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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auswertung von Bildern
bzw. Bildstapeln, insbesondere von Schichtbildern, die in unterschiedlichen Abständen in
Fokussierrichtung (Richtung der Defokussierung) von einem Objekt
aufgenommen wurden, wobei hier jedes Bild für sich genommen nicht frei
von Abbildungsfehlern ist. Abbildungsfehler können z.B. geometrische Fehler
sein, wie beispielsweise Bildfeldwölbung, keystoning oder Kippung
der Bildfeldebene. Auch technisch bedingte Fehler der Abbildung,
wie z.B. Telezentrie, walking oder mechanische Einflüsse, können hier
Berücksichtigung
finden. Anwendungsgebiete der Erfindung befinden sich beispielsweise
in der Scanning-Mikroskopie, in der Inspektionsmikroskopie in der
Halbleitertechnik, in der Inspektionstechnik für die LCD-Produktion oder in
der Materialmikroskopie. Auch ist eine Anwendung in der industriellen
Messtechnik und in der Medizintechnik, z.B. bei Mikroskopen und
Endoskopen denkbar.
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In
der Vergangenheit wurden Abbildungsfehler meist durch eine aufwendige,
viele optische Komponenten umfassende Konstruktion der abbildenden Optik
korrigiert, verringert oder vermieden.
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Speziell
in der Scanning-Mikroskopie wird ein zu untersuchendes Objekt unter
definierten Messlichtbedingungen abgetastet. Dabei wird für jeden
einzelnen Objektpunkt die Intensität des Messlichtes erfasst und
ein Äquivalent
des Intensitätswertes
jeweils einem Bildpunkt eines Bildes zugeordnet. Meist werden aus
mehreren unterschiedlichen Ebenen in Fokussierrichtung Bilder des
Objektraumes bzw. Bilder aus unterschiedlichen Objekttiefen erzeugt.
Aus den gemessenen Intensitätswerten
werden Informationen über
die Eigenschaften des untersuchten Objektes erhalten.
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Mit
konfokalen Scanning-Mikroskopen und Laser-Scanning-Mikroskopen ist es
ebenfalls möglich,
Schichtbilder aufzunehmen. Hierzu wird nacheinander auf die einzelnen
Ebenen fokussiert und dabei jeweils die Intensität des Messlichtes gemessen.
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Es
ist aus der
DE 103 27 019 ein
Verfahren zur Bestimmung der Abbildungsgüte eines optischen Abbildungssystems
bekannt, bei welchem mehrere Abbildungen der Probe aus verschiedenen
Einstellebenen nahe der Fokusebene aufgenommen werden, wobei jeweils
die Detektionsanordnung relativ zur Bildebene, die Probe relativ
zur Objektebene oder das Objektiv relativ zur Probe verstellt werden.
Eine Bildbearbeitung wird vorgenommen insbesondere zur Verringerung
des Rauschens, zum Ausgleich lokaler Empfindlichkeitsunterschiede
der Detektionsanordnung und zur Zentrierung der Intensitätsschwerpunkte
auf jeweils einen Ort auf den Abbildungen. Mittels mathematischer
Verknüpfung
der durch die Detektionsanordnung erzeugten, ortsaufgelösten Bildinformationen,
der auf das Abbildungssystem bezogenen Einstellwerte und Systemgrößen sowie
der Informationen zur Probe werden die Ermittlung und die Auswertung
von Kennzahlen vorgenommen, welche für die durch das Abbildungssystem
verursachte Wellenfrontdeformation charakteristisch sind. Als Äquivalent für die Abbildungsgüte erfolgen
die Ausgabe der Kennzahlen und deren Zuordnung zum Abbildungssystem.
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In
der
DE 101 12 947 ist
ein Auswerteverfahren für
Schichtbilder mit einem Auswertealgorithmus beschrieben, nach wel chem
aus einem Stapel von Bildern, die in verschiedenen Richtungen in
geeigneten Abständen
entlang der Fokussierrichtung aufgenommen wurden, synthetische,
nach bestimmten Merkmalen aufbereitete Bilder bereitgestellt werden können. Bei
diesem Verfahren wird implizit angenommen, dass die einzelnen Bilder
in einem Bildstapel für sich
genommen eine hohe Bildqualität
besitzen. So liegt hier in sehr guter Näherung ein ebenes Bild mit einer
Unebenheit von < λ/2 mit geringen
geometrischen Verzeichnungen vor. Anhand des Bildstapels sollen
bei diesem Verfahren die topographischen Informationen zur Probentopologie
und zu einigen optischen Eigenschaften der Probenoberfläche gewonnen
werden, beispielsweise zu Flächen
gleicher Reflexivität.
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Die
Fragestellung, die im Umfeld der Untersuchungen zur Machbarkeit
von EUV-Optiken (extended ultraviolet-Optik) entstand, besteht vor
allem darin, die Bildgüte
von abbildenden Optiken oder Systemen soweit zu optimieren, dass
ein Bild mit hinreichender Qualität, Bildfeldebnung und mit geringen Bildfehlern
geschaffen wird. Es zeigte sich, dass es sehr schwierig ist, diese
Forderungen befriedigend zu erfüllen,
und wenn, dann nur mit einem sehr aufwendigen optischen Abbildungssystem.
So entstand die Forderung, aus Bildern mit restlichen, zumeist geometrischen
Fehlern ein synthetisches Bild zu ermitteln, das dann den Ansprüchen an
die angedachte Messaufgabe genügt.
Rein geometrische Verzeichnungen in ebenen Bildern lassen sich beispielsweise durch
entsprechende Transformationen lösen,
was auch in der Technik in verschiedenen Bereichen direkt, z.B durch
Prozessvorhalte bei der Erstellung von Urbildern, welche anschließend mit
einem mit Bildfehlern behafteten Abbildungssystems projiziert werden,
gemacht wird. Es treten jedoch auch Bildfehler auf, welche in der
Tiefe, also in Richtung der Tiefenschärfe (Richtung der Defokussierung),
wirksam werden. Im einfachsten Falle sind dieses geneigte Bildfelder,
die auf Grund der Neigung der Probe oder des Objektes entstehen
können.
Des Weiteren können
auch andere Fehler auftreten, wie z.B. gekrümmte Bildschalen, welche sowohl
eine geometrische Verzeichnung bei der Aufnahme mit einem ebenen Detektor
hervorrufen, als auch infolge der Krümmung über die Ausdehnung des Detektors
eine unterschiedliche Bildschärfe
aufweisen.
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So
liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und einen
Algorithmus zu schaffen, um aus Bildern mit zumeist deterministischen
oder determinierbaren Restfehlern, mit in die Bildtiefe, also in
Richtung der Tiefenschärfe
(Richtung der Defokussierung) gehenden Fehlern und/oder mit gekrümmten Bildschalen
ein korrigiertes, weitestgehend fehlerfreies Bild des Objektes zu
erzeugen und damit die Abbildungsfehler des abbildenden optischen
Systems zu kompensieren und eine aufwendige Gestaltung dieses Systems
weitestgehend zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren zur Auswertung und Korrektur von Bildern
bzw. von aus Bildern gebildeten Bildstapeln eines Objektes und zur
Ermittlung eines korrigierten, von Abbildungsfehlern weitestgehend
freien Bildes des Objektes mit den im ersten Patentanspruch dargelegten
Mitteln gelöst.
In den weiteren Ansprüchen sind
nähere
Ausführungen
und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens offenbart.
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So
ist es vorteilhaft, wenn in Realisierung des Verfahrens die folgenden
Verfahrensschritte ausgeführt
werden:
- – Erzeugung
von Bildern bzw. Bildstapeln des Objektes mit Hilfe eines optischen
Systems auf einer ortsauflösenden
Detektoranordnung, vorteilhaft auf einen CCD-Empfänger, dessen
Pixel in Zeilen und Spalten angeordnet sind.
- – Ermittlung
der deterministischen oder determinierbaren Abbildungsfehler des
optischen Systems mit an sich bekannten Methoden. Dabei werden die
Abbildungsfehler aufgrund des Design der Abbildungsoptik, oder durch
Wellenfrontmessung, z.B. nach der Shack-Hartmann-Methode oder mit interferometrischen
Methoden ermittelt. Ferner können
die Fehler auch bestimmt werden durch die Aufnahme von Bildstapeln
und einer entsprechenden Auswertung über Methoden des Phasenretrieval,
wie beschrieben in der DE 103
20 19 . Auch durch die Aufnahme von Bildstapeln mit geometrischen
Testfiguren, beispielsweise Linien oder Gitterstrukturen mit bekannten
Dimensionen, können
die Eigenschaften geometrischer Bildfehler analysiert und bestimmt
werden.
- – Die
mathematische Beschreibung der Abbildungsfehler und Schaffung einer
Korrekturvorschrift.
- – Die
Korrektur der Abbildungsfehler mit Hilfe der mathematischen Beschreibung
und der Korrekturvorschrift.
- – Ausgabe
eines korrigierten Messbildes bzw. Bildstapels und Auswertung derselben
zwecks Erzeugung eines von Abbildungsfehlern weitestgehend freien
Messbildes oder Bildstapels vom Objekt.
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Dabei
ist es von Vorteil, wenn im Falle einer Bestimmung der Abbildungsfehler
aus den Designwerten des optischen Systems, durch Wellenfrontmessung,
Interferometrie oder durch Phasenretrieval die mathematische Beschreibung
des Systems oder der Abbildungsfehler über Zernike-Koeffizienten oder andere
geeignete Darstellungen von Kennzahlen für die Abbildungsgüte eines
optischen Systems erfolgt.
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So
ist es ferner vorteilhaft, dass bei Benutzung von Zernike-Koeffizienten über an sich
bekannte Entfaltungsrechnungen der Einfluss und die Wirkung der
Eigenschaften des optischen Systems aus den aufgenommenen Messbildern
eliminiert bzw. herausgerechnet wird
... durch Fourier-Transformationen
der Bilder in den Fourier-Raum,
wobei Bildfrequenzen an Stelle von Bildorten den Berechnungen zu
Grunde gelegt werden,
... durch Trennen des Spektrums der Bildfrequenzen der
Transferfunktion des Abbildungssystems von dem Spektrum des Messbildes
durch Division zur Ermittlung des Spektrums des Objektes und Rücktransformation
des Spektrums des Objektes in den Ortsraum durch Fouriertransformation,
um so ein korrigiertes Bild des Objektes im Objektraum zu erhalten.
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Bei
Vorliegen von geometrischen Bildfehlern wird vorteilhaft eine Verzeichnungsmatrix
für das
Abbildungssystem aufgestellt, wobei einer jeden x-y-Koordinate der
Pixel der Messbilder auf der Detektoranordnung eine neue korrigierte
Koordinate zugeordnet wird, und wobei vorteilhaft aus den Intensitätswerten
der Pixel entsprechend ihrer Position bezüglich einer Sollposition eine
Umrechnung der gemessenen Intensitätswerte durchgeführt wird.
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Bei
matrixartigen Anordnungen der Pixel auf der Empfängeranordnung in Zeilen und
Spalten, bei welcher jedes Pixel acht ebenfalls von Bildfehlern
behafteten Pixeln benachbart ist, wird für eine bestimmte Sollposition
aus benachbarten Pixeln, entsprechend ihrer Entfernung von einer
Sollposition gewichtet, ein neuer Pixelwert berechnet, wobei für die Berechnung
von Gewichtungsfaktoren die Entfernungen der jeweiligen Mitten der
Pixel von der Mitte der Sollposition des Pixels verwendet werden.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn für
die Sollposition die Position eines Pixels angenommen (vorgesehen)
wird und Gewichtungsfaktoren entsprechend des Flächenanteils vom ursprünglichen
(alten) zum neuen Pixel in der Sollposition bestimmt werden.
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So
ist es auch vorteilhaft, wenn die Gewichtungsfaktoren auf 1 normiert
werden, und dass gilt Pixelneu =
Summe (i = 0; 1; 2;...; 8) [gPixeli] × Pixeli
und
Summe (i = 0; 1;...; 8) [gPixeli] = 1 ist, wobei g ein Gewichtungsfaktor
eines Pixels ist.
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Um
auch richtig gestaltete Farbbilder zu erzeugen, werden vorteilhaft
bei Vorliegen unterschiedlicher Bildparameter in Form von unterschiedlichen Farbwerten
den einzelnen Farbwerten unterschiedliche Gewichtungsfaktoren zugeordnet.
Dann wird für die
einzelnen Bildparameter eine Korrektur durchgeführt. Hierüber können chromatische Abbildungsfehler
explizit erfasst werden.
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So
ist es ferner vorteilhaft, wenn bei Vorliegen unterschiedlicher
Bildparameter in Form von unterschiedlichen Farbwerten den einzelnen
Farbwerten unterschiedliche Gewichtungsfaktoren zugeordnet werden
und dann die einzelnen, nach Farben getrennten Messbilder auf ein
Bild gleicher Sollposition der Pixel zurückgeführt werden, derart, dass die
Korrektur für
die jeweilige Farbe genutzt wird, um das korrigierte Bild in den
Farben richtig zu gestalten. Das kann beispielsweise vorteilhaft
sein, wenn Farbfehler in der Abbildungsoptik auch zu unterschiedlichen
geometrischen Lagen der Pixel in den nach Farben getrennten Bildern
führen.
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Wirkt
beispielsweise ein Bildfehler auch in der Richtung der Defokussierung
bzw. Tiefenschärfe, so
können
bei der Korrektur neben den x-y-Koordinaten eines jeden Messbildes
auch die Informationen aus den Bildern benachbarter Bildebenen in
den Korrekturvorgang einbezogen werden. So ist es weiterhin von
Vorteil, wenn bei in Richtung der Defokussierung wirkender Bildfehler
bei der Korrektion neben den x-y-Koordinaten
eines jeden Messbildes auch die Informationen aus den benachbarten
Bildebenen benutzt werden, derart, dass beispielsweise erst die Korrektur
in der x-y-Bildebene und anschließend mit den so gewonnenen
Messbildern eine Korrektur in der in Richtung der Defokussierung
verlaufenden z-Koordinate durchgeführt wird.
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Ferner
ist es vorteilhaft, wenn bei der Korrektur die Pixel von Bildpunkten
bzw. Bildbereichen mit unterschiedlichen Positionen in z-Richtung
benutzt werden. Diese einfache Variante ist z.B. bei der Korrektur
von Bildern mit einer Bildschieflage anwendbar. Wenn man die Krümmung und
damit die Verschiebung der Bildrasterung in den unterschiedlichen Fokusebenen
bei der Korrektur beachten muss, was bei Bildschalen notwendig ist,
ist eine Rechen- bzw. Korrekturvorschrift anzuwenden, bei welcher
Nachbarpixel aus benachbarten Fokusebenen berücksichtigt werden. Dabei kann
es notwendig sein, auch auf den Nachbarebenen mehrere Pixel pro
Ebene zu berücksichtigen.
Die Normierungsbedingung muss dann entsprechend erweitert werden,
so dass nunmehr gilt: PixelneuEn =
Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En [Pixeli × gPixeli]
+ Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En – j [Pixeli × gpixeli]
+ Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En + j [Pixeli × gpixeli],wobei Summe
(i = 0; 1; 2;...; 8)En × gPixeli
+
Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En – j × gpixeli
+
Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En + j × gpixeli = 1und g ein Gewichtungsfaktor,
die betrachtete Bildebene und j = 0; 1; 2;...; 8 die Nachbarbildebenen
sind.
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Diese
Vorschrift kann in analoger Weise auch auf größere laterale Bereiche im Messbild
und auch auf noch mehr Bildebenen erweitert werden.
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Die
Erfindung soll anhand einer Zeichnung und eines Ablaufdiagramms
näher erläutert werden. So
werden in
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1 schematisch
eine Bildfehlerkorrektur eines Bildstapels und in
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2 ein
Arbeitsdiagramm mit Angabe von Verfahrensschritten dargestellt.
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In 1 ist
vereinfacht und schematisch ein aus einzelnen Bildern 1 bis 7 bestehender
Bildstapel 8 dargestellt, dessen einzelne, in Richtung
der Defokussierung bzw. Tiefenschärfe des betreffenden optischen
Abbildungssystems aufgenommene Bilder 1 bis 7 beliebige
geometrische Bildfehler aufweisen, welche sich räumlich in den drei karthesischen
Koordinaten x; y und z erstrecken, wobei x und y Koordinaten in
der Ebene, beispielsweise der Fokusebene, und z eine in Richtung
der Defokussierung verlaufende Koordinate sind. Die Bildfehler sind
durch unterschiedliche Rasterstrukturen kenntlich gemacht.
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Der
in der Mitte der 1 dargestellte Bildstapel 10 umfasst
Bilder 11 bis 17, welche beliebige geometrische
Bildfehler, die ebenfalls durch unterschiedliche Rasterstrukturen
der einzelnen Bilder 10 bis 17 veranschaulicht
werden, in der durch die Koordinaten x und y gebildeten Ebene aufweisen.
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Auf
der rechten Seite der 1 ist ein Bildstapel 20 mit
den kartesischen Koordinaten dargestellt, welcher die nach einer
Korrektur von Bildfehlern weitestgehend befreiten Bilder 21 bis 27 umfasst,
was durch die unverzerrten Gitterstrukturen auf den einzelnen Bildern 21 bis 27 veranschaulicht
wird.
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In 2 sind,
an einem Schema oder Arbeitsdiagramm dargestellt, einzelne Verfahrensschritte
aufgeführt,
mit welchen eine erfindungsgemäße Korrektur
von Bildern oder Bildstapeln durchgeführt werden kann.
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So
wird in Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Gewinnung von weitestgehend von Abbildungsfehlern freien Messbildern
mit Hilfe eines abbildenden optischen Systems, welches beispielsweise
mit Abbildungsfehlern geometrischer Natur, wie Bildschieflage, Verzeichnungen,
Bildfeldkrümmung
usw., behaftet ist, zunächst
ein Bild eines zu untersuchenden Objektes auf eine ortsauflösende matrixartige
Detektoranordnung, beispielsweise auf einen CCD-Empfänger, hergestellt.
In einem weiteren Schritt werden die deterministischen oder determinierbaren
Abbildungsfehler des optischen Systems mit an sich bekannten Methoden
ermittelt und eine Charakterisierung der Bilder, d.h. eine mathematische
Beschreibung der Abbildungsfehler durchgeführt und eine Kor rekturvorschrift
für die
aufgenommenen Bilder bzw. Messbilder erstellt.
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Die
zur Korrektur notwendigen Informationen werden entweder aus dem
Design des Abbildungssystems oder durch geeignete Messungen zu Charakterisierung
der Abbildung oder der Abbildungseigenschaften des Systems gewonnen.
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Dabei
kann die Bestimmung der Abbildungsfehler nach an sich bekannten
Methoden aus den Designwerten des optischen Abbildungssystems, durch Wellenfrontmessung,
durch Interferometrie oder durch Phasenretrieval erfolgen, wobei
dann die mathematische Beschreibung der Abbildungsfehler über Zernike-Koeffizienten
oder andere geeignete Darstellungen von Kennzahlen für die Abbildungsgüte des Abbildungssystems
erfolgen kann.
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Im
Falle der Benutzung von Zernike-Koeffizienten wird vorteilhaft über an sich
bekannte Entfaltungsrechnungen der Einfluss der Eigenschaften des optischen
Abbildungssystems aus den aufgenommenen Bildern bzw. Messbildern
eliminiert. Hierbei wird zunächst
eine Fourier-Transformationen der Bilder in den Fourier-Raum und
eine Trennung des Spek-trums der Bildfrequenzen der Transferfunktion des
Abbildungssystems von dem Spektrum des Messbildes durch Division
zur Ermittlung des Spektrums des Objektes vorgenommen. Durch Rücktransformation
des Spektrums des Objektes in den Ortsraum durch eine Fouriertransformation
wird dann ein korrigiertes Bild des Objektes erhalten.
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Weiterhin
kann als Korrekturvorschrift bei Vorliegen von geometrischen Bildfehlern
eine Verzeichnungsmatrix für
das Abbildungssystem aufgestellt werden, wobei einer jeden x-y- Koordinate der Pixel
der Messbilder eine neue korrigierte Koordinate zugeordnet wird,
und wobei vorteilhaft aus den Intensitätswerten der Pixel entsprechend
ihrer Position bezüglich
einer Sollposition (korrigierte Koordinate) eine Umrechnung der
gemessenen Intensitätswerte durchgeführt wird.
So kann bei einer matrixartigen Anordnung der Pixel der Detektoranordnung
in Zeilen und Spalten für
eine bestimmte Sollposition aus Nachbarpixeln, entsprechend ihrer
Entfernung von der Sollposition gewichtet, ein neuer Pixelwert berechnet
werden, wobei für
die Berechnung entsprechender Gewichtungsfaktoren die Entfernungen
der jeweiligen Mitten der Pixel von der Mitte der Sollposition verwendet
werden. Für
die Sollposition kann dabei ein Pixel angenommen werden und die
entsprechenden Gewichtungsfaktoren werden entsprechend des Flächenanteils
vom ursprünglichen
zum neuen Pixel in der Sollposition bestimmt.
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Die
Gewichtungsfaktoren werden 1 nach der Beziehung Pixelneu = Summe (i = 0; 1; 2;...; 8) [Pixeli × gPixeli]bestimmt und entsprechend der
Beziehung Summe (i = 0; 1;...; 8) [gPixeli]
= 1auf „1" normiert, wobei
g ein Gewichtungsfaktor eines Pixels ist.
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Diese
Methode ist für
alle Bildfehler anwendbar, die nur in der Bildebene selber liegen,
wie Verzerrungen oder Verzeichnungen, z.B. keystoning. Diese Methode
kann auch für
unterschiedliche Bildparameter, z.B. bei Farbbildern in den drei
Farbwerten getrennt durchgeführt
werden, wobei es dann sinnvoll ist, für die Farben unterschiedliche
Gewichtungsfaktoren g zu verwenden, da beispielsweise ein Farbfehler
in der Abbildungsoptik auch zu unterschiedlichen geometrischen Lagen
der Pixel der Detektoreinheit in den nach Far ben getrennten Bildern führen kann.
Wenn man nun die Bilder auf ein Bild mit gleicher Sollposition der
Pixel der Detektoranordnung zusammenführen will, kann die Korrektur
für die jeweilige
Farbe genutzt werden, um ein korrigiertes Bild auch in den Farben
zu erhalten.
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So
ist es auch gleichfalls möglich,
statt in den drei detektierten Farben alternativ die Korrektur bezogen
auf die Farbwerte durchzuführen,
was die Korrektur verfeinern kann, jedoch den technischen Aufwand
erhöht.
Unter Farbwert soll hier die Kombination der z.B. drei detektierten
Intensitäten
für die
drei Farben des Detektors im Sinne einer Farbmetrik verstanden werden.
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Bei
in Richtung der Defokussierung, d.h. in Richtung der z-Koordinate (1)
wirkenden Bildfehlern können
zur Korrektur neben den x-y-Koordinaten eines jeden Bildes auch
die Informationen aus den Bildern benachbarter Bildebenen benutzt
werden. Dabei kann die Bildkorrektur so erfolgen, dass zuerst die
Korrektur in der x-y-Bildebene vorgenommen wird. Danach können dann
diese korrigierten Bilder verwendet werden, um eine Korrektur in
analoger Weise in der z-Koordinate
durchzuführen,
wobei dann lediglich die Pixel der Detektoranordnung der entsprechenden
Bildposition bzw. Bildbereiche mit unterschiedlichen z-Positionen
verwendet werden müssen.
Diese einfache Variante ist z.B. bei Bildschieflage gut anwendbar.
Bei Bildschalen muss die Rechnung prinzipiell genauer erfolgen,
wenn man die Krümmung
und damit die Verschiebung der Bildrasterung der unterschiedlichen
Fokusebenen zueinander berücksichtigen
will. Dann ist eine der obigen Formel entsprechende Rechenvorschrift
zu verwenden, wobei man noch die Nachbarpixel aus benachbarten Fokusebenen
berücksichtigen
muss. So kann es notwendig sein, auch auf den Nachbarebenen mehrere
Pixel pro Ebene zu berücksichtigen.
Die Normierungsbedingung wird dabei erweitert.
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So
gilt dann beispielsweise PixelneuEn =
Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En [Pixeli × gPixeli]
+ Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En – j [Pixeli × gpixeli]
+ Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En + j [Pixeli × gpixeli],wobei Summe
(i = 0; 1; 2;...; 8)En × gPixeli
+
Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En – j × gpixeli
+ Summe (i = 0; 1; 2;...; 8)En
+ j × gpixeli = 1und g ein Gewichtungsfaktor,
n die betrachtete Bildebene und j = 0; 1; 2;...; 8 die Nachbarbildebenen
sind.
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Nachdem
eine Korrekturvorschrift für
Messbilder erstellt ist, kann nunmehr eine Aufnahme eines Testbildstapels
und eine Korrektur desselben vorgenommen werden und eine Ergebnisprüfung und
Weitergabe der Korrekturvorschrift erfolgen. Das aufgenommene Messbild
kann nach dieser Korrekturvorschrift entsprechend korrigiert werden
und das korrigierte Messbild wird in geeigneter Weise ausgegeben
oder aufgezeichnet und kann entsprechend der vorgesehenen Applikation
ausgewertet werden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Verfahren
können
auch bei Verwendung weniger aufwendiger Abbildungsoptiken, also
bei einfachen Systemen mit wenigen optischen Komponenten, nicht
korrigierbare Bildfehler mathematisch korrigiert werden. Insbesondere
bei Geräten,
wie beispielsweise bei Mikroskopen oder Endoskopen in der Medizin,
ist die Anwendung dieses Verfahrens hilfreich, da die sehr limitierte Größe der abbildenden
Optik oft keine umfassende Korrektur der Abbildungsfehler nicht
zulässt.
Ferner kann auch eine Kombinati on mit einem Autofokus bzw. bei einem
Abstandsmesssystem vorteilhaft sein, da auf diese Weise die Korrektur
eine Tiefenzuordnung erhält.
Dies ist bei der Messung mechanischer Objekte z.B. in der Halbleiterindustrie
oder in der industriellen Messtechnik hilfreich, wo dreidimensionale
Strukturen erfasst werden sollen, also laterale Informationen und
Höheninformationen.
Für die Messtechnik
ist es wichtig, aus den Bilddaten metrische Informationen ableiten
zu können.
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Die
Anwendung des Verfahrens kann auch in den Fällen notwendig sein, wo der
abgebildete Raum deutlich größer als
das Objektiv der abbildenden Optik ist. Wegen evtl. vorhandener
beengter räumlicher Verhältnisse
werden dann in der Praxis häufig
kurzbrennweitige Optiken eingesetzt, welche dann, analog den Weitwinkelobjektiven
oder Fischaugenobjektiven, Bilder mit sehr ausgeprägten geometrischen Verzerrungen
liefern.
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- 1
bis 7
- Bilder
- 8
- Bildstapel
- 10
- Bildstapel
- 11
bis 17
- Bilder
- 20
- Bildstapel
- 21
bis 27
- Bilder