[发明专利]提高样品切片的扫描成像在Z轴方向上分辨率方法及系统

权利要求书

1.一种提高样品切片扫描图像在Z轴方向上的分辨率方法，其特征在于，包括：

通过设置扫描电子显微镜的入射电子束电压，对样品切片进行不同入射能量的背散射电子成像，获得位于所述样品切片内的不同深度处的初始扫描图像；

通过主成分分析方法对各所述初始扫描图像进行处理，获得与所述样品切片内的不同深度处相对应的优化扫描图像；

分别对各所述优化扫描图像进行对比度调整和滤波处理，以提高所述优化扫描图像的图像质量、以及所述优化扫描图像在Z轴方向上分辨率。

2.根据权利要求1所述的一种提高样品切片扫描图像在Z轴方向上的分辨率方法，其特征在于，在通过设置扫描电子显微镜的入射电子束电压，对样品切片进行不同入射能量的背散射电子成像，获得位于所述样品切片内的不同深度处的初始扫描图像时，包括：

通过对待参照的连续切片的厚度的记录以及对所述样品切片在Z轴方向上分辨率的预设，分别计算在所述样品切片内与所述待参照的连续切片的厚度一致的深度处在不同分辨率要求下，对应进行背散射电子成像所需的入射电子束电压；

通过对所述样品切片的成像位置进行标定，获得所述成像位置的坐标信息，并对所述坐标信息进行记录；

根据所述坐标信息将入射电子束定位到所述样品切片的成像位置上，利用不同入射电子束电压的入射电子束分别对所述样品切片进行背散射电子扫描，获得位于所述样品切片内不同深度处的初始扫描图像。

3.根据权利要求1所述的一种提高样品切片扫描图像在Z轴方向上的分辨率方法，其特征在于，在通过主成分分析方法对各所述初始扫描图像进行处理，获得与所述样品切片内的不同深度处相对应的优化扫描图像前，包括：

对各所述初始扫描图像进行相同的观察区域选择处理后，将所有所述初始扫描图像上的观察区域进行刚体对齐和伸缩对齐处理，使所有所述初始扫描图像上的观察区域完全对齐。

4.根据权利要求1所述的一种提高样品切片扫描图像在Z轴方向上的分辨率方法，其特征在于，在通过主成分分析方法对各所述初始扫描图像进行处理，获得与所述样品切片内的不同深度处相对应的优化扫描图像时，包括：

将各所述初始扫描图像转换为数值矢量后，通过主成分分析方法对各所述数值矢量进行主成分分析，得到与各所述数值矢量相应的权重矩阵；

通过所述权重矩阵分析出所述样品切片内的各深度处对应的结构信息对与此深度对应的样品切片的扫描成像贡献系数；

分别通过各所述初始扫描图像和与其相应的扫描成像贡献系数进行运算，推算所述样品切片内的各深度处对应的结构信息，获得与所述样品切片内的不同深度处相对应的优化扫描图像。

5.根据权利要求4所述的一种提高样品切片扫描图像在Z轴方向上的分辨率方法，其特征在于，在将各所述初始扫描图像转换为数值矢量后，通过主成分分析方法对各所述数值矢量进行主成分分析，得到与各所述数值矢量相应的权重矩阵时，包括：

将二维的各所述初始扫描图像转换为一维的数值矢量，获得与各所述初始扫描图像数据相关的矩阵X后，求出所述矩阵X的协方差矩阵S；

根据所述协方差矩阵S的特征值λi和特征向量Ui,组成变换矩阵T的求解特征方程(λi-S)U＝0；

将特征值λi按由小到大进行顺序排列,求出对应特征值λi的单位特征向量Ui后,以Ui为列构成所述权重矩阵；

其中，所述矩阵X为：

所述协方差矩阵S为:

l＝[1 1 … 1]_1×n

其中，在所述矩阵X中，m、n分别为各所述初始扫描图像上各个像素点的灰度值，每一行矢量表示位于所述样品切片内的不同深度处的一初始扫描图像；在所述协方差矩阵S中，

6.根据权利要求1所述的一种提高样品切片扫描图像在Z轴方向上的分辨率方法，其特征在于，在对各所述优化扫描图像进行对比度调整时，是通过对比度限制的自适应直方图均衡化方法对各所述优化扫描图像进行对比度调整。