走査電子顕微鏡のための人間能力活用型合焦支援システム

利用人类能力的扫描电子显微镜聚焦支持系统

• 批准号: 22K04221
• 负责人: 山崎 貞郎
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Kogakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04221/
• 关键词: 合焦; 非点収差補正; 人間力活用; 能動型画像処理; 共分散; 相関係数; 走査電子顕微鏡; 合焦支援システム

一般的な走査電子顕微鏡(SEM)の分野において，最適な焦点合わせの操作や，完全に近い非点収差補正をおこなう目的で，合焦指標を得るためのSEM像に基づく信号の生成について検討をおこなった。合焦指標となるSEM像に基づく信号の安定性向上を目指し，新たな信号生成手法を提案した。当該信号に関わる重要な基本技術として，SN比を優先したSEM像取得と能動型画像処理に基づく信号補正を最大限に活用した。画像共分散に基づく最適な焦点合わせと非点収差補正において，人間力を活かす支援システムとして，本研究で用いる合焦指標の性能向上を評価した。本手法は実用的な範囲でノイズに対してほぼ影響を受けることはなく，極めてノイズの多いSEM像に対しても焦点合わせや非点収差補正の指標になり得ることを示し，論文誌Scanningに題目"Technology for FundamentalImprovement of an Extremely Low-Quality Video Signal for Use in FineFocusing and Astigmatism Correction in Scanning Electron Microscopy."として掲載された。画像共分散を活用する手法に関連して，2つのデータ間の類似度合いを表す指標である，相関係数についても着目し，同一視野の2枚のSEM像を2組，計4枚のSEM像から複数の共分散値を計算することにより，特にノイズが著しい条件下においても機能する新たな相関係数の検討を併せておこなった。この新たな相関係数は，低真空環境における連続取得高速走査像に対しも有効であり，SEM像観察時における試料損傷の程度も評価可能であることを明らかにし，日本顕微鏡学会第78回学術講演会にて「試料損傷の程度を調べるためのSEMノイズ成分の影響を受けない相関係数を得る高信頼性手法」と題して，学術講演をおこなった。

在普通扫描电子显微镜（SEM）领域，我们研究了基于SEM图像的信号生成以获得聚焦指标，以实现最佳聚焦操作和近乎完美的散光校正。我们提出了一种新的信号生成方法，旨在提高基于 SEM 图像作为聚焦指标的信号稳定性。作为与该信号相关的重要基础技术，我们充分利用了优先考虑信噪比的SEM图像采集和基于主动图像处理的信号校正。我们评估了本研究中使用的聚焦指数的性能改进，作为利用人力进行基于图像协方差的最佳聚焦和像散校正的支持系统。我们证明了这种方法在实际范围内几乎不受噪声影响，即使对于噪声极大的SEM图像也可以用作聚焦和像散校正的指标，并发表在《Scanning》杂志上，标题为“Technology for”。从根本上改进了极低质量的视频信号，用于扫描电子显微镜的精细聚焦和像散校正。”结合利用图像协方差的方法，我们还重点关注了表示两个数据之间相似程度的指标——相关系数，并分析了两组相同视场的两幅SEM图像，总共4 SEM 通过计算图像的多个协方差值，我们还研究了一种新的相关系数，即使在有明显噪声的条件下也能发挥作用。这种新的相关系数对于在低真空环境下连续获取高速扫描图像也有效，并且还可以评估SEM图像观察过程中样品的损坏程度。在会议上，我做了题为“A”的学术讲座。一种高度可靠的方法，可获取不受 SEM 噪声分量影响的相关系数，以调查样品损坏的程度。”

项目成果

SEMノイズ成分に影響されず試料損傷の程度を調べるための相関係数を得る高信頼性手法

获得相关系数的高度可靠方法，可在不受 SEM 噪声成分影响的情况下调查样品损坏程度

• 发表时间: 2022
• 作者: 山﨑貞郎;鈴木一彦;於保英作
• 通讯作者: 於保英作

Technology for Fundamental Improvement of an Extremely Low-Quality Video Signal for Use in Fine Focusing and Astigmatism Correction in Scanning Electron Microscopy

用于扫描电子显微镜精细聚焦和像散校正的极低质量视频信号的根本改进技术

• DOI: 10.1155/2023/7305255
• 发表时间: 2023
• 作者: Oho, Eisaku;Yamazaki, Sadao;Suzuki, Kazuhiko
• 通讯作者: Suzuki, Kazuhiko