正确操作和保持仪器的性能，以下是SEM 的操作规程：1.准备工作-首先，检查SEM仪器，确保所有部件都正常工作，并且真空系统正常工作。
-打开SEM软件，并设置所需的参数，例如加速电压、工作距离、探测器类型等。
-准备样品，确保样品是干燥的，卫星，引线等应该被裁剪掉，以免影响SEM的像质。
2.开始操作-打开真空系统，等待真空度达到所需的数值。
-将样品安装在样品台上，并用导电胶或导电碳粉将样品固定在样品台上。
-将样品台放入SEM仪器，然后封闭仪器的门，开始真空抽气。
-在真空达到所需数值后，调整加速电压和工作距离，直到获得清晰的图像。
-调整探测器和信号放大器以获得最佳的信号对噪声比。
-通过移动样品台或调整光斑位置来选择不同的观察区域。
3.结束操作-在使用完SEM后，关闭真空系统，并将所有参数恢复到默认设置。
-将样品台从SEM仪器中取出，并将样品从样品台上取下。
-清洁样品台和SEM仪器，确保仪器干净并存放在适当的位置上。
-记录SEM操作的所有参数和图像，以备后续分析和比较。
4.安全注意事项-在使用SEM时，应穿戴适当的个人防护装备，如实验服、手套和护目镜。
-不要在不了解SEM仪器操作规程的情况下使用SEM，以免造成设备损坏或人身伤害。
-在使用SEM时，不要将手指或其他物体放入SEM仪器中，以免危及人身安全。
总之，正确操作SEM仪器是非常重要的，不仅可以确保SEM仪器的正常运行，还可以获得高质量的表面图像。
遵循以上SEM操作规程并注意安全事项，可以提高SEM操作的效率和安全性。
物理实验技术中的扫描电子显微镜使用技巧
物理实验技术中的扫描电子显微镜使用技巧扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种重要的物理实验技术，被广泛应用于材料科学、生物医药、化学以及纳米技术领域。
它通过利用电子束与样品相互作用的原理，可以观察到高分辨率、高放大倍数下的样品表面形貌和表面组成。
然而，SEM的使用并不仅仅是安装好设备就能开始观察样品的过程，下面，我将分享一些在SEM使用中的技巧和注意事项。
首先，正确操作设备非常重要。
在启动SEM之前，需要先检查设备的各个部件是否正常工作，包括电子束的对准、真空系统和检测器等。
特别是对于真空系统，确保其良好的密封是保证SEM正常运行的关键。
在样品加载之前，需要先开启真空泵以排除系统内的气体。
同时，检查电子枪和漏斗是否正确对准，这样可以保证电子束的准确聚焦以及向样品表面的正确定位。
其次，样品的准备也是影响SEM结果的关键因素之一。
在样品放置之前，需要注意样品的尺寸和形态，以保证SEM的可观测区域能够容纳样品，并且不会产生遮挡或信号质量下降的问题。
对于材料样品，常常需要先制备成固定形状，以便在SEM中更好地观察。
一般情况下，首先将样品进行表面处理，如去除杂质、平整表面等。
接下来，可以选择一些导电性良好的涂层材料，如金、铂等，使样品具备良好的导电性，以便电子束的扫描和检测信号的获取。
在SEM观察过程中，需要注意调整加速电压和曝光时间。
加速电压是指电子束在加速的过程中所受到的电场力作用，它会对SEM观察结果产生重要影响。
一般情况下，较低的加速电压可以提供更高的表面分辨率，但会牺牲透射能力。
因此，在实验中需要权衡二者之间的关系，选择适当的加速电压。
曝光时间则决定了样品在电子束扫描下接受的电子数量，过长或过短的曝光时间都可能导致图像质量下降。
因此，在每次观察之前，需要对曝光时间进行优化，以获取高质量的SEM图像。
此外，在SEM使用过程中，需要注意减少样品受到的辐射损伤。
一种基于图像处理算法的显微镜样品漂移矫正方法[发明专利]
![一种基于图像处理算法的显微镜样品漂移矫正方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/92737df7370cba1aa8114431b90d6c85ec3a8875.png)
专利名称：一种基于图像处理算法的显微镜样品漂移矫正方法专利类型：发明专利
发明人：国洪轩,姚家豪,孙立涛
申请号：CN202210329018.0
申请日：20220330
公开号：CN114627028A
公开日：
20220614
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种基于图像处理算法的显微镜影像漂移的矫正方法，涉及显微镜影像漂移矫正领域，包括：采用深度学习中的语义分割将显微镜影像分割为前景与背景两种像素，去除显微镜影像中噪声以及像素变化带来的影响；基于特征检测算法对显微镜影像第一帧进行特征提取，选取一定量的特征点；基于光流算法计算每一帧中特征点的速度场并估计特征点在下一帧中的位置；确定特征点在每一帧中的位置后计算每一帧相对第一帧的漂移距离；基于线性插值算法，根据漂移距离对显微镜图像进行漂移矫正。
申请人：东南大学
地址：211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
国籍：CN
代理机构：南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：任志艳
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光电工程
Article
2018 年，第 45 卷，第 12 期
DOI: 10.12086/oee.2018.180198
扫描电子显微镜图像漂移的 实时矫正方法
徐 伟 1，谷 森 1，储成智 1，靳振伟 1，汝长海 1,2*
1 苏州大学机器人与微系统研究中心，江苏 苏州 215021； 2 苏州纳米科技协同创新中心，江苏 苏州 215021
—————————————————— 收稿日期：2018-04-17； 收到修改稿日期：2018-05-16 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61774107) 作者简介：徐伟(1994-)，男，硕士研究生，主要从事图像处理技术的研究。E-mail：754464689@ 通信作者：汝长海(1976-)，男，博士后，教授，主要从事微纳自动化的研究。E-mail：rzh@
180198-1
光电工程 DOI: 10.12086/oee.2018.180198
1引言
随着纳米科学的发展，新的纳米材料及其卓越性 能不断被人们发现和认识，并显示了非常广阔的应用 前景[1]。扫描电子显微镜(scanning electron microscope， SEM)作为微观形貌观察和显微结构分析的大型分析 仪器，已广泛应用于纳米材料尺寸的精确测量、性能 表征以及材料的 3D 形貌恢复。此外，利用 SEM 图像 作为视觉传感器，为自动化纳米操作的发展提供了极 大的帮助，如 IC 芯片的自动检测[2]、纳米线的自动拾 取[3]以及四探针自动测量纳米线阻抗特性[4]，将人类从 繁琐的手动纳米操作中解放出来，极大地提高了工作 效率。
摘要：为解决扫描电子显微镜(SEM)由于电子束漂移、电磁干扰等原因导致的图像漂移问题，提出基于 ORB 结合
PROSAC 的图像漂移矫正算法。首先采用 ORB 算法对基准图像和实时图像进行特征检测，然后利用汉明距离与交叉
匹配实现特征的初匹配，再结合 RANSAC 的优化算法 PROSAC 计算帧间的单应矩阵，利用单应矩阵映射剔除外点后
重新迭代计算出最终的精确单应矩阵，最后利用单应矩阵的透视变换实现 SEM来自图像漂移实时矫正。通过实验证明，该
算法不仅精度高，而且能够满足 SEM 实时处理的要求。
关键词：扫描电子显微镜；图像漂移；单应矩阵；矫正
中图分类号：O436.3；TP391
文献标志码：A
引用格式：徐伟，谷森，储成智，等. 扫描电子显微镜图像漂移的实时矫正方法[J]. 光电工程，2018，45(12): 180198
Abstract: In order to solve the problem of imaging drift in scanning electron microscope (SEM) that caused by electron beam drift, electromagnetic interference and other reasons, an image shift correction algorithm based on ORB (oriented FAST and rotated BRIEF) combing the PROSAC (progressive sample consensus) is proposed in this paper. Firstly, the ORB algorithm is used to detect the feature between the reference image and real-time image. Then the initial matching of the feature is implemented by using the Hamming distance and cross-matching. Moreover, the RANSAN (random sample consensus) optimization algorithm PROSAC is used to calculate the homography matrix between frames and the final exact homography matrix is re-iterated after eliminating exterior point. Finally, the SEM image drift is corrected in real time using the perspective transformation of the homography matrix. The experiments show that the proposed algorithm is high precision and satisfies the requirement of SEM real-time processing. Keywords: scanning electron microscopy; imaging drift; homography matrix; correction Citation: Xu W, Gu S, Chu C Z, et al. Real-time correction of image drift in scanning electron microscope[J]. Opto-Electronic Engineering, 2018, 45(12): 180198
Real-time correction of image drift in scanning electron microscope
Xu Wei1, Gu Sen1, Chu Chengzhi1, Jin Zhenwei1, Ru Changhai1,2*
1Robotics and Microsystems Center of Soochow University, Suzhou, Jiangsu 215021, China; 2Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Suzhou, Jiangsu 215021, China