JP6130120B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びコンピュータ読取可能な記憶媒体 - Google Patents
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Description
第1の実施形態は、フレーム画像内でのフィールド画像間のドリフト量を補正し得られる各フレーム画像をさらに位置合わせして積算画像を生成して出力する処理に関する。
図1は、本発明の実施形態による、ドリフト補正機能を備えた走査電子顕微鏡100の概略構成を示す図である。当該走査電子顕微鏡100は、試料観察時に像が時間の経過とともに移動する現象である像ドリフトが生じても、ドリフト量を算出して補正を行うことで鮮明なフレーム画像を得ることを可能とするものである。ここで、「ドリフト量」とは、図2に示したフレーム画像間のパターンの位置ずれ量(移動量)及びフィールド画像間での移動量を意味するものである。
本実施形態によるドリフト補正の詳細について説明する前に、フレーム画像間のドリフト量について、図2を参照して説明する。
次に、走査電子顕微鏡で得られる画像の種類について、画像の形成過程と組み合わせて説明する。画像の種類としては、フレーム画像とフィールド画像に分類され、フレーム画像は観察視野全体を一度走査して得られた画像に相当し、フィールド画像は視野の一部を一度走査して得られた画像、すなわち、フレーム画像を構成する要素画像、と定義する。フレーム画像は全フィールド画像を足し合わせて作成される。
以下に、図1に示される走査電子顕微鏡100において実行される画像補正処理について説明する。図4は、本実施形態による画像補正処理を説明するためのフローチャートである。
図6は、本発明の画像補正処理の環境設定を行うためのGUI(Graphical User Interface)の画面構成例を示す図である。
第2の実施形態は、フィールド画像間の各ドリフト量を補正しながら、取得した複数のフレームを積算した積算画像を生成して表示する処理に関する。なお、第1の実施形態で示した走査型電子顕微鏡の100の構成(図1)、フレーム画像間のドリフト量の説明(図2)、及び取得される画像の種類の説明(図3)は、特段の事情がない限り、第2の実施形態でも適用されるものである。
図6は、第2の実施形態による積算画像を生成する処理の概要を説明するための図である。
図7は、本発明の第2の実施形態による、ドリフト補正(位置合わせ)をしながら積算フレーム画像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。
ここでは、GUIの変形例について説明する。走査電子顕微鏡100の電子顕微鏡部101は、インタレース撮像が行われたという情報をデータ処理部111に伝送する。そして、データ処理部111は、操作メニュー(例えばGUI)において、インタレース位置合わせ処理、インタレース・プログレッシブ位置合わせ処理(本発明の第1及び第2の実施形態)をあらかじめ選択状態にしておくことにより、ユーザーに、インタレース特有の位置合わせ処理を行うことを促すという構成も考えられる。つまり、インタレースによって画像が取得された場合には、予めGUI(図5参照)において「ドリフト補正をする」が自動的に選択されるようになっている。従って、プログレッシブによって画像が取得された場合には、このような自動選択はなされない。
本発明は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどが用いられる。
Claims (14)
- 走査電子顕微鏡を用いて電子線を試料に照射しながら走査し、当該試料から放出される信号を検出して形成された画像を処理する画像処理装置であって、
前記試料の観察視野を走査して得られるフレーム画像を複数枚保存する画像記憶部と、
前記フレーム画像及び前記フレーム画像を構成するフィールド画像間のドリフト量を算出する補正演算処理部と、
前記フィールド画像間のドリフト量に基づきフィールド画像をドリフト補正し、重ね合わせるデータ処理部と、を有し、
前記補正演算処理部は、2つのフレーム画像を用いて当該フレーム画像間の垂直方向のドリフト量を算出し、当該フレーム画像間の垂直方向のドリフト量からフィールド画像間の垂直方向のドリフト量を算出し、2つのフィールド画像を用いて当該フィールド画像間の水平方向のドリフト量を算出し、
前記データ処理部は、前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量と前記水平方向のドリフト量に基づいて、フィールド画像の位置合わせをして重ね合わせ、ドリフト補正を施したドリフト補正フレーム画像を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記データ処理部は、前記画像記憶部に記憶された複数枚のフレーム画像のそれぞれについて前記ドリフト補正フレーム画像を生成し、複数枚のドリフト補正フレーム画像を積算して積算フレーム画像を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記補正演算処理部は、前記画像記憶部に記憶された複数のフレーム画像のそれぞれの間の垂直方向のドリフト量と、それから推定されるそれぞれのフィールド画像間の垂直方向のドリフト量と、各フレーム画像を構成するフィールド画像間の水平方向のドリフト量であるフレーム内水平方向ドリフト量と、連続するフレーム画像における、時間的に前のフレーム画像の第2のフィールド画像と時間的に後のフレーム画像の第1のフィールド画像との間の水平方向のドリフト量であるフレーム間水平方向ドリフト量と、を算出し、
前記データ処理部は、前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量及び前記フレーム内水平方向ドリフト量を用いて、それぞれのフレーム画像において前記ドリフト補正フレーム画像を生成し、前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量及び前記フレーム間水平方向ドリフト量を用いて、前記生成した複数のドリフト補正フレーム画像を積算して前記積算フレーム画像を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2において、
前記データ処理部は、前記補正演算処理部で算出された、前記フィールド画像間の垂直方向及び水平方向のドリフト量を用いて、複数のフレーム画像のそれぞれを構成する複数のフィールド画像の位置合わせをしながら順次積算して前記積算フレーム画像を生成することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
前記データ処理部は、前記走査電子顕微鏡の撮像時の条件を取得し、当該撮像時の条件に応じたドリフト補正条件を表示部に提示することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において、
さらに、前記ドリフト補正フレーム画像が積算されて生成される積算フレーム画像を表示するための表示部を有することを特徴とする画像処理装置。 - 走査電子顕微鏡を用いて電子線を試料に照射しながら走査し、当該試料から放出される信号を検出して形成された画像を処理する画像処理方法であって、
データ処理部が、前記試料の観察視野を走査して得られる複数のフレーム画像を画像記憶部に保存するステップと、
補正演算処理部が、前記画像記憶部から読み出された2つのフレーム画像間の垂直方向のドリフト量を算出する第1のステップと、
前記補正演算処理部が、前記フレーム画像を構成するフィールド画像間の水平方向のドリフト量を算出する第2のステップと、
前記補正演算処理部が、前記フレーム画像間の垂直方向のドリフト量から当該フレーム画像を構成するフィールド画像間の垂直方向のドリフト量を算出する第3のステップと、
前記データ処理部が、前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量と前記水平方向のドリフト量に基づいて、フィールド画像の位置合わせをして重ね合わせ、ドリフト補正を施したドリフト補正フレーム画像を生成する第4のステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項7において、さらに、
前記データ処理部が、前記画像記憶部に記憶された複数枚のフレーム画像のそれぞれについて生成された複数のドリフト補正フレーム画像を積算して積算フレーム画像を生成する第5のステップを有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項8において、
前記第1のステップにおいて、前記補正演算処理部は、第1のフレーム画像と、当該第1のフレーム画像よりも時間的に後に取得された第2のフレーム画像との間で、前記フレーム画像間の垂直方向のドリフト量を算出し、
前記方法は、さらに、前記データ処理部が、前記第1のフレーム画像と前記第2のフレーム画像のそれぞれを、第1のフィールド画像と第2のフィールド画像に分解するステップを含み、
前記第2のステップは、
前記補正演算処理部が、前記第1のフレーム画像の前記第2のフィールド画像と前記第2のフレーム画像の前記第1のフィールド画像との間で水平方向のドリフト量を算出してこれを第1種水平ドリフト量とするステップと、
前記補正演算処理部が、前記第2のフレーム画像における前記第1及び第2のフィールド画像間で水平方向のドリフト量を算出してこれを第2種水平ドリフト量とするステップと、を含み、
前記第4のステップにおいて、前記データ処理部は、前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量と前記第2種水平ドリフト量とを用いて前記ドリフト補正フレーム画像を生成し、
前記第1乃至第4のステップが、前記画像記憶部に記憶された前記複数のフレーム画像についての処理が終了するまで繰り返され、
前記第5のステップにおいて、前記データ処理部は、複数の前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量と、複数の前記第1種水平ドリフト量とを用いて、前記生成された複数のドリフト補正フレーム画像のそれぞれの位置合わせを行い、積算フレーム画像を生成することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項8において、
前記データ処理部は、前記補正演算処理部によって算出された、前記フィールド画像間の垂直方向及び水平方向のドリフト量を用いて、前記複数のフレーム画像のそれぞれを構成する複数のフィールド画像の位置合わせをしながら順次積算して前記積算フレーム画像を生成することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項10において、
前記第1のステップにおいて、前記補正演算処理部は、第1のフレーム画像と、当該第1のフレーム画像よりも時間的に後に取得された第2のフレーム画像との間で、前記フレーム画像間の垂直方向のドリフト量を取得し、
前記方法は、さらに、前記データ処理部が、前記第1のフレーム画像と前記第2のフレーム画像のそれぞれを、第1のフィールド画像と第2のフィールド画像に分解するステップを含み、
前記第2のステップにおいて、前記補正演算処理部は、前記第1のフレーム画像の前記第1及び第2のフィールド画像の間の水平方向のドリフト量であるフレーム内水平方向ドリフト量を算出し、
前記第4のステップにおいて、前記データ処理部は、前記フィールド画像間の水平方向のドリフト量及び前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量を用いて、前記第1のフレーム画像の前記第1のフィールド画像と前記第2のフィールド画像を、積算して前記ドリフト補正フレーム画像を生成し、
前記方法は、さらに、
前記補正演算処理部が、前記ドリフト補正フレーム画像の第1のフィールド画像と、前記第2のフレーム画像の第1のフィールド画像との間の水平方向のドリフト量であるフレーム間水平方向ドリフト量を算出する第5のステップと、
前記データ処理部が、前記フレーム間水平方向ドリフト量と前記フィールド画像間の垂直方向のドリフト量を用いて、前記ドリフト補正フレーム画像と前記第2のフレーム画像の第1のフィールド画像を積算する第6のステップと、
前記データ処理部が、前記第6のステップで生成した積算画像に前記第2のフレーム画像の第2フィールド画像を一時的に積算する第7のステップと、
前記補正演算処理部が、前記第7のステップで生成した一時的な積算画像と前記第2のフレーム画像よりも後に取得された第3のフレーム画像との間で垂直方向のドリフト量を算出する第8のステップと、
前記補正演算処理部が、前記第6のステップで生成した積算画像のフィールド画像と前記第2のフレーム画像の第2のフィールド画像との間の水平方向のドリフト量を算出する第9のステップと、
前記データ処理部が、前記第9のステップで算出した水平方向のドリフト量と、前記第8のステップで算出された垂直方向のドリフト量から得られるフィールド画像間の垂直方向のドリフト量と、を用いて、前記第6のステップで生成された積算画像と前記第2のフレーム画像の第2のフィールド画像を位置合わせしながら積算する第10のステップと、を有し、
前記第5乃至第10のステップが前記画像記憶部に記憶された前記複数のフレーム画像についての処理が終了するまで繰り返され、処理対象の全てのフレーム画像が積算されて出力されることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項7において、さらに、
前記データ処理部が、前記走査電子顕微鏡の撮像時の条件を取得し、当該撮像時の条件に応じたドリフト補正条件を表示部に提示するステップを有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項7において、さらに、
前記データ処理部が、前記ドリフト補正フレーム画像が積算されて生成される積算フレーム画像を表示部に表示するステップを有することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項7に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納するコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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