JP6527940B2 - 電子顕微鏡カメラ画像のアウトライヤ除去方法 - Google Patents
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Description
示され得る。
正のアウトライヤについてのみ考慮する場合、絶対値は省略することができる。この基準が満たされるとき、アウトライヤは次のステップにおいて取り除かれる。
さらなる実施形態において、次のように複数のパスが作られる:より正確な平均及び標準偏差画像であるAp i,j及びDp i,jを算出するため、ステップ2−6は、訂正された画素値を使用して繰り返される。ここで、pは反復の回数である。この閾値要素xは、連続した反復においてアウトライヤが除去されることにより、平均及び標準偏差の算出としての閾値の引き締めをより正確にするために一連の値xpに対して一般化される。この繰り返される反復は予め定められた反復の数(例えば2回)、又は
さらなる実施形態において、移動平均が構成される。上述した基本技術、及びマルチパスの両方において、すべてのデータセットが取得され少なくとも2回のパスにおいて処理されるまでは出力が現れないという課題がある。これは、平均が算出され、一連の全ての画像が得られるまで、標準偏差の算出が開始できないためである。ライブビュー(ビデオ)モードに適した、別のアプローチは、画素ごとの平均及び標準偏差を算出してアウトライヤの峻別をするために、最後のKフレームの移動平均を使用する。移動平均は最も一般的には、次式により定義される。
さらなる実施形態において、その方法は、非破壊読み出しの場面に対して適用され、CMOSのアクティブな画素センサ上の一連のフレームの読み出しは、そのシリーズの開始時における全ての画素について一度リセットした後に実行される。この方法は、ノイズ低減を含む多くの利点を有するが、アウトライヤの除去を実行する際には異なるアプローチが必要となる。非破壊読み出しでは、初期リセットの後にリセットが発生しないため、NDRシリーズのフレームkにおいてデバイスによって検出された直接照射の事象は、そのシリーズ内のすべての連続フレームに残る。したがって、アウトライヤ識別を行うために、連続するフレーム間の差分を形成することが必要である。フレームの差分Si,j,k-Si,j,k-1において見出される正のアウトライヤは、非破壊読み出しの画像系のさらなる処理の前に、フレームk及び全ての連続するフレームから減算されなければならない。照射事象が同時に起こる発生率が極めて低いため、フレームkの閾値処理の前に、フレームk−1から事象を除去する必要はない。この方法の好ましい実施形態は、以下に示すように、非破壊読み出しのK+1フレームからKの差分画像を作り出すことである。すなわち、k=0,1,2,...Kに対するNDR画像系Si,j,kが、k=0,1,2,...Kに対する差分シーケンス
さらなる実施例において、アウトライヤの集合の2次元形状の特性は、識別の統計を改善するために使用される。いくつかの場合においては、照射検出の事象は、複数画素に影響を及ぼし、アウトライヤとして容易に認識される大きい信号を有する一又は少数の画素を伴う近傍画素の集合において電荷を蓄積する。標準的なアウトライヤの閾値よりも低い信号を伴う照射検出の事象の画素集合におけるこれらの画素は、それらの画素において画像信号の品質を低下するために、なお充分な信号を依然として有し得る。よって、これらがアウトライヤとして識別されないとしても、これらの近傍の事象の画素の訂正をすることは有益であり得る。これを行うために考えられる一つの方法は、メインの閾値によってアウトライヤとなる画素の近傍に対してより低い閾値を設定することである。これらの画素は、大きなアウトライヤの近傍の平均ではなく、その画素の画像系の平均に設定される。
透過型電子顕微鏡における電子信号の標準偏差は、式
このPCT出願は、35 U.S.C. 2014年8月2日に出願された仮出願第60 / 032,535号の§119(e)に記載されており、「電子顕微鏡カメラ画像の外れ値除去方法」と題されている。 仮出願の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (18)
- 透過型電子顕微鏡のカメラの画像からアウトライヤ画素を除去する方法であって、
a.所望される、画素当たりn個の電子の露光を設定し、
b.一連のサブフレーム画像を提供するために、前記カメラを一連のサブフレーム露光に露出し、前記一連のサブフレーム露光の数は前記所望される露光に基づくものであり、
c.前記一連の全てのサブフレーム露光の画像信号の平均を以下の式により算出し、
前記下付き文字iおよびjは、各サブフレーム露光における画素の指標であり、
前記kは、サブフレームの数の指標であって、
d.所望の偽陽性アウトライヤ画素数を達成するように選択された第1の閾値を設定し、
e.前記サブフレーム露光について、前記画像信号と前記平均との差の絶対値が、前記第1の閾値を超えている画素を、それぞれ見積もり、そして、
f.訂正されたサブフレームの画像を形成するために、前記第1の閾値を超えている前記サブフレームの画像における画素を、前記画像信号の平均からの対応する画素でそれぞれ置換する方法。 - 前記一連の露光における各画素配置について、一連の露光の標準偏差を算出し、
そして、前記第1の閾値は、閾値の要素によって、前記算出された標準偏差と関連している、請求項1に記載の方法。 - h.訂正した露光を形成するために、前記訂正したサブフレームの画像を合算する、ステップをさらに有する、請求項1に記載の方法。
- ステップcからステップfは、ステップhを実行する前に繰り返される、請求項3に記載の方法。
- 前記画像信号の平均は、移動平均である、請求項1に記載の方法。
- g.前記一連の露光、及び前記画像信号の移動平均から、移動分散を算出し、そして、前記一連の露光における各画素の配置に対して、前記移動分散から前記一連の露光の移動平均の標準偏差を算出し、
そして、前記第1の閾値は閾値要素によって、前記算出された標準偏差と関連している、請求項5に記載の、方法。 - 前記サブフレームの露光の全ては、等しい強度である、請求項1に記載の方法。
- g.前記一連の露光における各画素の配置に対して一連の露光の標準偏差をさらに算出し、
そして、前記第1の閾値は閾値要素によって、前記算出された標準偏差と関連している、請求項1に記載の方法。 - h.訂正した露光を形成するために、訂正したサブフレームの画像を合算するステップをさらに備える、請求項8に記載の方法。
- 前記標準偏差は、平均信号レベルに予め設定された比例係数を積算することにより算出される、請求項8に記載の方法。
- h.訂正した露光を形成するために、訂正したサブフレームの画像を合算するステップをさらに備える、
請求項10に記載の方法。 - 前記平均から前記第1の閾値よりもさらに離れており、前記画素の近くにある近傍の画素を評価するために前記第1の閾値よりも低い値の第2の閾値を設定し、前記近傍の画素を前記平均から前記第2の閾値よりも離れた画素と置換する、請求項1に記載の方法。
- 非破壊読み出しの連続によって、透過型電子顕微鏡のカメラの画像からアウトライヤ画素を除去する方法であって、
a.一連の画像を生成するために一連の非破壊読み出しを実行し、第1の画像、及び少なくとも1の連続する画像を伴って開始し、
b.第1の画像を除き、各画像から前に読み込んだ画像を減算することにより一連の差分画像を生成し、
c.前記一連の差分画像に亘って、画像信号の強度の平均を以下の式により算出し、
前記下付き文字iおよびjは、各サブフレーム露光における画素の指標であり、
前記kは、サブフレームの数の指標であって、
d.所望の偽陽性アウトライヤ画素数を達成するように選択された第1の閾値を設定し、
e.前記サブフレーム露光について、前記画像信号と前記平均との差の絶対値が、前記第1の閾値を超えている画素を、それぞれ見積もり、そして、
f.訂正された一連の画像を形成するために、前記平均に対して前記第1の閾値よりも外れた値に超えている画素を備える前記差分画像のいずれかに続いて形成された前記一連の画像における画素をそれぞれ置換するものであって、前記画素を、前記画像信号の平均からの対応する画素で置換する方法。 - g.合算した画像を形成するために、訂正した一連の画像を合算するステップをさらに備える、請求項13に記載の方法。
- ステップcからステップfは、ステップgを実行する前に繰り返される、請求項14に記載の方法。
- g.前記一連の露光における各画素の配置に対して前記一連の露光の標準偏差をさらに算出し、
そして、前記第1の閾値は、閾値の要素によって、前記算出された標準偏差と関連している、
請求項13に記載の方法。 - 前記平均から前記第1の閾値よりもさらに離れており、前記画素の近くにある近傍の画素を評価するために前記第1の閾値よりも低い値の第2の閾値を設定し、前記近傍の画素を前記平均から前記第2の閾値よりも離れた画素と置換する、
請求項13に記載の方法。 - 前記平均から前記第1の閾値よりもさらに離れており、前記画素の近くにある近傍の画素を評価するために前記第1の閾値よりも低い値の第2の閾値を設定し、前記近傍の画素を前記平均から前記第2の閾値よりも離れた画素と置換する、
請求項16に記載の方法。
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