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掃描電子顯微鏡圖像係統改造方法 日期:2016.11.24

掃描電子顯微鏡是觀察物質微觀表麵形貌的主要工具,它主要由真空係統、電子光學係統、圖像係統和控製係統組成。現代掃描電子顯微鏡圖像顯示係統和控製係統都已經實現PC控製下的數字化,同時增加了圖像處理功能,能夠容易的與通用軟件相結合,方便編輯報告、論文和信息傳送。

對於早期模擬圖像係統和專用計算機控製的數字圖像係統的掃描電子顯微鏡可以通過外接計算機圖像采集係統實現模擬圖像數字化,或圖像係統數字化。什麽是模擬圖像數字化?就是將獲取的圖像模擬信號經過模數轉換器(ADC)變成數據輸入到計算機中存儲、顯示和處理。根據這種原理製成的圖像係統,就是我們常說的被動式圖像係統。其優點:采集卡電路簡單,價格便宜。缺點:安裝、調試困難,因為它需要和掃描電子顯微鏡的掃描係統同步,所以要改變原掃描電子顯微鏡內部電路,稍不小心就會造成事故,給掃描電子顯微鏡帶來硬傷。另外,由於不能和掃描電子顯微鏡掃描真正同步,采集到的圖像變形,最為明顯的是圓變為橢圓,同時不能實時處理,隻有將采集到的圖像存儲以後進行處理,才可以輸出。

什麽是圖像係統數字化?用數字掃描係統替代模擬掃描係統,由此獲取的圖像信號數據,完全對應電子束掃描點上的樣品信息,圖像顯示分辨率對應電子束在樣品上掃描過的行和列的點數,圖像掃描和圖像顯示全數字化。需要說明的是現代數字掃描電子顯微鏡自定義分辨率值為:1024×1024,這是一個最佳值(從采集速度和分辨率兩方麵考慮),這和被動式圖像係統所謂的圖像分辨率不是一個概念。我們稱這樣的係統為主動式圖像係統,國外升級掃描電子顯微鏡也是采用此種方法。其優點:圖像質量高,速度快,不會產生圖像變形等問題,安裝簡單,因為所有掃描電子顯微鏡都預留有外部圖像控製接口,當外部控製信號到來時,內部掃描部分自動被旁路,顯示部分被消隱,不需要改變任何內部電路結構。缺點:采集卡電路複雜,成本高。

綜述,以上介紹了兩種掃描電子顯微鏡改造圖像係統的方法,最主要的區別在於是還是上,其中主動式圖像係統是近年來國際上普遍使用的,因為被動式圖像係統是一種早期圖像數字化過渡產品,所謂的圖像分辨率實質上是模擬信號取樣點數,並非數字圖像分辨率,像質較差,而主動式圖像係統標稱的分辨率才真正是數字圖像分辨率,可以有效提高圖像質量。

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