| Растровый
электронный микроскоп МикроСкан МС-20 |
Видеоконтрольное
устройство (ВКУ): |
РАСТРОВОЕ
СКАНИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ |
Генерация
растра электронным пучком осуществляется со скоростями от
5 кадров в секунду (режим 512х512 точек), до 20 мин на кадр
при данном формате кадра. При формате 1024х1024 точек длительность
кадра увеличивается пропорционально числу точек в растре (т.е.
в 4 раза). При формате меньшем, чем 512х512 точек длительность
растра соотвественно уменьшается (режим работы в малом поле).
Сканирование осуществляется по 16-ти разрядной сетке (это
позволяет снимать изображения сверхвысокого разрешения), таким
образом достигается многократное цифровое зумирование и высокая
точность позиционирования луча. Сканирование происходит внешним
устройством (генератором разверток) в состав которого входит
RISC процессор, имеющим интерфейс с РС через LPT порт. Управление
параметрами разверток так же осущетсвляется через данный интерфейс.
Широкий набор скоростей сканирования (более 16 тысяч в расширенном
режиме) позволяют достигнуть оптимального качества при съемке
изображения.
МС_Скан содержит дискретный набор скоростей (15 штук), которые
выведены на переднюю панель окна Scan Control. Каждая скорость
отличается по умолчанию от соседней в 2 раза. Spin, что находится
под кнопками осуществляет сдвиг по скоростям. При этом в заголовке
окна изображения отображаются времена стояния луча в точке
(us), необходимое для осуществления одной строки растра (ms)
и всего кадра (s). CheckBox Net - осуществляет синхронизацию
строк растра по сетевому напряжению. В данном режиме каждая
строка растра будет начинаться синхронно с фазой сетевого
напряжения. Эта опция удобна для уменьшения наводок на изображении. |
Ряд
скоростей вынесен в виде пиктографических кнопок по нарастаниию
времени сканирования. |
Для
более точного изменения скорости нужно выбрать пункт меню
Image->Speed Exactly.
В этой секции можно задать более точно необходимую скорость.
Всего скоростей 16384. |
| МС_Скан
так же позволяет оператору изменить значение скоростей, задаваемых
кнопками Scan_X (где - X номер скорости). |
При
нажатии правой кнопки мыши на скроллере, задающим точно скорость
развертки, появится PopUp Menu, в котором происходит перенастройка
дискретных скоростей в панели Speed.
В данном случае текущая отображаемая скорость связывается
с выбранным пунктом меню. В скобках указаны значения скоростей
в относительных единицах, связанных с данной дискретной скоростью.
При выборе пункта By Default
происходит «сброс» набора скоростей и установка их в возрастающем
порядке. Все измененные параметры автоматически сохраняются
и при следющем запуске МС_Скан восстанавливаются. |
|
наверх |
ПОВОРОТ
ИЗОБРАЖЕНИЯ |
Поворот
растра осуществляется генератором разверток посредством пересчета
растра. Таким образом отпадает необходимость корректировать
поворот с помощью оптической системы микроскопа. Управление
поворотом осуществляется из ПО идущим в комплекте с МС_Скан.
Panel Scan Rotation – содержит инструмент поворота растра.
Точность задается градусами, минутами и секундами дуги. Диапазон
повопрота от -180 жо +180 градусов. Поворот на минуты и секунды
осуществляется внутри текущего градусного угла. |
| наверх |
УПРАВЛЕНИЕ
ЯРКОСТЬЮ И КОНТРАСТНОСТЬЮ |
Во
время работы система позволяет изменять яркость и контрастность
получаемого изображения с числом градаций равным 256. Контрастность
может меняться как за счет управления АЦП видеопроцессора
так и за счет управления ФЭУ. В первом варианте достаточно
иметь только VCU, во втором VCU+SEM System. Параметры яркости
и контрастности сохраняются при выходе из МС_Скан и восстанавливаются
при его последующем запуске. Так же выводится спектрограмма
изображения. По оси Х отложено значение ярксоти пиксела изображения
(0..255), а по оси Y число (0..255 - нормированное) их встречаемости
в изображении. По спектрограмме можно судить о уровне зашумленности,
контраста и яркости изображения. |
| наверх |
АВТОЯРКОСТЬ
И АВТОКОНТРАСТ |
Возможны
два режима автояркости и автоконтраста.
1. По линии, когда уровень автояркости и
автоконтраста выбирается по выбранной в МС_Скан строке растра
2. По всему полю, когда уровень автояркости
и автоконтраста выбирается по кадру целиком.
Автояркость по линии осуществляется выбором
опции меню Image->AutoBrightness(Line)
Автояркость по кадру осуществляется выбором опции меню Image->AutoBrightness(Field)
Автоконтраст по линии осуществляется выбором опции меню Image->AutoContast(Line)
Автоконтраст по кадру осуществляется выбором опции меню Image->AutoContast(Field)
В
данных режимах достигается оптимальное значение контраста
и яркости, что исключает необходимость устанавливать их вручную.
|
| наверх |
УВЕЛИЧЕНИЕ |
Увеличение
в МС_Скан можно менять двумя способами:
1) За счет масштабирования размаха растра
2) За счет уменьшение координатной сетки ADSP процессора
В первом случае происходит
трехступенчатое аналогове изменение величины растра на порядок
при каждом изменении.
Во втором - 16-ти ступенчатое изменение размера растра с помощью
ADSP.
Таким
образом в системе реализовано 48 градаций увеличений. Каждая
ступень измененеия растра с помощью ADSP может быть откалибрована
оператором в зависимости от того рабочего отрезка с которым
он работает. Все настройки увеличений автоматически сохраняются.
Так же МС_Скан позволяет работать в режим 2-х кратной и 4-х
кратной линзы. В этих режимах происходит уменьшение шага разрядной
сетки ADSP. Перемещая окно линзы по изображению можно более
детально рассмотреть изображение в различных местах. Из этого
режима так же можно сразу сохранить как основное изображение,
так и увеличенное.
Panel
Magnification
– содержит инструмент изменения увеличения, плавно (скроллером
16 позиций) и дискретно (тремя кнопками). В даном случае происходит
изменение амплитуд пилообразного напряжения генератора разверток
(ADSP процессор). Индикатор справа скроллера увеличения показывает
– введено ли калибровочное значение увеличения. Если зеленый,
то введено, если красный, то нет. Ввод калибровочного значения
осуществляется при нажатии кнопки <Scale>
|
| наверх |
УСРЕДНЕНИЕ |
При
работе с SEM может потребоваться необходимость усреднения
изображения. Данная функция может быть полезна для снижения
уровня шумов на быстрых развертках. Она достигается за счет
межкадровой интерполяции.
Panel Average Image
– математическое усреднение изображения. Скроллером задаются
значения межкадрового усредненеия. Чем больше число, тем больше
усреднение. Максимальное число усреднений - 15. |
| наверх |
МАЛОЕ
ПОЛЕ |
При
работе в режиме малого поля достигается растирования части
изображения со скоростью установленной в МС_Скан. Так как
размер поля меньше размера всего кадра, то скокрость обновления
выбранной области становится выше скорости обновления всего
кадра во столько раз во сколько меньше его площать по сравнению
с площадью кадра. Инструмент малого поля легко перемещается
по полю кадра и меняет свои размеры.
Работа в режиме малого поля осуществляется нажатием кнопки
Selected. На
поле изображения появится панель, которую можно перемещать
по изображению. Синхронно с этим будет перемещаться растр
в колонне микроскопа по образцу. При нажатии правой кнопки
мыши на данной панели появится меню со списком из которого
можно выбрать размер данной области в пикселях. |
| наверх |
НАЛОЖЕНИЕ
ИЗОБРАЖЕНИЙ |
При
работе с SEM может потребоваться необходимость наложения одного
изображения на другое. МС_Скан позволяет это сделать.
Данная опция позволяет запонимить текущий кадр в отдельном
окне. При измененеии размеров этого окна происходит плавное
пропорциоанльное масштабирование зафиксированного изображения.
Окно фиксированного изображения содержит скроллер прозрачности
и CheckBox Interception.
С помощью их допускается наложение зафиксированного изображения
с обновляемым с нужным коэффициентом прозрачности. Два наложенных
изображения можно сохранить на диск, произвести его фильтрацию,
вывод в 3D. |
| наверх |
ЭКРАННОЕ
УВЕЛИЧЕНИЕ |
При
выборе опции меню Image->Screen
Zoom происходит отображение изображение смасштабирование
в отдельном окне. Данная функция полезна для работы с изображением
в случае выского разрешения экрана. Она позволяет рассмотреть
обновляемое изображение более крупно. При изменении размеров
окна масштабируемого зображения так же меняется (без изменнений
пропорций) его размер. |
| наверх |
РЕЖИМ
СКАНИРОВАНИЯ ПО ЛИНИИ |
МС_Скан
позволяет осуществлять сканирование по одной линии. Положение
линии растра выбирается оператором. В этом режиме появляется
дополнительное окно, в котором отоборажается обновляемый профиль.
Ширина профиля равна ширие основного изображения. Скорость
перемещения луча в данном режиме совпадает со сокростью перемещения
луча по всему растру и так же может изменяться теми же инструментами,
что и скорость растрирования всего изображения.
|
 |
Profile
->Save To Image – позволяет сохранить данный
профиль в виде растрового изображения (JPEG, BMP).
Profile ->Save To DAT
– позволяет сохранить данный профиль в виде ASCII файла. (Формат
данных совместим с форматом программы Grapher).
Profile->Commentary
– позволяет вводить комментарии в растровое изображения профиля.
(Комментарий вводится внизу на своем фоне).
Profile->Averaging
– позволяет осуществлять математическое усреднение данного
профиля. В появившейся панели скроллером задается число усреднений
(чем выше число тем сильнее усреднение).
Profile ->Stop Averaging
– отменяет режим усреднения профиля. |
| наверх |
ИЗМЕРЕНИЕ
РАССТОЯНИЙ |
МС_Скан
позволяет осуществлять измерение от точки до точки изображения.
В данном случае происходит отображение линии отрезка на изображения
от начального зафиксированного положении до произволного конечного.
В этом режиме автоматически открывается окно с отображаемым
профилем. Ширина окна автоматически меняется при изменении
длины отрезка. В служебной строке и на самом изображении отображается
замеренная дистанция в микронах. Длина определеяется корректно
если данное увеличение предварительно было откалибровано оператором.
При сохранении изображения на диск будет сохранена вся информация,
содержащаяся в изображении (дистанционная метка и проекция
измеренного профиля). |
| наверх |
ДВУМЕРНЫЕ
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ (IMAGE PROCESSING) |
В
МС_Скан заложены инструменты математической обработки изображений,
как в ходе растрирования (на лету), так уже сохраненных.
Обрабокта на лету осущетвляется при режимах 512х512 и 1024х1024
точек.
Иструмент Image Processing содержит в себе ряд математических
линейных и нелинейных фильтров. Это отдельное перемещаемое
окно с предосмотром. Все функции могут применяться как ко
всему изображению, так и к его части (Region Of Interests
ROI). Область ROI легко перемещаема по изображению. В итоге
можно получить живое изображение обработанное тем или иным
фильтром без сохранения его на диск. При сохранении текущего
изображения на диск в нем сохрянятся все изменения внесенные
тем или иным фильтром.
В данной версии МС_Скан реализованиы следующие Image Processing
функции:
- AddS
- добавление постоянной составляющей к изображению. Данная
функция осуществляет добавление постоянного значения к пикселам
изображения в диапазоне от 0 до 255.
- SubS
- вычитание постоянной составляющей из изображения. Данная
функция осуществляет вычитание к-л постоянного значения
из пикселов (или значения пиксела из к-л постоянной составляющей)
изображения в диапазоне от 0 до 255.
- XorS
- операция XOR над битами изображения.
- Not
- операция инверсии изображения.
- Threshold
- пороговое преобразование.
- Log
Extension - логарифмическая яркость.
- Exponent
- экспоненциальная яркость.
- Intensification
- изменение пороговой интенсивности изображения.
- OrS
- логическая операция ИЛИ над битами изображения.
- Erode
Filters - фильтры с эффектом эрозии.
- Dilate
- Dilation Effect.
- Opening
Filter - Open Filter.
- Closing
Filter - Close Filter.
- Blur
Filters - фильтры с эффектом размытия
(низкочастотные фильтры) с изменяемым значением апертуры
и центра маски.
- Median
Filters - медианные фильтры с изменяемым
значением апертуры и центра маски.
- Embossing
- эффекты тиснения (North,
South,
West,
East,
Medium,
Light,
Etching).
- High Frequency Filters
- набор высокочастотных фильтров (Sharp,
Sharpen
More, Sharpen
Less, HiPass3x3,
HiPass5x5).
- Gaussian Filter
- фильтр размытия по Гауссу (Gaussian3x3,
Gaussian5x5).
- Fourier Transformation
(Forward & Backward) - прямое и обратное
Фурье преобразование.
- Equalization
Hystogram - эквализация гистограммы
изображения.
- Left
Shifting - битовые сдвиги влево.
- Right
Shifting - битовые сдвиги вправо.
- Square
Intensification - квадратичная инетенсификация.
- Laplacian Operators
- операторы Лапласа (Laplacian3x3,
Laplacian5x5,
Laplacian HV, Laplacian
Om, Edges
Strong, Edges
Weak).
- Averaging
- операция усреднения.
- Multiplication
- умножение элементов изображения на константу.
- Scale
Multiplication - умножение элементов
изображения на константу с нормировкой результата.
- Prewitt Filters
- фильтры Превитта (Prewitt
V, Prewitt
H).
- Sobel Filters-
фильтры Собела (Sobel
V, Sobel
H).
- Highlight
Filters - набор осветляющих фильтров.
- Hyperbolization
- гиперболизация гистограммы.
- Convolve Filters
- фильтры с произвольной апертурой. Апертура может быть
размером 3х3, 5х5, 7х7. В специализированном сеточном редакторе
заложена возможность создавать свои маски фильтров и потом
их сохранять под произвольными именами. В дальнейшем достаточно
загрузить выбранный фильтр и он немедленно начнет обрабтку
изображения.

Многооконный интерфейс поволяет производить Image Processing
с множеством изображений разом. Каждое Image Procerssing
окно обладает независимым набором функций и опереаторов
обработки изображений. В данном режиме работы возможно многократная
обработка (любыми операторами из набора) изображений или
фрагмента изображения. Обработанное изображение можно так
же сохранить на диск.
|
| наверх |
3D
ИЗОБРАЖЕНИЯ |
МС_Скан
позволяет осуществлять вывод живого (обновляемого) и сохраненного
изображеният в 3D представлении. 3D - изображение можно вращать
по нескольким осям, увеличивать или уменьшать амплитуду профильности,
менять масштаб, выводить изображения в виде линий, точек,
пространственных треугольников и четырехугольников, производить
поточечную интерполяцию, использовать эффект прожектора. Полученные
3D изображения можно сохранить в стандартные графические файлы.
|
| наверх |
СОХРАНЕНИЕ
ИЗОБРАЖЕНИЙ |
МС_Скан
позволяет сохранять изображения в двух стандартных растровых
форматах JPEG и BMP.
Степень компрессии изображения в случае с JPEG задается в
отдельном окне (JPEG Options). Так же в нем возможно сохранение
в файл с именем к которому будет подстыкована дата и время
создания файла. В режиме работы с малым полем будет сохранена
часть обновляемого изображения, в случае работы с линзой -
увеличенное изображение, в случае работы по линии - растровое
изображение профиля. |
| наверх |
ЛИТОРГАФИЧЕСКИЕ
ВОЗМОЖНОСТИ |
МС_Скан
позволяет преобразовывать файлы формата DXF (Autocad) в файлы
литографического формата (LIT-файлы), так же осуществлять
редактирование загруженных DXF или LIT файлов.
LIT файлы (внутренний формат МС_Скан) содержат в себе помимо
координатной технологическую информацию о дозе облучения.
Доза в данном случае обратно пропорциональна скорости перемещения
луча при заданном токе пучка. Встроенный редактор позволяет
масштабировать, поворачивать, изменять информацию о дозе как
на отдельном участке трассы, так и не группе участков, вводить
прямоугольные примитивы с заданным числом обходов лучом, производить
симуляцию процесса рисования. Литографическая информация загружается
во внешний Scan Generator и происходит уже независимо от основного
РС. Высокие скорости перемещения луча (33 нс на элемент трассы)
позволяет достигать малых доз облучния (малых экспозиций).
Так же возможна отрисовка трассы по растрововму изображению,
только что полученному с микроскопа. |
| наверх |
| |